Schrittmacheraktivität

Schrittmacheraktivität bezeichnet die Fähigkeit bestimmter Herzzellen, ohne äußere Reize regelmäßig Aktionspotentiale zu erzeugen und damit den Herzschlag zu steuern. Der primäre Schrittmacher liegt im Sinusknoten des rechten Vorhofs und setzt die Basisfrequenz des Herzens fest. Wenn der Sinusknoten versagt oder zu langsam arbeitet, können andere Strukturen wie der AV-Knoten oder ektope Schrittmacherzentren die Frequenz übernehmen und den Rhythmus bestimmen.

Mechanisch entsteht die Schrittmacheraktivität durch spontane Depolarisation der Schrittmacherzellen, insbesondere während der Phase 4 des Membranpotenzials. Treiber dieser Automatik sind u. a. I_f-Kanäle (funny current), die eine langsame, schrittweise Depolarisation ermöglichen. Im Unterschied zu den Arbeitsmyokardzellen fehlt bei Schrittmacherepithelien ein stark ausgeprägtes Phasenwechsel-Plateau; stattdessen entsteht regelmäßig ein neues Aktionspotenzial, das den Herzschlag auslöst. Die Rate wird durch zentrale Regelkreise des Erregungsleitungssystems bestimmt, zu denen der Sinusknoten, der AV-Knoten und das His-Purkinje-System gehören.

Regulierung und Einflussfaktoren: Die Frequenz der Schrittmacheraktivität wird maßgeblich durch das autonome Nervensystem und Hormone moduliert. Sympathische Aktivität erhöht die Frequenz, parasympathische Einflüsse senken sie. Auf molekularer Ebene erhöhen Katecholamine über Beta-Adrenozeptoren cAMP und beschleunigen die Depolarisation; cholinerge Signale verlangsamen sie.

Klinisch ist die Schrittmacheraktivität relevant bei Bradykardien, Sick-Sinus-Syndrom und anderen Rhythmusstörungen. Diagnostik erfolgt mit EKG, Holter-Überwachung und Belastungstests. Therapien umfassen implantierbare oder externe Herzschrittmacher sowie medikamentöse Modulationen; in der Forschung werden biologische Pacemaker entwickelt, die aus Zellen oder Gewebe bestehen, um natürliche Schrittmacherfunktion zu imitieren.