Schrittmacherzellen

Schrittmacherzellen sind spezialisierte Herzmuskelzellen, die aufgrund ihrer automatischen Aktivität Rhythmusimpulse erzeugen und so den Herzschlag initiieren und regulieren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kontraktilzellen zeigen sie eine spontane Diastolendepolarisation (Phase 4) und können wiederholt Aktionspotentiale auslösen. Diese automatische Erzeugung beruht vor allem auf einer durch Hyperpolarisation aktivierten, leichter erreichbaren If-Strömung, vermittelt durch HCN-Kanäle, sowie auf Kalziumkanälen, die den Aufstrich der Aktionspotenziale bestimmen.

Der primäre Schrittmacher befindet sich im Sinusknoten des rechten Atriums, nahe der oberen Hohlvene. Sekundäre Schrittmacher sind der AV-Knoten und das His-Purkinje-System; unter bestimmten Bedingungen können auch andere Bereiche des Atriums oder Latent-Schrittmacher im Leitungssystem das Rhythmusfinden übernehmen. Die Zellen selbst sind morphologisch weniger kontraktil als Arbeitsmyokardzellen und weisen eine spezialisierte Elektrizitätsverteilung auf, die eine schnelle, koordinierte Reizweiterleitung ermöglicht.

Die Aktivität der Schrittmacherzellen wird autonom durch das Nervensystem moduliert. Sympathische Reize erhöhen die Rate und die Erregungsleitfähigkeit, während Parasympathikus die Rate senkt. Hormone und lokale Faktoren können ebenfalls Einfluss nehmen.

Klinisch bedeutsam ist die Funktionsstörung der Schrittmacherzellen, die zu Bradykardie oder Sinusknotendysfunktion führen kann. In der Medizin kommen elektronische Herzschrittmacher zum Einsatz, um den Rhythmus zu stabilisieren. Forschung untersucht zudem die biologische Reprogrammierung von Arbeitszellen zu Schrittmacherzellen, etwa durch Transkriptionsfaktoren wie TBX18, als alternatives Therapiekonzept.