Physiologie Herz Flashcards
Was ist die Herzfrequenz (HF)?
Kontraktion/min = Puls
normal 70/min, Ausdauersportler 40/min, Belastung = 200/min
Was ist das Schlagvolumen?
= Volumen/Herzschlag aus lx Ventrikel (80ml/min)
Schlagvolumen x HF = Herzzeitvolumen (Vol/min)
-> 70x80 = 5600 ml/min = 5,6 l/min (max. 40 l/min)
Was ist das Ficksche Gesetz?
HZV = O2-Aufnahme Lunge / arteriovenöse O2-Konzentrationsdifferenz, HZV = (VO2/t) / (CAO2 − CVO2)
- Arteriovenöse Konzentration CAO2/VO2 [O2/L] durch Blutgasanalyse
- O2-Aufnahme Lunge = VO2/t [O2/min] durch Spirometrie
- Gesucht: HZV [L/min]
- Berechnung: HZV = (VO2/t) / (CAO2 − CVO2) -> Normwerte einsetzen
- HZV = (0,3L/min) / (0,2−0,15) L O2 pro L Blut = (0,3 L/min) / 0,05 = 6L/min
Welche 4 Phasen hat die Herzaktion?
Systole:
- Anspannungsphase (0,05s) Ventrikel gefüllt + Klappen zu = isovolumetrisch, P >Aorta = Taschenklappen öffnen
- Austreibungsphase (0,2-0,3s) weitere Kontraktion = Volumenauswurf in die Aorta, Kontraktion Septum - Herzspitze - Herzbasis, Radius <, Wanddicke >, 120 mmHg
Diastole:
- Entspannungsphase (0,06s) Herzklappen zu = isovolumetrisch, P Ventrikel < Vorhof
- Füllungsphase (0,5s) Füllung durch Ventilebenenmechanismus (Ebene Segelklappen), bei Systole -> Zwerchfell = Blut in Vorhof, bei Diastole -> Herzbasis = Blut in Ventrikel
-> Klappen schließen/öffnen passiv
Wie verläuft die Volumenkurve?
- Enddiastolisches V im lx Ventrikel = 120 ml (isovolumetrisch)
- Austreibungsphase -80ml Schlagvolumen, V = 40ml endsystolisch (dann isovolumetrisch = Entspannungsphase)
- Ejaktionsfraktion = Schlagvolumen/enddiast. V (80ml raus/120 max = 67%)

Welche Herztöne gibt es?
- I.Herzton = Anspannung Ventrikel + Schluss Segelklappen, 5 ICR = Beginn Systole
- II.Herzton = Schluss Taschenklappen, 2 ICR rx = Ende Systole
- III. + IV. Herzton = Bluteinstrom Ventrikel + Vorhofkontraktion

Was ist der Vorhofdehnungsreflex?
- Zw. Myozyten liegen B-Rezeptoren welche auf Dehnung der Vorhofs reagieren
- Bei ↑ Dehnung = ADH in Neurohypophyse gehemmt -> ↑ H20-Ausscheidung aus der Niere durch “Gauer-Henry-Reflex” Wasserretention = weniger V + somit weniger Druck + Ausschüttung ANP -> ↓ Blutvolumen durch ↓ Renin
Wie erfolgt die Erregungsleitung?
- Sinusknoten: primärer Schrittmacher
- AV-Knoten: Verzögerung
- His-Bündel
- Tawara-Schenkel
- Purkinje-Fasern
-> Zellen sind refraktär (kein AP), AP hat:
- schnelle Dep. (schneller Einwärtsstrom von Na+-Ionen)
- initiale Rep.(transienter K+-Auswärtsstrom)
- Plateauphase (Balance zw. Ca2+-Einwärts + K+-Auswärtsstrom)
- Repolarisation (K+-Auswärtsstrom)
Ruhepotential im Herz?
-
Arbeitsmyokards (AP 150–400 ms)= stabiles RP –80 mV (fast K+- GGW), stabilisiert durch K+-Leitfähigkeit, v.a. Kir-Kanäle, bei leichter Depolarisation (positiver) K+-Ausstrom -> Repolarisation (IK1-Strom, wieder negativer auf -80 RMP),
- Potenzialen über 20–30 mV über dem K+-GGW (–60/–50 mV), werden die Kanäle durch Polyamine blockiert, für AP werden Kir2.1-Kanäle bei schnellen + größeren Depolarisationen (schnellen Natriumkanäle) blockiert
-
Schrittmacherzellen (Sinus/AV-Knoten) kein stabilisierender IK1-Strom= kein konstantes RMP, sondern max. diast. Potenzial = –60 mV -> instabiler + positiver, begünstigt spontane Dep. da nahe am Schwellenwert
- langsame Dep. durch unspez. Kationenkanäle (Na+ und K+), durch Hyperpolarisation aktiviert = (HCN-Kanäle = hyperpolarisation-activated, cyclic nucleotide-gated cation-channels), bei Hyperpolarisation = If-Strom (f = funny current) nach innen -> bei Blockierung neg. ionotrop da weniger spontane Depolarisation (HF ↓)
Was ist ein If-Kanal-Blocker?
= Medikament, das If-Strom hemmt, ein sog. If-Kanal-Blocker, z.B. Ivabradin -> HF ↓ (negativ chronotrope), vermindert jedoch nicht die Kontraktionskraft (Inotropie) des Herzens, v.a. bei chronischer stabiler Angina pectoris
-> IF-Strom ist Kationeneinstrom (Depolarisation) bei Erregungszellen, aktiviert bei Hyperpolarisation (-60mV), durch HCN-Kanäle
Aktionspotential bei Erregungsbildungs-zellen?
- K außen 145, innen 5 -> max. diast. Potential = -60mV, kein stabiles RMP, bei Hyperpolarisation aktivieren HCN (Funny-Channels) und Kationen führen zur Depolarisation (positiver weil K/Na nach innen fließen)
- Unterstützt durch Aktivierung spannungsgest. T-Typ Ca2+-Kanälen (fließen nach innen, innen = noch positiver)
- Ab Schwellenpotenzial von –40 mV = AP durch Aktivierung spannungsgest. L-Typ Ca2+-Kanäle bis Maximum bei ca. +20/ +30 mV erreicht (Overshoot)
- AP flacher als bei Arbeitsmyokards, da keine schnellen Na+-Kanäle, sondern langsame Ca2+-Kanäle aktiviert werden
- Maximum AP -> K+-Kanäle aktiviert (verzögert), K+-Ionen strömen aus der Zelle in den EZR (MP negativ) + Repolarisation beginnt, MP wieder bis max. diast. Potenzial ab + Leitfähigkeit K+-Kanäle ↓ bis max. diastolische Potenzial -60mV-> Na+-Ionen durch HCN-Kanäle -> langsame Dep. bis Schwellenwert -> AP

Wovon hängt die Impulsfrequenz ab?
- Max. diast. Potenzial (MDP): Je negativer MDP, desto weiter ist der Weg bis zum Schwellenpotenzial
- Anstiegssteilheit diastolischen Spontandepolarisation (funny channels): Je flacher die Spontandepolarisation, desto länger bis zum Schwellenpotenzial
- Höhe des Schwellenpotenzials: Je positiver das Schwellenpotenzial, desto später wird es erreicht + AP ausgelöst
- Steilheit der Repolarisation: Je flacher die Repolarisation verläuft (je länger sie andauert), desto später kommt es zur erneuten diastolischen Depolarisation (verzögerte K-Kanäle)
Aktionspotential Arbeitsmyokard?
- RMP stabil = -80mV, durch K+-Permeabilität beeinflusst: Je ↑ K+-Leitfähigkeit, desto näher zum K+-GGW = –90 mV
- ↓K+-Permeabilität = ↓K+-Ionen aus der Zelle = positiver + somit leichter Depolarisation
- AP durch Gap-junctions: Zellen bis zum Schwellenpotenzial –65 mV depolarisiert -> Öffnung spannungsabh. Na+-Kanäle bis +30mV = Overshoot
- initiale Repolarisation durch transienten K+-Auswärtsstrom
-
Plateauphase: hält Depolarisation aufrecht durch Balance zw:
- Ca2+-Einstrom aus EZR (L-Typ-Ca2+-Kanäle/DHPR) -> Hemmung = Verkürzung AP, aktiviert ryanodinsensitive Ca2+-Kanäle (RYR) im SR -> Herzkontraktion
- Aktivierung K+-Kanäle, die später die Repol. bewirken
- Repolarisation K+-Auswärtsstrom durch bereits aktivierte K+-Kanäle, Ca2+ durch Na+/Ca2+-Antiporter aus Zelle -> SR gepumpt (Ca-ATPase) -> Kontraktion beendet, IK1-Strom bewirkt RMP

Dauer AP Vorhof und Ventrikel?
- Vorhofmyokards (Schrittmacher) = 150 ms
- Ventrikelmyokards (Arbeitmyokard) = 200–400 ms, zuerst erregten Abschnitte sind noch refraktär, wenn die letzten Abschnitte erregt werden = keine Tetanisierbarkeit (Überlagerung Muskelzuckungen = ↑Kontraktion), Plateauphase länger als Einzelzuckung
-> AP dauert in den Purkinje-Fasern am längsten

Absolute + Relative Refrektärzeit?
- Absolut: Unabhängig von Reizstärke ist kein weiteres AP möglich (Na+-Kanäle geschlossen inaktiviert) , Beginnt mit AP + endet in Repolarisationsphase
- Relativ: Bei MP –40 mV können entsprechend starke Reize wieder (kleine) AP auslösen, ab –70 mV sind Na+-Kanäle aktivierbar + Refraktärphase abgeschlossen
- > Wichtig für Wechsel zw. Kontraktion + Erschlaffung, Purkinje-Fasern sehr lange Refraktärzeit = Frequenzfilter
- > Erregungen oberhalb bestimmten HF werden nicht von den Vorhöfen auf die Kammern übertragen

Vulnerable Phase?
- Während der relativen Refraktärphase kann durch starke Reize erneut ein AP entstehen = vulnerable Phase
- Entspricht im EKG dem aufsteigenden Schenkel der T-Welle, trifft ein starker Reiz (z.B. Elektrounfall) in diese vulnerable Phase, kann es zu Herzrhythmusstörungen (Kammerflimmern) kommen
- Hohe Gefahr bei Wechselstrom: durch ständige Umpolung = erhöhte Gefahr, dass der Reiz in vulnerable Phase fällt

Elektromechanische Kopplung?
- Umsetzung elektrischen Impuls (AP) -> mechanische Aktion (Kontraktion)
- Durch AP an T-Tubuli = Öffnung L-Typ-Ca2+-Kanälen (Dihydropyridinrezeptoren = DHPR) -> Ca2+-Einstrom aus EZR ins Zellinnere -> Öffnung Ca2+-Kanälen an SR (RYR)
- Ca2+-Ionen aus SR binden an Troponin C -> Interaktion Aktin + Myosin -> Kontraktion Herzmuskelzelle

Wie wird die Inotropie des Herzens beeinflusst?
- ↑ zytosolischen Ca2+-Konzentration = ↑ Inotropie (Kontraktion)
- Verlängerung des AP = entsprechend ↑ Ca2+-Einstrom
- Hemmung Na+/K+-ATPase -> Hemmung Na+/Ca2+-Antiporter -> weniger Ca2+
Wie wird das AP wieder beendet? (Ca2+-Abtransport)
- Während der Diastole werden Ca2+-Ionen durch Ca2+-ATPase = SERCA (reguliert durch Phospholamban = PL) ins SR befördert
- Plasma membrane Ca2+-ATPase (PMCA) im Sarkolemm transportiert Ca2+-Ionen in EZR
- Sekundär aktiv durch Na+/Ca2+-Antiporters in den EZR befördert (Durch Na+-Gradienten der Na+/K+-ATPase angetrieben)

Was führt zu einer erhöhten Inotropie?
- Eine ↑ enddiastolische Ventrikelfüllung = ↑ Vordehnung des Herzmuskels + somit ↑ Kontraktionskraft
- ↑ Zytosolische Ca2+-Konzentration durch Katecholamine wie NA + Adrenalin (aus symp. Neuronen) + Verlängerung des AP = mehr Ca2+-Einstrom
- Hemmung Na+/K+-ATPase = ↑ Inotropie, weil ↑ Na+-Konzentration verminderter Na+-Gradient hemmt Na+/Ca2+-Antiporter = weniger Ca2+ -Ausstrom
Wozu führt eine Hemmung der Na+/K+-ATPase?
Herzglykoside = ↑ Kontraktionskraft (Inotropie) durch Erhöhung der i.z. Ca2+-Konzentration z.B. Digoxin/Digitoxin, positiv inotrop/negativ chronotrop

Was passiert bei einer Hyperkaliämie?
-
Leichte Hyperkaliämie: = Gradient schwächer da Unterschied zw. i.z. + e.z. kleiner -> MP positiver (Depolarisation = positiver)
- ↑ Erregbarkeit (leichter AP) durch ↑ Leitfähigkeit der K-Einstrom (außen ↑ K+ und somit ↑ Einstrom) -> Repolarisation beschleunigt + AP verkürzt
- P-Welle abgeflacht + T-Welle überhöht und spitz
-
Schwere Hyperkaliämie > 6,5 mmol/l (normal e.z. 4, i.z. 146):
- Depolarisation MP (positiver weil mehr K+ e.z.) -> Inaktivierung Na+-Kanäl = AP erschwert + verbreitert
- Aufstrich durch Ca2+-Einstrom hervorgerufen (nicht durch Na+) somit längere Depolarisation
- Erregungsausbreitung verlangsamt -> verbreiterten QRS-Komplex + T-Welle beginnt direkt im Anschluss
-> Symptome: Extrasystolen da Depolarisation leichter durch ↑ MP bis zu Kammerflimmern/Herzstillstand (AV-Blockierungen), bei Herz OP künstliche Asystolie (Kardioplegie) -> kardioplegische Lösung (hochkonzentrierte K+-Lösung) wird in die Koronargefäße injiziiert

Wa passiert bei einer Hypokaliämie?
- ↓ K+-Konzentration ↓ Leitfähigkeit der K+-Kanäle -> niedrigeres MP (<-90mV), somit Repolarisation langsamer
- Diastolische Spontandepolarisation = beschleunigt da durch negativeres MP = Hyperpolarisation = akt. funny channels
- Leichte Hypokaliämie = positiv inotrop + positiv chronotrop, bei starker Hypokaliämie = Extrasystolen bzw. gefährliche ventrikuläre Tachykardien
- ST-Strecken-Senkung + abgeflachte T-Welle + U-Welle (inkonstante Kurve) -> bis zu TU-Verschmelzungswelle
- Ursachen: Verluste durch Erbrechen, Mangelernährung, Einnahme Diuretika bzw. bei Niereninsuffizienz, oft bei Alkalose, da vermehrt K+-Ionen im IZR einströmen = Hypokaliämie

Was passiert bei einer Hyperkalziämie/Hypokalziämie?
- Hyperkalziämie: Ca2+-Konzentration ↑ e.z. -> vermehrter Einstrom + somit ↑ i.z. Ca2+-Konzentration (außen noch mehr als innen, Einstrom um Differenz auszugleichen), Plateauphase + QT-Zeit verkürzt, Ursachen: Tumor oder Hyperparathyreoidismus
- Hypokalziämie: Plateauphase + AP verlängert -> Verlängerung QT-Intervall (vom Beginn der Q-Zacke bis zum Ende der T-Welle)
Ursachen: Hypoparathyreoidismus, Pankreatitis, Niereninsuffizienz, Vit-D- bzw. Mg+-Mangel



















































