Video: Innervation des Herzens

Hallo und herzlich willkommen bei Kenhub.

Meine Name ist Astrid und im heutigen Tutorial möchte ich mit euch die Innervation des Herzens durchgehen.

Alle dafür wichtigen Strukturen sind in dieser Darstellung des eröffneten Thorax verzeichnet. Ihr seht hier das Herz und die gelb eingezeichneten Linien stellen die Nerven dar.

Die Herzaktivität wird primär autonom gesteuert. Spezialisierte Schrittmacherzellen im Sinusknoten haben die Fähigkeit, selbstständig in ihrem eigenen Rhythmus Erregungen zu bilden. Diese werden anschließend über Zellen des Weiterleitungssystems an das gesamte Myokard weiter verbreitet. Man bezeichnet die Eigenständigkeit der Herzfunktion als Automatie oder Autorhythmie. Von außen wird jedoch das Herz vom vegetativen Nervensystem moduliert. Während sympathische Fasern die Herzaktivität hochregulieren, wird sie durch den Parasympathikus gesenkt. Beide beeinflussen dabei v.a. die Frequenz und die Erregungsüberleitung im Herzen. Die Modulation durch das vegetative Nervensystem hat den Vorteil, dass das Organ auf kurzzeitige Veränderungen schneller reagieren kann. Neben den vegetativen Fasern erhält das Herz auch afferente Fasern, die für die sensible Innervation verantwortlich sind. Auf die werde ich in diesem Tutorial ebenfalls eingehen.

Um die Herzaktivität genauer zu beschreiben, unterscheidet man fünf verschiedene Qualitäten. Dies sind Begriffe aus der Physiologie, die ihr kennen solltet, um die Wirkung des Symphathikus und Parasymphatikus zu verstehen. Zunächst gibt es die Chronotropie, die die Herzfrequenz meint. Diese liegt in Ruhe beim gesunden Erwachsenen bei ca. 60 bis 80 Schläge pro Minute. Die Chronotropie steht im direkten Zusammenhang mit der Erregungsfrequenz der Schrittmacherzellen. Die Inotropie beschreibt die Kontraktionskraft des Myokards, d.h. wie stark sich die Myokardzellen zusammenziehen. Dies hat insbesondere einen großen Einfluss auf den arteriellen Blutdruck. Die Bathmotropie erklärt, wie erregbar das Myokard ist. Das bedeutet, wie hoch die Spannung des Signals sein muss, um ein Aktionspotenzial in der Myokardzelle auszulösen. Davon wiederum abzugrenzen ist die Dromotropie. Sie sagt aus, wie schnell ein Signal der Schrittmacherzellen aus den Vorhöfen in die Ventrikel weitergeleitet werden.
Als fünfte Qualität ist die Lusitropie zu nennen. Sie beschreibt, wie schnell das Myokard nach einer Kontraktion wieder relaxiert, d.h. komplett wieder erschlafft.

Nachdem wir die fünf wichtigen Herzqualitäten besprochen haben, machen wir weiter mit dem Sympathikus. Die sympathischen Fasern des Herzens stammen aus dem Grenzstrang. Auf Latein heißt dieser Truncus sympathicus. Ihr seht ihn hier auf der linken und rechten Seite. Er ist eine Kette aus perlschnurartig angeordneten, autonomen Ganglien. Er beginnt an der Schädelbasis und läuft paravertebral bis zum Steißbein. In den Ganglien des Truncus sympathicus werden diese Fasern auf postganglionäre Fasern umgeschaltet, die den Plexus cardiacus speisen.

Der Symphatikus aktiviert das Herz ganz nach dem bekannten „fight-or-flight“-Prinzip. Der Körper wird also gestresst und muss sich zwischen Kampf oder Flucht entscheiden. So könnt ihr die Funktion des Sympathikus am Herzen einfach ableiten. Dort hat er nämlich vor allem eine positiv chronotrope und positiv inotrope Wirkung. Er lässt also das Herz schneller und kräftiger schlagen. Darüber hinaus zeigt er eine positiv bathmotrope und positiv dromotrope Wirkung. Die Erregbarkeit des Myokards wird also erhöht und das elektrische Signal schneller im Herzen weitergeleitet. Zum Schluss hilft der Sympathikus, dass die Myokardzellen sich schneller erholen und für die nächste Kontraktion bereit stehen. Er hat somit also eine positiv lusitrope Funktion.

Der Parasympathikus ist der natürliche Gegenspieler des Sympathikus. Die parasympathischen Fasern für das Herz entstammen ausschließlich aus dem N. vagus. Hier seht ihr ihn auf der linken und rechten Seite. Er ist der 10. Hirnnerv und läuft den ganzen Weg vom Schädelinneren, über den Hals in den Thorax. Wenn ihr den Verlauf beider Nerven vergleicht, fällt ein wichtiger Unterschied auf. Der linke Vagus überkreuzt den Aortenbogen auf dem Weg vom oberen zum hinteren Mediastinum. Der rechte Vagus hat dagegen keinen Bezug zur Aorta. Präganglionäre Fasern des Vagus bilden Synapsen in Ganglien, die sowohl im Plexus cardiacus als auch in der Herzwand selbst liegen.

Der Parasympathikus folgt dem “rest-and-digest“-Prinzip. Der Mensch ist außer Gefahr und kann sich also entspannt zurücklehnen und verdauen. Am Herzen wirkt der N. vagus daher negativ chronotrop und negativ dromotrop. Er senkt also die Herzfrequenz und die Geschwindigkeit der Erregungsweiterleitung. Im Prinzip hat er auch eine negativ inotrope Wirkung, d.h. er senkt die Kontraktionskraft des Myokards. Funktionell spielt dies allerdings nur in den Vorhöfen eine Rolle, in den Ventrikeln ist diese Wirkung dagegen praktisch nicht messbar.

Wie ihr gemerkt habt, laufen alle vegetativen Nervenfasern des Herzens im Plexus cardiacus zusammen. Das ist ein Geflecht um den Aortenbogen und Truncus pulmonalis herum, dessen Äste letztendlich zum Herzen laufen. Charakteristisch ist dabei, dass die Nerven entlang der Koronararterien wandern, wie ihr hier seht. Neben sympathischen und parasympathischen Fasern enthält der Plexus cardiacus auch viszerosensible Fasern. Damit sind Nerven gemeint, die Signale von Rezeptoren im Herzen oder seiner Umgebung erhalten.

Diese Rezeptoren können unterschiedliches messen, z.B. den Blutdruck, chemische Reize oder sogar Zellverfall. Letzteres spielt ein wichtige Rolle bei Ischämien und erklärt, warum man bei einem Herzinfarkt Schmerzen empfindet. Für die Sensibilität des Herzens sorgen eine Reihe von verschiedenen Nerven. Für die Vorhöfe und das Perikard ist primär der N. phrenicus zuständig. Den seht ihr hier rechts. Er entspringt am Plexus cervicalis und wandert durch den Thorax zwischen der Pleura und dem Perikard zum Herzen. Die Hauptfunktion dieses Nervs ist allerdings die motorische Versorgung des darunter liegenden Diaphragmas. Des Weiteren gibt es Äste, die direkt im Zervikal- oder Thorakalmark enden. Sie verschalten sich also im Rückenmark auf Hals- und Brusthöhe. Auch der N. vagus besitzt afferente Fasern und beteiligt sich an der Sensibilität des Herzens. Dies ist klinisch wichtig, denn eine Reizung des Nervens kann zu Beschwerden führen, die einem Herzinfarkt sehr ähneln.
Das war’s zur nervalen Versorgung des Herzens. Ich hoffe, wir hören uns bald wieder.