Das Herz hat zwar seine eigenen Schrittmacherzentren, ist aber trotzdem auf externe Einflüsse angewiesen. Dies ist in erster Linie das vegetative Nervensystem, welches der Mensch in der Regel nicht willkürlich beeinflussen kann. Sympathikus und Parasympathikus ermöglichen es dem Herzen, sich an Anforderungen, die in bestimmten Situationen an den Körper gestellt werden, anzupassen. 
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Das vegetative Nervensystem

Das vegetative Nervensystem (VNS) wird auch als autonomes Nervensystem bezeichnet. Da es in der Regel nicht willkürlich kontrolliert werden kann. Das VNS sorgt für die Innervation der inneren Organe und hat zwei Anteile: den Sympathikus und den Parasympathikus. In der Regel haben diese beiden Komponenten gegensätzliche Effekte auf die Funktion der  Organe.

Mehr zum vegetativen Nervensystem und seiner genauen Funktionsweise könnt ihr hier lesen. Im Folgenden soll es um den Einfluss des VNS auf das Herz gehen. Dabei darf aber nicht vergessen werden, dass das Herz ein eigenes Schrittmachersystem besitzt. Daher üben sowohl der Sympathikus als auch der Parasympathikus nur Einflüsse auf dieses System aus, sind aber nicht dafür verantwortlich, ob das Herz schlägt oder nicht.

Einfluss des VNS auf das Herz

Am Herzen üben Sympathikus und Parasympathikus teilweise gegensätzlich Effekte aus. Der Sympathikus wirkt allerdings am ganzen Herzen, wohingegen der Parasympathikus nur auf Vorhofebene wirkt. Zum Verständnis der Wirkungsweise der beiden ist es sinnvoll, sich noch einmal den Ablauf eines Herzaktionspotentials vor Augen zu führen:

Der rasche Aufstrich zu Beginn des Aktionspotentials entsteht aufgrund einer erhöhten Natrium-Leitfähigkeit. Daraufhin öffnen sich Calcium-Kanäle, die dafür sorgen, dass trotz des inaktivierten Natriumsystems ein Plateau entsteht und die Zelle depolarisiert bleibt. Gleichzeitig werden Kalium-Kanäle geschlossen. Weiter einströmendes Calcium löst schließlich eine Kontraktion aus. Im Anschluss werden die Calcium-Kanäle wieder geschlossen und Kalium-Kanäle geöffnet.

Der Sympathikus

Die sympathischen Fasen, die auf das Herz wirken kommen aus den thorakalen Segmenten des Rückenmarks. Umgeschaltet werden sie im Ganglion stellatum und übertragen ihre Wirkung über Noradrenalin, welches aus den terminalen Nervenendigungen stammt. Der Sympathikus wirkt an den β1-Rezeptoren des Herzens und vermittelt seine Wirkung über das Calcium-System und den second messenger cAMP.

Bei Aktivierung des Sympathikus kommt es zu einer erhöhten Calcium-Leitfähigkeit aufgrund einer erhöhten Öffnungswahrscheinlichkeit von L-Typ-Calciumkanälen. Ein gesteigerter cAMP-Spiegel aufgrund der Stimulation der β1-Rezeptoren vergrößert den Natrium-Einstrom, da diese Kanäle von der vorliegenden Menge cAMP in den Zellen abhängig sind. Über diese Einflüsse wirkt der Sympathikus also positiv inotrop und positiv chronotrop.

Neben diesen Wirkungen hat der Sympathikus auch einen Einfluss auf den AV-Knoten. Aufgrund des ausgeschütteten Noradrenalins kommt es im AV-Knoten ebenfalls zu einem rascheren Anstieg des Aktionspotentials. Somit wird die Erregung des Herzens schneller vom Vorhof auf den Ventrikel übergeleitet. Daher wirkt der Sympathikus neben seinen Einflüssen auf die Chronotropie und Inotropie auch positiv dromotrop.

Der Parasympathikus

Die parasympathischen Fasern, die am Herzen wirken, kommen aus dem N. vagus. Sie entspringen kranial aus verschiedenen Segmenten und ziehen zu den Plexus cardiaci profundus et superficialis. Umgeschaltet werden die Fasern im Plexus cardiacus.

Aus den terminalen Endigungen wird Acetylcholin ausgeschüttet. Dieses wirkt auf M2-Rezeptoren. M2-Rezeptoren sind wie die β-Rezeptoren ebenfalls G-Protein gekoppelt. Die α-Untereinheit der G-Proteine der M2-Rezeptoren inhibiert die Adenylatcyclase, sodass weniger cAMP gebildet und die Natrium-Leitfähigkeit somit verringert wird.

Die G-Proteine der M2-Rezeptoren besitzen darüber hinaus noch eine β-Untereinheit. Diese wirkt in den Vorhöfen auf Kalium-Kanäle, aktiviert diese und sorgt für eine erhöhte Kalium-Leitfähigkeit. Diese Mechanismen führen zu einer negativen chronotropen Wirkung des Parasympathikus.

Hinzu kommt noch eine negativ dromotrope Wirkung, die der Parasympathikus über Acetylcholin-Wirkung am AV-Knoten verursacht. Auf die Inotropie des Herzens hat der Parasympathikus im Vergleich zum Sympathikus keinen direkten Einfluss. Allerdings hemmt er präsynaptisch die Freisetzung von Noradrenalin, was über die Veränderung der Herzfrequenz auch zur Veränderung der Kontraktionskraft des Herzens beiträgt.

Klinik: Dia vasovagale Synkope

Von einer vasovagalen Synkope, also einem kurzzeitigen Bewusstseinsverlust, der meist plötzlich eintritt und durch ein Überwiegen der Parasympathikusaktivität ausgelöst wird, sind meist gesunde junge Menschen in stressigen oder angstvollen Situationen betroffen.

Bei dem Überwiegen der Aktivität des Parasympathikus kommt es aufgrund der oben beschriebenen Mechanismen zu einer Verlangsamung der Herzfrequenz, einer Bradykardie und zu einem Blutdruckabfall. Dies führt dann zum kurzzeitigen Bewusstseinsverlust.

Die vasovagale Synkope an sich ist harmlos. Der plötzliche Bewusstseinsverlust führt aber häufig zu Verletzungen durch einen Sturz. Des Weiteren ist es wichtig, Differenzialdiagnosen wie ZNS-Erkrankungen oder Arrhythmien in Betracht zu ziehen, von der vasovagalen Synkope abzugrenzen und auszuschließen.



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