Aktionspotential des Arbeitsmyokards

Das Aktionspotential unterscheidet sich je nach Lage im Herzen. In diesem Video befassen wir uns mit den Potentialen im Arbeitsmyokard. Ein wichtiger Unterschied zum Potential im Sinusknoten ist das stabile Ruhemembranpotential, welches durch Kalium-Kanäle aufrecht erhalten wird. Das Aktionspotential im Arbeitsmyokard kann in Phasen gegliedert werden. Dies bietet sich bei einer Potentialzeit von bis zu 400 ms an. Neben den Phasen kann man den Verlauf auch wie folgt einteilen:

- schnelle und steile Depolarisation
- initiale Repolarisation
- Plateauphase mit Repolarisation

Grundlagen zum Aktionspotential:
Aktionspotentiale bilden die Grundlage der Erregungsbildung und -leitung. Sie entstehen beispielsweise in Nervenzellen. Hierbei sind Synapsen beteiligt. Diese kann man in chemische und elektrische Synapsen gliedern.
Das Geschehen bei einem Aktionspotential beruht auf der Änderung des Membranpotentials innerhalb der Zellen. Hierzu liegt bei den meisten Zellen ein Ruhemembranpotential vor. Bei einem Reiz depolarisiert die Zelle und das Membranpotential ändert sich in positive Richtungen. Als Folge depolarisieren Nachbarzellen und die Information wird als Nervenimpuls weitergeleitet.
Dieser Vorgang ist nur möglich dank spannungsgesteuerter Ionenkanäle in der Zellmembran. Ionenströme bewirken die Depolarisation.
Der Depolarisation folgt die Repolarisation. Hierdurch wird eine Dauererregung der Zelle verhindert und nach der Refraktärzeit ist die Zelle erneut in der Lage, ein Aktionspotential auszulösen.
Diese Potentiale können jedoch nur ausgelöst werden, wenn ein gewisses Schwellenpotential erreicht wurde. Nach dem Alles-oder-Nichts-Prinzip wird dann sofort eine Depolarisation eingeleitet.

Ablauf detailliert:
1. Ruhepotential:
Das Ruhepotential liegt bei ca. -70 mV. Hier ist die Zelle erregbar.

2. Initiationsphase:
Das Ruhemembranpotential wird durch einen Reiz (postsynaptischer Ionenstrom / AP) beeinflusst. Die Spannung an der Membran ändert sich in Richtung Schwellenpotential. Wird das Schwellenpotential überschritten, depolarisiert die Zelle. Die Na⁺-Kanäle öffnen sich und von außen strömen Na⁺-Ionen in das Zellinnere.
Es entsteht ein steiler Aufstrich im Diagramm.
Der Bereich über dem Nullpunkt wird als Overshoot beschrieben. Das Membranpotential ist nun positiv (ca. 30 mV).

3. Repolarisation:
Die Na⁺-Kanäle beginnen sich zu schließen und die K⁺-Kanäle öffnen sich. Kaliumionen diffundieren aus dem Zellinneren.

4. Hyperpolarisation:
Das Aktionspotential bildet sich im Rahmen der Hyperpolarisation zurück. Es wird anfänglich negativer als der Ursprungswert und ist damit nicht erregbar. Dies bezeichnet man als Refraktärzeit.

Die Dauer der Aktionspotentiale ist von der Zellart abhängig. Nervenzellen senden APs mit einer Dauer von 1 ms aus. 200 ms beträgt die Dauer bei einer Herzmuskelzelle.

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