Der Sinusknoten (SA-Knoten) ist der primäre Schrittmacher des Herzens. Sein Aktionspotential (AP) unterscheidet sich grundlegend von Kammermyozyten — kein stabiles Ruhemembranpotential, spontane diastolische Depolarisation.
Phasen des SA-Knoten-Aktionspotentials
- Phase 4: Spontane diastolische Depolarisation (Schrittmacherpotential)
- Membranpotential: ~ -60 mV (maximales diastolisches Potential).
- Drei Schlüsselströme:
- I_f („funny“ Strom): Hyperpolarisation-aktivierter, gemischter Na⁺/K⁺-inwarder Strom (HCN-Kanäle). Aktiviert bei ~ -50 mV. Hauptbeitrag.
- I_Ca,T (T-Typ Ca²⁺): Aktiviert bei ~ -50 mV. Trägt zur späten Phase 4 bei.
- ↓ I_K (verzögerter Rectifier K⁺): Deaktivierung des repolarisierenden K⁺-Stroms reduziert den outwarden Fluss.
- Netto-inwarder Strom → langsame Depolarisation zur Schwelle (~ -40 mV).
- Phase 0: Upstroke (Depolarisation)
- Schwelle erreicht → L-Typ Ca²⁺-Kanäle (I_Ca,L) öffnen (nicht Na⁺-Kanäle wie in den Kammern).
- Langsamer Ca²⁺-Instrom → langsamer Upstroke (niedriger dV/dt_max) → langsamere Leitgeschwindigkeit (0,05 m/s vs. 1 m/s in der Kammer).
- Peak: ~ +10 bis +20 mV.
- Phase 3: Repolarisation
- L-Typ Ca²⁺-Kanäle inaktivieren.
- I_K (verzögerter Rectifier K⁺) aktiviert → K⁺-Efflux → Repolarisation.
- I_f deaktiviert, während die Membran hyperpolarisiert.
- Phase 1 & 2: Abwesend / Minimal – Kein schneller Na⁺-Spike, kein Plateau (I_Ca,L inaktiviert schnell, kein anhaltendes Ca²⁺-Fensterstrom).
Autonome Modulation
- Sympathisch (β₁-AR → cAMP → PKA): ↑ I_f, ↑ I_Ca,L, ↓ I_K → steilere Phase 4, höhere Schwelle → ↑ HF.
- Parasympathisch (M₂-R → Gᵢ → ↓ cAMP + Gβγ → I_K,ACh): ↓ I_f, ↓ I_Ca,L, ↑ I_K (über I_K,ACh) → flachere Phase 4, niedrigeres maximales diastolisches Potential → ↓ HF.
Klinische Relevanz
- Knotensyndrom: SA-Knoten-Dysfunktion → Bradykardie, Pausen, chronotrope Inkompetenz.
- Arzneimittelwirkungen: β-Blocker, CCB (nicht-DHP), Digoxin, Ivabradin (I_f-Blocker) ↓ HF. Atropin ↑ HF.
- EKG: SA-Knoten-AP nicht direkt sichtbar. P-Welle = Vorhofdepolarisation, ausgelöst durch SA-Knoten.
Die einzigartige ionische Choreographie des Sinusknotens macht ihn zum Metronom des Herzens.
