Die rhythmischen Kontraktionen des Herzens werden durch Erregungen ausgelöst, die im Herzen selbst entstehen (=Autonomie des Herzens). Dies wird durch ein spezielles Erregungsbildungs- und Erregungsleitungssystem bewirkt. Die rhythmische Erregungsleitung findet im Sinusknoten statt. Diese Muskelfaser ist im rechten Vorhof an der Einmündung des V. casa superior lokalisiert.
Erregungsleitung:
Vom Sinusknoten breitet sich die Erregung radiär über das Arbeitmyokord beider Vorhöfe aus und greift dann auf den AV- Knoten (Atrioventrikularknoten) über. Nun erreicht die Erregung den Stamm des His- Bündels, welcher die einzige erregungsleitende Verbindung zwischen den Vorhöfen und den Herzkammern darstellt. Das His- Bündel teilt sich nach einigen Millimetern in den rechten und den linken Kammerschenkel, die beiderseits in der Kammerscheidewand unter dem Endokard zur Basis der Papillarmuskeln ziehen. Die Endaufteilung des Systems bildet die Purkinje- Faser, die ohne deutliche Grenzen in das Arbeitsmyokard übergehen. Die Reaktion erfolgt nach dem Alles- oder- Nichts - Gesetz.
Ruhemembran- und Aktionspotential:
Das Aktionspotenzial des Herzmuskels entsteht, genau wie bei den Nervenfasern, durch eine kurze Umladung der Zellmembran. Ausgehend vom Ruhepotenzial (-90mV) im Faserinneren kommt es zu einem raschen Potenzialanstieg auf etwa +30mV. Nach dem Anstieg folgt eine Plateauphase, bevor die Rückkehr zum Ruhepotenzial vonstatten geht. Der anfängliche Potentialanstieg wird durch eine starke Zunahme der Membranleitfähigkeit für Na+- Ionen erzeugt, die einen kräftigen Na+- Einstrom zur Folge hat. Der initiale Na+- Einstrom wird jedoch sehr schnell inaktiviert, so dass sofort eine Teilpolarisation eintritt. Die charakteristische Plateauphase ist darauf zurückzuführen, dass die Membranleitfähigkeit für Ca2+- Ionen in dieser Zeitspanne erniedrigt ist, so dass sich die Effekte eines langsamen Ca2+- Einstroms und eines entsprechenden K+- Ausstrom etwa die Waage halten. Erst wenn die Ca2+- Leitfähigkeit abnimmt und die K+- Leitfähigkeit wieder zunimmt, kommt es zur vollständigen Repolarisation. Das Ca2+ Plateau hat die Funktion vor einer Störung der Herzaktion durch zu frühe Wiedererregung zu schützen.
Innervation des Herzens:
Das Herz besitzt in der Wand eingelagert ein aus Neuronen mit marklosen Nervenfasern bestehendes, Nervensystem. Dieses steht mit dem vegetativen Nervensystem in Verbindung. Dadurch kann die Herzschlagfrequenz beeinflusst werden. Der Parasympathikus versorgt dabei vorrangig die Vorhöfe, und zwar der rechte Vagus vor allem den Sinusknoten und seine Umgebung, der linke Vagus mehr den Bereich des Atrioventrikularknotens. Dagegen innerviert der Sympathikus alle Teile des Herzens nahezu gleichzeitig.