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Lexikon der Biologie: Schrittmacher

Schrittmacher, 1) Neurophysiologie: Schrittmacherzellen, Zellen, die dazu befähigt sind, Aktionspotentiale zu generieren (Erregung), die sich dann über gap-junctions von Zelle zu Zelle über das ganze umliegende Gewebe ausbreiten. Solche Schrittmacherzellen haben eine besonders niedrige Schwelle zur Entstehung von Aktionspotentialen. Ihr Membranpotential zeigt langsame rhythmische Schwankungen (slow waves), die von schnellen Aktionspotentialen (Spikes) überlagert werden. Dabei entstehen zuerst sog. Präpotentiale oder Schrittmacherpotentiale, durch die die Membran bis zum Schwellenpotential depolarisiert (Depolarisation) wird. Dies löst dann ein Aktionspotential mit dem Einstrom von Ca2+-Ionen (Calcium) aus. Durch den Einstrom wird die Membran erst depolarisiert, dann auf Werte von bis zu 20 mV umpolarisiert. Nach der Repolarisation entsteht wieder ein Präpotential, das erneut ein Aktionspotential nach sich zieht. Auf diese Weise können ganze Salven von Aktionspotentialen entstehen, außerdem entsteht eine organeigene Rhythmik. Die Aktivität der Schrittmacherzellen kann durch das vegetative Nervensystem moduliert werden. Schrittmacherzellen sind vor allem glatte Muskelzellen (glatte Muskulatur) z.B. im Darm, im Sinusknoten des Herzens befindliche Herzmuskelzellen (Automatiezentrum, Herzautomatismus, Herzmuskulatur) oder bei elektrischen Fischen spezielle, im verlängerten Mark (Medulla oblongata; Gehirn) gelegene Zellen, die die Aktivität der elektrischen Organe steuern. Atmungsregulation; relative Koordination . 2) in der Chronobiologie Bezeichnung für endogene (körpereigene) oder äußere Strukturen bzw. Phänomene, die eine Periodizität physiologischer Prozesse in Zellen, Geweben, Organen oder einem Organismus auslösen können (Biorhythmik, innere Uhr, Nucleus suprachiasmaticus). 3) Medizin: künstlicher Herzschrittmacher, steuert die Herzaktion durch regelmäßige künstliche elektrische Reize; wird bei dem sog. Herzblock infolge Erkrankungen des Erregungsleitungssystems und bei Herzstillstand in der Herzchirurgie eingesetzt.

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