Herzmuskel

Aufbau und Aufgabe

Der Herzmuskel, auch Myokard genannt, bildet den größten Teil der Herzwand. Außen wird er vom Epikard, innen von der Herzinnenhaut (Endokard) begrenzt. Er ist ein Hohlmuskel: Bei seiner Kontraktion verkleinert sich der Hohlraum des Herzens.

Sein makroskopischer Aufbau ist schlingenförmig und vernetzt. Oberflächliche Muskelzüge der Herzkammern verlaufen unter dem Epikard zur Herzspitze. Am Herzwirbel (Vortex cordis) schlagen sie nach innen um und ziehen als tiefe, subendokardiale Muskelschicht zum Herzskelett zurück.

Zellen und Verbindungen

Herzmuskelzellen heißen Kardiomyozyten. Sie ähneln der Skelettmuskulatur durch ihren regelmäßigen quergestreiften Aufbau, besitzen aber wie glatte Muskelzellen mittelständige Zellkerne. Meist hat eine Zelle einen Zellkern, selten zwei. Deshalb bilden sie nur funktionell ein Synzytium, also einen Zellverband, der gemeinsam arbeitet.

Kardiomyozyten sind verzweigt und über Glanzstreifen miteinander verbunden. Diese enthalten Gap Junctions zur Impulsübertragung sowie Desmosomen und Adhärenzkontakte zur Stabilisierung und Kraftübertragung. In Säuger-Herzmuskelzellen liegen typische Proteine von Desmosomen und Fasciae adhaerentes gemeinsam in herzspezifischen gemischten Adhärenzverbindungen, der Area composita, vor. Die daran anschließenden Intermediärfilamente des Cytoskeletts bestehen überwiegend aus Desmin.

Für schnelle, kräftige und synchronisierte Kontraktionen strömen Calcium-Ionen über T-Tubuli und endständige Zisternen des sarkoplasmatischen Retikulums (SR) ein. Im Herzmuskel bilden jeweils ein T-Tubulus und eine SR-Zisterne eine Diade. Im Gegensatz dazu bestehen Triaden der Skelettmuskulatur aus einem T-Tubulus und zwei L-Tubuli. Das sarkoplasmatische Retikulum und seine Zisternen sind im Herzmuskel geringer ausgebildet beziehungsweise kleiner als in Skelettmuskelzellen.

Makrophagen im Herzmuskel

Zwischen den Herzmuskelzellen liegen zahlreiche, vergleichsweise kleine stationäre Makrophagen. Im Mittel ist jede Herzmuskelzelle mit fünf Makrophagen verbunden. Sie dienen der Gewebs-Homöostase, also dem Erhalt eines stabilen Gewebezustands, und der Immunüberwachung.

Kardiomyozyten geben beschädigte oder funktionslose Mitochondrien eingekapselt in Exosomen ab. Die Makrophagen nehmen diese auf und bauen sie durch Autophagozytose ab. Phosphatidylserin-Markierungen der Exosomen aktivieren dabei den MerTK-Rezeptor der Makrophagen. Dieser Rezeptor ist für die Aufnahme unerlässlich und spielt auch bei der Gewebeheilung nach einem Myokardinfarkt eine wichtige Rolle.

Steuerung, Zellzahl und Erkrankungen

Spezialisierte Herzmuskelzellen können spontan Aktionspotentiale auslösen und bilden das Erregungsbildungssystem. Die Erregung wird über spezialisierte Herzmuskelfasern und Gap Junctions zur Arbeitsmuskulatur weitergeleitet, nicht über Nervenfasern. Kurzfristige Blutdruckschwankungen werden durch den Frank-Starling-Mechanismus im Herzmuskel selbst ausgeglichen. Die Anpassung an wechselnde körperliche Aktivität erfolgt über das Kreislaufzentrum im Stammhirn und das vegetative Nervensystem; sie ist nicht willentlich steuerbar.

Kammermuskelzellen des menschlichen Herzens sind 10–25 µm dick und 50–100 µm lang. Für die linke Herzkammer werden anfangs etwa 6 Milliarden Zellen geschätzt. Die Zahl nimmt im Leben spontan und kontinuierlich ab und beträgt bei älteren Menschen 2–3 Milliarden.

Herzmuskelerkrankungen können durch Entzündungen wie Myokarditis, Störungen der Blutversorgung wie koronare Herzerkrankung, Herzinfarkt oder „Altersherz“ sowie durch Degeneration infolge von Stoffwechsel- und Störungen der inneren Sekretion entstehen. Dazu zählen hormonelle Erkrankungen, Schilddrüsenerkrankungen, Stress-Kardiomyopathie und Vergiftungen.