Aufgabe Vorschlag C - Aufgabe 2 · Abitur Hessen Gesundheitslehre LK 2021

Material 4: Ziffer 1

Lösung: P-Welle

Material 4: Ziffer 2

Lösung: Q-Zacke

Material 4: Ziffer 3

Lösung: R-Zacke

Material 4: Ziffer 4

Lösung: S-Zacke

Material 4: Ziffer 5

Lösung: T-Welle

Material 4: Ziffer 6

Lösung: PQ-Strecke

Material 4: Ziffer 7

Lösung: QRS-Komplex

Material 4: Ziffer 8

Lösung: ST-Strecke

2.1: Physiologischer Erregungsablauf anhand der Ziffern 1, 5, 6, 7, 8 im Herzen

Lösung: Die elektrische Erregung des Herzens beginnt im Sinusknoten, dem natürlichen Schrittmacher. Die Erregung breitet sich über die Vorhöfe aus, was im EKG als P-Welle (1) erscheint. Der AV-Knoten am Boden des rechten Vorhofs verzögert die Erregungsausbreitung, wodurch die PQ-Strecke (6) entsteht. Weiter verläuft die Erregung im Ventrikelseptum durch das HIS-Bündel, das sich bald in den rechten und linken TAWARA-Schenkel teilt, zur Herzspitze. Dies ist im EKG gekennzeichnet durch den QRS-Komplex (7). Die PURKINJE-Fasern sorgen für die Erregungsausbreitung im gesamten Ventrikel. Die Erregung des gesamten Myokards stellt die ST-Strecke dar (8). Die Erregungsrückbildung im Ventrikel verläuft in umgekehrter Reihenfolge: PURKINJE-Fasern, TAWARA-Schenkel, HIS-Bündel. Dies wird deutlich durch die T-Welle (5).

2.2: Zusammenhang zwischen dem Aktionspotenzial des Arbeitsmyokards und dem EKG bei physiologischen Verhältnissen anhand A–D

Lösung: Abschnitt A zeigt beim Arbeitsmyokard des Ventrikels ein stabiles Ruhepotenzial. Im EKG findet in dieser Phase die Vorhoferregung, durch die P-Welle dargestellt, statt. Beim Abschnitt B wird das Ventrikelmyokard durch Natriumioneneinstrom depolarisiert. Im EKG wird die Depolarisation durch den QRS-Komplex angezeigt. Abschnitt C stellt die Plateauphase, ausgelöst durch Kalziumioneneinstrom, dar. Diese Zeit der vollständigen Erregung korreliert mit der ST-Strecke im EKG. Im Abschnitt D ist die Repolarisation des Ventrikelmyokards durch Kaliumionenausstrom zu erkennen. Die Repolarisation kennzeichnet die Rückbildung der Ventrikelerregung, die im EKG durch die T-Welle dargestellt wird.

2.2: Hypothese zu den Ursachen der dargestellten pathologischen Veränderungen sowie zwei Folgen für den Organismus

Lösung: Die pathologische Veränderung im AP ist eine Verzögerung der Repolarisation durch verzögerten Kaliumionenausstrom. Bestätigt wird dies durch die verzögerte T-Welle. (Die Plateauphase ist nicht verlängert, da die T-Welle pünktlich beginnt, nur verzögert abläuft.) Weil durch die verzögerte Repolarisation die Refraktärzeit verlängert ist, wird das nächste AP später ablaufen, was zu Bradykardie, Schwindel oder gar Ohnmacht führen könnte.

2.3: Versuch zur Herzleistung erläutern und Auswirkungen auf die Herztätigkeit erklären

Lösung: In Bild A werden eine isolierte Herzmuskelfaser an einer Halterung, eine Reizelektrode und ein Sensor zur Kraftmessung dargestellt. In den dazugehörigen Bildern B wird die Kraftentwicklung der jeweiligen Herzmuskelfaser aus Bild A in Abhängigkeit von der Zeit gezeigt. Bei drei unterschiedlichen Vordehnungen wird der Herzmuskel per Elektrode gereizt und die daraus resultierende isometrische Kontraktionskraft mit einem Sensor gemessen. Im ersten Versuch sieht man bei geringer Vordehnung eine geringe isometrische Kontraktionskraft, im zweiten Versuch bei mittlerer Vordehnung eine mittlere Kontraktionskraft und im dritten Versuch bei hoher Vordehnung eine hohe Kontraktionskraft. Erklärung der Auswirkungen: Die Kontraktionskraft der Herzmuskulatur erhöht sich in Abhängigkeit von ihrer Vordehnung. Durch eine stärkere Dehnung wird eine erhöhte Spannung der Muskelfasern erzeugt, worauf sie sich stärker zusammenziehen. Dieses Prinzip wird als FRANK-STARLING-Mechanismus bezeichnet. Durch diesen Mechanismus ist es dem Herzen möglich, das Schlagvolumen direkt an veränderte Gegebenheiten anzupassen.

2.3: Anwendung auf Übergang vom Stehen zum Liegen, Kälteeinwirkung und arterielle Hypertonie

Lösung: Beim Übergang vom Stehen zum Liegen erhöht sich der venöse Rückfluss zum Herzen und damit die Vorlast im Herzen. Das Mehr an Blutvolumen bewirkt eine stärkere Vordehnung der Herzmuskulatur und aus der stärkeren Kontraktion resultiert ein erhöhter Blutauswurf. Bei Kälte kommt es zu einer Vasokonstriktion und folglich zu einem erhöhten peripheren Widerstand. Hier erhöht sich die Nachlast. Bei einer arteriellen Hypertonie muss das Herz gegen einen höheren Druck in den Arterien arbeiten, wodurch die Nachlast ebenfalls erhöht ist. Dadurch bleibt jeweils eine erhöhte Restblutmenge im Herzen. Die erhöhte Restblutmenge bewirkt wiederum eine stärkere Vordehnung der Herzmuskulatur nach der nächsten Füllungsphase. Dies wird nun durch die verstärkte Kontraktion ausgeglichen.