Hjärta | |
---|---|
lat. kor | |
| |
| |
Systemet | Omlopp |
blodtillförsel | Höger kransartär , vänster kransartär |
Venöst utflöde | hjärtats stora ven, hjärtats mellersta ven, hjärtats lilla ven, hjärtats främre vener, små vener, bakre venen i vänster kammare, sned ven i vänster förmak |
innervation |
|
Lymfa | nedre trakeobronkiala lymfkörtlar, främre mediastinala lymfkörtlar. |
Kataloger | |
Mediafiler på Wikimedia Commons |
Människohjärtat ( latin cor , grekiska ϰαρδία [ kardia ]) är ett konformat ihåligt muskelorgan som tar emot blod från venstammarna som rinner in i det och pumpar in det i artärerna som ligger intill hjärtat. Hjärthålan är uppdelad i två förmak och två ventriklar . Vänster förmak och vänster kammare bildar tillsammans "artärhjärtat", uppkallat efter den typ av blod som passerar genom det, höger kammare och höger förmak kombineras till "venhjärtat", namngivet enligt samma princip. Sammandragningen av hjärtat kallas systole , och avslappningen kallas diastole [B: 1] .
Hjärtats form är inte densamma hos olika människor. Det bestäms av ålder, kön, fysik, hälsa och andra faktorer. I förenklade modeller beskrivs det av en sfär, ellipsoider, skärningsfigurer av en elliptisk paraboloid och en triaxiell ellipsoid. Måttet på formens förlängning (faktor) är förhållandet mellan hjärtats största längsgående och tvärgående linjära dimensioner. Med en hyperstenisk kroppstyp är förhållandet nära enhet och asteniskt - cirka 1,5. Längden på en vuxens hjärta varierar från 10 till 15 cm (vanligtvis 12-13 cm), bredden vid basen är 8-11 cm (vanligtvis 9-10 cm) och den anteroposteriora storleken är 5-8,5 cm (vanligtvis 6,5-7 cm). Den genomsnittliga hjärtvikten är 332 g (från 274 till 385 g) hos män och 253 g (från 203 till 302 g) hos kvinnor [B: 2] .
Hjärtat är beläget i bröstkorgen i mediastinum (beroende på den anatomiska eller kliniska klassificeringen av mediastinums delning - i nedre mitten respektive främre) och förskjuts av den nedre vänstra kanten till vänster sida, i så -kallad pericardial sac - pericardium , som skiljer hjärtat från andra organ.
I förhållande till kroppens mittlinje ligger hjärtat asymmetriskt - cirka 2/3 till vänster om det och cirka 1/3 till höger. Beroende på riktningen för projektionen av den längsgående axeln (från mitten av dess bas till spetsen) på den främre bröstväggen, särskiljs en tvärgående, snett och vertikal position av hjärtat. Den vertikala positionen är vanligare hos personer med smal och lång bröstkorg , tvärställning är vanligare hos personer med bred och kort bröstkorg [B: 3] .
Hjärtat består av fyra separata hålrum som kallas kammare: vänster förmak , höger förmak , vänster kammare , höger kammare . De är åtskilda av partitioner. Den övre hålvenen och den nedre hålvenen går in i det högra förmaket , och lungvenerna går in i det vänstra förmaket . Från höger ventrikel respektive vänster ventrikel, lämna lungartären (lungbålen) och den uppåtgående aortan . Höger kammare och vänster förmak stänger lungcirkulationen , vänster kammare och höger förmak stänger den stora cirkeln . Hjärtat är beläget i den nedre delen av det främre mediastinum, det mesta av dess främre yta är täckt av lungorna med inströmmande sektioner av kaval- och lungvenerna, samt utgående aorta och lungbål. Perikardhålan innehåller en liten mängd serös vätska [B:2] [B:4] .
Vägen i den vänstra ventrikeln är ungefär tre gånger tjockare än väggen i den högra ventrikeln, eftersom den vänstra måste vara tillräckligt stark för att trycka in blod i den systemiska cirkulationen för hela kroppen (motståndet mot blodflödet i den systemiska cirkulationen är flera gånger större och blodtrycket är flera gånger högre än i lungcirkulationen).
Det finns ett behov av att upprätthålla blodflödet i en riktning, annars kan hjärtat fyllas med samma blod som tidigare skickades till artärerna. Ansvariga för blodflödet i en riktning är ventilerna, som vid lämpligt tillfälle öppnas och stänger, passerar blodet eller blockerar det. Klaffen mellan vänster förmak och vänster kammare kallas mitralisklaffen eller bikuspidalklaffen, eftersom den består av två kronblad. Klaffen mellan höger förmak och höger kammare kallas trikuspidalklaffen - den består av tre kronblad. Hjärtat innehåller också aorta- och lungklaffarna . De kontrollerar blodflödet från båda ventriklarna.
Varje cell i hjärtvävnaden måste ha en konstant tillförsel av syre och näringsämnen. Denna process tillhandahålls av hjärtats egen blodcirkulation genom systemet av dess kranskärl; det kallas vanligen för " koronarcirkulation ". Namnet kommer från 2 artärer, som, som en krona, flätar hjärtat. Kransartärerna kommer direkt från aortan. Upp till 20 % av blodet som sprutas ut av hjärtat passerar genom kranskärlen. Endast en sådan kraftfull del av syreberikat blod säkerställer den kontinuerliga driften av människokroppens livgivande pump.
Hjärtat får sensorisk, sympatisk och parasympatisk innervation. Sympatiska fibrer från den högra och vänstra sympatiska stammen , som passerar som en del av hjärtnerverna, överför impulser som accelererar hjärtfrekvensen, expanderar lumen i kransartärerna och parasympatiska fibrer leder impulser som saktar ner hjärtfrekvensen och minskar lumen av kranskärlen. Känsliga fibrer från receptorerna i hjärtats väggar och dess kärl går som en del av nerverna till motsvarande centra i ryggmärgen och hjärnan.
Preganglioniska sympatiska nervfibrer är belägna mellan de övre 5:e och 6:e bröstkorgssegmenten av ryggmärgen och ansluter till neuroner av andra ordningen av de cervikala sympatiska noderna. Som en del av hjärtnerverna slutar dessa fibrer i hjärtat och stora kärl. Preganglioniska parasympatiska fibrer börjar i cerebellums bakre motorkärnor och når som en del av vagusnervens grenar hjärtat och stora kärl. Här bildar fibrerna synapser med andra ordningens neuroner belägna i ganglierna inom samma formationer [1] .
Hjärtväggen består av tre lager - epikardium , myokardium och endokardium . Epicardiet består av en tunn (högst 0,3–0,7 mm) platta av bindväv , endokardiet består av epitelvävnad och myokardiet bildas av tvärstrimmig hjärtmuskel (en typ av tvärstrimmig muskel ).
En mogen myokardcell ( kardiomyocyt ) är upp till 25 μm i diameter och 100 μm i längd. Cellen har en strimmig strimma som liknar en skelettmuskelcell. Men i motsats till multinukleära skelettmyofibriller har kardiomyocyter en eller två kärnor belägna i mitten av cellen. Runt varje kardiomyocyt finns en bindväv rik på ett nätverk av kapillärer [1] .
Myokardiet är tätt genomträngt av blodkärl och nervfibrer och bildar flera nervplexus. Det finns ungefär fyra nervfibrer per hjärtkapillär [B:5] .
Hjärncellernas membran kallas sarcolemma . En speciell sektion av membranet representeras av en interkalerad skiva - detta är en utmärkande egenskap hos hjärtmuskelns vävnad. De interkalerade skivorna är synliga genom ett konventionellt mikroskop som mörkt färgade tvärgående linjer som korsar hjärtcellernas kedjor med oregelbundna intervall. Skivorna är komplexa broar som förbinder närliggande hjärtfibrer och bildar en strukturell och elektrisk kontinuerlig förbindelse mellan myokardceller. För att tillgodose hjärtats enorma metaboliska behov och tillhandahålla högenergifosfat , förses myokardceller med ett överflöd av mitokondrier . Dessa organeller är belägna mellan enskilda myofibriller och upptar cirka 35 % av cellvolymen [1] .
Histologisk mikropreparation av hjärtmuskelvävnad. Optisk mikroskopi, ×100, hematoxylin-eosinfärgning
Histologisk mikropreparation av hjärtmuskelvävnad. Optisk mikroskopi, ×200, hematoxylin-eosinfärgning
Histologisk mikropreparation av hjärtvävnad, fibrer i hjärtats ledningssystem. Optisk mikroskopi, ×150, hematoxylin-eosinfärgning
Ur kardiofysikens synvinkel är hjärtat ett multikomponent polymert inhomogent aktivt medium av naturligt ursprung. Den fina organisationen av strukturen i denna miljö säkerställer dess grundläggande biologiska funktioner.
Hjärtats inhomogena struktur, som ligger till grund för dess fina organisation, har upprepade gånger bekräftats, först med hjälp av elektrofysiologiska metoder och sedan med beräkningsbiologiska metoder .
Autovågsegenskaperna hos hjärtvävnad har aktivt studerats av både rysk vetenskap och världsvetenskap i mer än ett halvt sekel.
En ny vetenskaplig syn på detta biologiska objekt tillåter ett nytt tillvägagångssätt för att lösa problemet med att skapa ett konstgjort hjärta: uppgiften är att, baserat på modern nanoteknik , etablera produktionen av ett konstgjort polymert aktivt medium med en liknande autovågsfunktion [ 2] [ B: 6] .
Schematisk representation av vektorerna för hjärtats elektriska axel (se även avvikelser till vänster och höger )
Schematisk representation av spridningen av excitation genom hjärtats ledningssystem
hjärtats handlingspotentialer
Schematisk representation av platserna för bildande av PQRST-vågor på EKG
Schematisk representation av riktningarna för myokardmuskelfibrer
Schematisk representation av ett tvärsnitt av myokardiet i ventriklarna under diastole och systole
Det är historiskt accepterat [B: 1] [B: 7] att särskilja följande fysiologiska egenskaper hos hjärtvävnad:
Fenomenet automaticitet, excitabilitet och ledning kan kombineras med begreppet " hjärtats autovågsfunktion " [ 2] [B: 6] .
Man tror att hjärtaktiviteten syftar till att säkerställa hjärtats pumpfunktion , det vill säga "hjärtats huvudsakliga fysiologiska funktion är den rytmiska pumpningen av blod in i kärlsystemet" [B: 8] .
Genom att utföra en pumpfunktion i cirkulationssystemet pumpar hjärtat konstant blod i artärerna. Det mänskliga hjärtat är en slags pump som säkerställer den konstanta och kontinuerliga rörelsen av blod genom kärlen i rätt riktning.
Bikuspidal- och trikuspidalklaffarna tillåter blod att flöda i en riktning, från förmaken till ventriklarna.
Ett friskt hjärta drar ihop sig och frigörs rytmiskt och utan avbrott. I en cykel av hjärtat särskiljs tre faser:
En hjärtcykel varar cirka 0,85 sekunder, varav endast 0,11 sekunder faller på tidpunkten för förmakssammandragning, 0,32 sekunder på tidpunkten för kammarkontraktion, och den längsta är viloperioden, som varar i 0,4 sekunder. Hjärtat hos en vuxen i vila arbetar i systemet med cirka 70 cykler per minut.
Normalt är hjärtcykeln en ordnad process, som är baserad på ledning av excitation i hjärtat . Normalt uppstår en elektrisk impuls i den sinoatriala noden , belägen vid sammanflödet av den övre hålvenen till höger förmak. Vågen av depolarisering fortplantar sig snabbt genom höger och vänster förmak och når den atrioventrikulära noden, där den är avsevärt försenad. Sedan sprider sig impulsen snabbt genom Hiss bunt och passerar längs högra och vänstra ben på His bunt. De förgrenar sig till Purkinje-fibrer, längs vilka impulsen divergerar till myokardfibrerna, vilket orsakar deras sammandragning [1] .
En viss del av hjärtmuskeln är specialiserad på att ge ut styrsignaler till resten av hjärtat i form av lämpliga impulser av autovågskaraktär ; denna specialiserade del av hjärtat kallas hjärtledningssystemet (PCS). Det är hon som säkerställer hjärtats automatism [B: 9] [B: 10] .
Automatism är hjärtats förmåga att bli upphetsad under påverkan av impulser som uppstår i kardiomyocyter utan yttre stimuli. Under fysiologiska förhållanden har SAU den högsta automatismen i hjärtat , därför kallas det automatiska centrum av första ordningen.A.V. Ardashev et al., 2009 [3]
Den sinoatriala noden , kallad 1:a ordningens pacemaker och placerad på fornix i höger förmak, är en viktig del av PSS [B:11] . Genom att sända vanliga autovågsimpulser styr den hjärtcykelns frekvens . Dessa impulser färdas genom förmaksvägarna till den atrioventrikulära noden och sedan till enskilda celler i det arbetande myokardiet, vilket orsakar deras sammandragning.
Således säkerställer PSS, genom att koordinera sammandragningarna av förmaken och ventriklarna, hjärtats rytmiska arbete, det vill säga normal hjärtaktivitet .
Transformation av aktionspotentialen till kontraktion av kardiomyocyter eller konjugeringsprocessen av excitation och kontraktion . Den är baserad på övergången av kemisk energi i form av högenergifosfater till den mekaniska energin av kardiomyocytsammandragningar. Det finns flera proteiner som ansvarar för sammandragningen av myokardceller. Två av dem - aktin och myosin - är de huvudsakliga kontraktila elementen. De andra två, tropomyosin och troponin , utför en reglerande funktion. Muskelsammandragning utvecklas på grund av bindningen av myosinhuvuden till aktinfilament och "böjning" av huvuden. Som ett resultat rör sig tunna och tjocka filament längs varandra på grund av energin från ATP . Det första steget i denna process är aktiveringen av myosinhuvudet under ATP-hydrolys, varefter myosinhuvudet binder till aktin och bildar en tvärbrygga. Interaktionen mellan myosinhuvudet och aktin leder till strukturella förändringar i huvudet, vilket gör att det "flexar" Denna böjningsrörelse gör att aktinfilamentet förskjuts längs myosinfilamentet [4] .
"Hjärtats förmåga att anpassa sig beror på två typer av regleringsmekanismer:
Hjärtats arbete regleras av myogena, nervösa och humorala mekanismer.
Den myogena, eller hemodynamiska, regleringsmekanismen är indelad i: heterometrisk och homeometrisk [B: 12] .
Intrakardiär regleringEtt exempel på intrakardiell reglering är lagens lag
som ett resultat av vilket hjärtats slagvolym ökar som svar på en ökning av blodvolymen i ventriklarna innan systolen börjar (slutdiastolisk volym), när alla andra faktorer förblir oförändrade. Den fysiologiska betydelsen av denna mekanism ligger främst i att upprätthålla jämlikheten mellan blodvolymer som passerar genom vänster och höger kammare. Indirekt kan denna mekanism också påverka hjärtfrekvensen .
Det har bevisats att koncentrationen av Ca 2+ inuti cellen är den viktigaste faktorn som bestämmer kraften av hjärtkontraktion. Mekanismer som ökar koncentrationen av intracellulärt kalcium ökar kontraktionskraften, medan faktorer som minskar koncentrationen av kalcium minskar sammandragningskraften [1] .
Extrakardial regleringNervsystemet reglerar frekvensen och styrkan av hjärtsammandragningar: ( det sympatiska nervsystemet orsakar en ökning av sammandragningarna, det parasympatiska försvagas).
Beläget i medulla oblongata, det vasomotoriska centret , som är en del av det autonoma nervsystemet, tar emot signaler från olika receptorer: proprioceptorer , baroreceptorer och kemoreceptorer , samt stimuli från det limbiska systemet . Sammantaget tillåter dessa ingångar vanligtvis det vasomotoriska centret att finjustera hjärtats funktion genom processer som kallas hjärtreflexer [6] .
Ett rikt utbud av afferenta fibrer i vagusnerven i kamrarnas främre och bakre yta bestämmer bildandet av viktiga hjärtreflexer, medan överflödet av efferenta fibrer i vagusnerven riktade mot SA- och AV-noderna gör att du kan reglera produktionen och ledning av en elektrisk impuls [1] .
Ett exempel är baroreflexen (Zion-Ludwig-reflexen): med en ökning av blodtrycket ökar frekvensen av baroreceptorimpulser, och det vasomotoriska centret minskar sympatisk stimulering och ökar parasympatisk stimulering, vilket i synnerhet leder till en minskning av hjärtfrekvensen ; och omvänt, när trycket minskar, minskar svarshastigheten för baroreceptorer, och det vasomotoriska centret ökar sympatisk stimulering och minskar parasympatisk stimulering, vilket i synnerhet leder till en ökning av hjärtfrekvensen. Det finns en liknande reflex som kallas förmaksreflexen eller Bainbridge-reflexen, som involverar specialiserade förmaksbaroreceptorer.
Effekten av det endokrina systemet på hjärtat sker genom hormoner , som kan öka eller minska styrkan av hjärtsammandragningar, ändra deras frekvens. Den huvudsakliga endokrina körteln som reglerar hjärtats arbete kan betraktas som binjurar : de utsöndrar hormonerna adrenalin och noradrenalin , förutom dem påskyndar de också hjärtsammandragningar: serotonin , tyroxin , Ca 2+ vars verkan på hjärtat motsvarar det sympatiska nervsystemets funktioner. Kalcium- och kaliumjoner samt endorfiner och många andra biologiskt aktiva ämnen har också en effekt på hjärtats arbete. Det finns dock ämnen som bromsar hjärtat: acetylkolin , bradykinin , K + .
En ganska informativ metod för att visualisera strukturen, fysiologiska processer, patologier och hemodynamik ( Dopplerekokardiografi ) är en ultraljudsundersökning av hjärtat. Till skillnad från metoder baserade på röntgenteknik har den ingen strålningsexponering. Fördelarna med metoden inkluderar forskningens snabbhet, säkerhet, tillgänglighet.
Hjärtats arbete (som vilken muskel som helst) åtföljs av elektriska fenomen som orsakar uppkomsten av ett elektromagnetiskt fält runt arbetsorganet. Hjärtats elektriska aktivitet kan registreras med hjälp av olika metoder för elektrokardiografi , vilket ger en bild av förändringar i tid av potentialskillnaden på ytan av människokroppen, eller en elektrofysiologisk studie av myokardiet, vilket gör det möjligt att spåra utbredningsvägar för excitationsvågor direkt på endokardiet. Dessa metoder spelar en viktig roll vid diagnos av hjärtinfarkt och andra sjukdomar i det kardiovaskulära systemet.
Auskultatoriskt i det normala hjärtat, kan du höra hjärtljud och blåsljud i vissa av dess patologier.
Akustiska fenomen som kallas hjärtljud kan höras genom att placera ett öra eller ett stetoskop mot bröstet . Varje hjärtcykel är normalt uppdelad i 4 toner. Vid varje sammandragning hörs de första 2 med örat.En längre och lägre är förknippad med stängning av bi- och trikuspidalklaffarna, en kortare och högre är stängning av aorta- och lungartärklaffarna. Mellan en och den andra tonen finns en fas av sammandragning av ventriklarna .
Hjärtsammandragningar åtföljs av ett antal mekaniska manifestationer, genom att registrera vilka man också kan få en uppfattning om hjärtsammandragningens dynamik. Till exempel, i det femte interkostala utrymmet till vänster, 1 cm inuti från mittklavikulära linjen, i ögonblicket för sammandragning av hjärtat, känns ett apexslag. Under diastolen liknar hjärtat en ellipsoid, vars axel är riktad uppifrån och ner och från höger till vänster. Med sammandragningen av ventriklarna närmar sig hjärtats form bollen, medan hjärtats längsgående diameter minskar och den tvärgående ökar. Kompakt myokard i vänster kammare berör den inre ytan av bröstväggen. Samtidigt stiger hjärtats spets, sänkt till diafragman under diastole, vid systoleögonblicket och träffar bröstets främre vägg. Allt detta orsakar uppkomsten av apexslaget [B: 8] .
Ett antal speciella metoder används för att analysera hjärtats mekaniska aktivitet.
Kinetokardiografi [ca. 1] - en metod för att registrera lågfrekventa vibrationer i bröstet, på grund av hjärtats mekaniska aktivitet; låter dig studera fasstrukturen för cykeln i hjärtats vänstra och högra ventrikel samtidigt.
Elektrokymografi är en metod för elektrisk registrering av hjärtskuggans rörelse på skärmen av en röntgenapparat [B: 13] . En fotocell ansluten till ett oscilloskop appliceras på skärmen vid kanterna av hjärtkonturen. När hjärtat rör sig ändras belysningen av fotocellen, vilket registreras av oscilloskopet i form av en kurva. Kurvor för sammandragning och avslappning av hjärtat erhålls.
Ballistokardiografi är en metod baserad på det faktum att utdrivningen av blod från ventriklarna och dess rörelse i stora kärl orsakar vibrationer i hela kroppen, beroende på fenomenet reaktiv rekyl, liknande de som observeras när man avfyrar från en kanon (namnet på tekniken "ballistokardiografi" kommer från ordet "ballista "- kasta projektil). Kurvor av kroppsförskjutningar, registrerade av en ballistokardiograf och beroende på hjärtats arbete, har normalt ett karakteristiskt utseende. För deras registrering finns det flera olika metoder och enheter. Akademikern VV Parin anses vara grundaren av ballistokardiografi i Sovjetunionen [A: 1] .
Dynamokardiografi är en metod som bygger på att hjärtats rörelser i bröstet och blodets rörelse från hjärtat till kärlen åtföljs av en förskjutning av bröstkorgens tyngdpunkt i förhållande till den yta på vilken personen lögner. [B: 13] Ämnet ligger på ett speciellt bord, på vilket en speciell anordning med sensorer är monterad - omvandlare av mekaniska storheter till elektriska vibrationer. Enheten placeras under försökspersonens bröst. Tyngdpunktens förskjutningar registreras av oscilloskopet i form av kurvor. På dynamokardiogrammet noteras alla faser av hjärtcykeln: förmakssystole, perioder av ventrikulär spänning och utdrivning av blod från dem, den protodiastoliska perioden, perioder av avslappning och fyllning av ventriklarna med blod.
Fonokardiografi är en metod för att registrera hjärtljud på ett fonokardiogram. Om en känslig mikrofon ansluten till en förstärkare och ett oscilloskop är fäst på vänster halva av bröstkorgen i nivå med motivets IV-V-rev, så är det möjligt att registrera hjärtljud i form av kurvor på fotografiskt papper. Denna metod används för att diagnostisera valvulär hjärtsjukdom [B:13] .
Tematiska platser | |
---|---|
Ordböcker och uppslagsverk |
mänskliga kardiovaskulära systemet | Avdelningar för det|
---|---|
Hjärta Atrium ( höger , vänster ) Ventriklar ( höger , vänster ) Blodkärl Aorta artärer Arterioler kapillärer Venoler Wien Cirklar av blodcirkulationen |