Hjarta

Þversnið af mannshjarta. Blái liturinn lýsir farvegi súrefnissnauðs blóðs og rauði liturinn lýsir farvegi súrefnisríks blóðs í hjartanu og um nærliggjandi æðar.

Hjarta er líffæri sem finnst í flestum dýrum og hefur það hlutverk að dæla blóði um æðakerfið. Hjartað viðheldur þannig hringrás blóðsins. Blóðið ber súrefni og næringarefni til allra fruma í líkamanum og flytur í burtu úrgangsefni til útskilnaðar.

Mannshjarta er staðsett í brjóstholinu á milli lungnanna til vinstri fyrir ofan þindina, í skjóli á bak við bringubeinið og rifbeinin. Stærð þess er á við krepptan hnefa. Í konum vegur það um 250-300g en í körlum um 300-350g. Í mannslíkamanum eru að meðaltali 5 lítrar af blóði.

Gerð

Hjartavöðvinn

Þrjú meginlög eru í hjartavöðvanum: Þunn hjartahimna (latína: epicardium) úr fituvef og bandvef er utan um hjartavöðvann. Miðlagið er hjartavöðvinn (myocardium) en hann er gerður úr sérstökum hjartavöðvavef og myndar þykkasta hluta veggjarins. Innsta lagið er hjartaþelið (endocardium) sem er örþunnt og slétt lag af innþekjufrumum sem klæðir hjartað að innan. Ásamt því að þekja hjartahólfin þekja þessar innþekjufrumur einnig hjarta- og æðalokurnar og allar æðar í blóðrásarkerfinu.

Utan um hjartað liggur tvöfaldur teygjanlegur poki úr bandvef sem kallast gollurshús (pericardium). Ytra lagið er samvaxið skilrúmi milli lungnanna, heldur hjartanu á sínum stað og kemur í veg fyrir að það þenjist of mikið út. Innra lagið liggur utan um hjartað sjálft. Á milli laganna er vökvi til að minnka núning við samdrátt hjartans milli aðliggjandi líffæra.

Hjartavöðvinn er einstakur að gerð. Hann líkist þverrákóttum vöðvum en er samt stjórnað af ósjálfráða taugakerfinu. Hjartavöðvafrumur eru greinóttar með aðeins einn kjarna og liggja mjög þétt saman til að tryggja hraðan boðflutning um hjartað. Þéttriðið net sem hjartafrumurnar mynda veldur því að rafboð sem valda samdrætti berast hratt í gegnum allar frumurnar.

Vöðvafrumur eru myndaðar úr örmjóum samsíða próteinþráðum sem kallast aktín og mýósín. Aktín- og mýósínþræðirnir raða sér reglubundið upp svo áferðin á vöðvanum verður rákótt. Við vöðvasamdrátt dragast þessir þræðir ekki saman heldur ganga þeir á víxl og valda vöðvasamdrætti. Vöðvafrumurnar í hjartanu vinna því saman að því að dæla blóðinu. Þegar þær eru í slaka geta þær lengst og þá geta hjartahólfin þanist út þegar þau fyllast af blóði. Þegar þræðirnir dragast svo saman styttast þeir og blóðið dælist út í æðarnar.

Þar sem hjartavöðvinn dregst stöðugt saman, þurfa hjartavöðvafrumurnar að vera úthaldsmiklar. Þess vegna innihalda þeir mikið magn hvatbera og öndunin er nær eingöngu loftháð. Í hvatberum fer fram frumuöndun, en þar eru ensím sem brjóta niður lífræn efni og mynda adenosínþrífosfat (ATP) sem er orkuforði frumunnar.

Hólf

Starfsemi hjartans. Hreyfimynd af því hvernig hjartað starfar sem dæla.

Hjartað er holur vöðvi með fjögur hólf sem skiptist í hægri og vinstri helminga. Efri hólfin kallast gáttir (atrium) en neðri hólfin kallast hvolf (ventriculum). Súrefnissnautt blóð frá líkamanum berst til hægri gáttar gegnum holæðar og þaðan er blóðinu dælt í hægri hvolf sem dælir því svo til lungnanna. Frá lungunum berst svo súrefnisríkt blóð til vinstri gáttar sem sér um að dæla blóðinu niður í vinstra hvolf. Frá vinstra hvolfi er blóðinu dælt upp ósæðina sem sér um að flytja súrefnisríka blóðið til alls líkamans. Það má því segja að hjartað er í raun tvær dælur sem starfa saman samtímis, önnur sem dælir blóði til lungna og hin til vefja líkamans.

Vegna ólíkra hlutverka hólfanna er þykkt hjartaveggjanna mismunandi eftir hólfum. Gáttirnar sem sjá um dæla blóðinu í neðri hjartahólfin eru svipaðar að þykkt, en þykkt hvolfanna er mismunandi þó þau séu að dæla sama magni blóðs. Muninn á þykktinni má rekja til þess að hægra hvolf þarf ekki jafn mikinn kraft þar sem lungnablóðrásin er styttri og hefur því minna viðnám. Vinstra hvolfið þarf að vinna gegn meira viðnámi til að dæla blóðinu út til líkamans og þarf því meiri kraft.

Blóðinu úr hægra hvolfi er dælt um lungnaslagæð til lungnanna þar sem loftskipti fara fram. Frá vinstra hvolfi er blóðinu hins vegar dælt mun lengri leið þar sem það fer um ósæðina í sífellt minni slagæðar sem flytja blóðið til alls líkamans. Vinstra hvolfið er því með töluvert þykkari veggi en hægra hvolfið, þar sem meiri vöðvamassa þarf til að dæla blóðinu lengri leið.

Á milli hjartahólfanna er skilrúm (septum) sem er vöðvaveggur sem kemur í veg fyrir að blóð flæði á milli vinstri og hægri hliðar hjartans. Á fósturstigi er gat á milli gáttanna, nefnt sporgat (foramen ovale), til þess að beina mestu af blóðinu fram hjá lungunum á meðan engin loftskipti fara fram. Þá er beint flæði á milli hægri og vinstri gáttar sem lokast strax eftir fæðingu vegna þrýstingsaukningar í vinstri gátt (septum primum). Á milli hvolfanna er skilrúmið (septum intraventriculare) þykkara en á milli gáttanna þar sem kraftur hvolfanna er mun meiri.

Hjartalokur

Staðsetning hjartalokanna. Hjartalokurnar eru fjórar og hlutverk þeirra er að beina blóðinu í eina átt.

Í hjartanu eru fjórar hjartalokur sem sjá um að beina blóðinu í gegnum og frá hjartanu í eina átt, frá gátt til hvolfs og frá hvolfi til lungnaæðar og ósæðar. Hjartalokurnar eru gerðar úr lagi af hjartaþeli sem er styrkt með bandvef og er það uppistaða hvers flipa fyrir sig. Þessar hjartalokur eru eins konar einstefnulokar. Ef þessar lokur verða fyrir skemmdum veldur það auknu álagi á hjartað og truflar starfsemi þess.

Í hægri hluta hjartans er þríblöðkuloka (valva atrioventricularis dextra) og í vinstri hluta er míturloka (valva atrioventricularis sinistra) sem aðskilja gáttir og hvolf. Í stóru slagæðunum sem flytja blóð frá hjartanu liggur lungnaæðarloka (valva trunci pulmonalis) á milli lungnaslagæðar og hægra hvolfs, og ósæðarloka (valva aortae) á milli ósæðar og vinstra hvolfs.

Ákveðinn meginmunur er á milli þess hvort lokan liggi á milli gátta og hvolfa eða hvort hún liggi á milli hvolfa og æða. Þríblöðkulokan er gerð úr þremur flipum og er staðsett á milli hægri gáttar og hægra hvolfs og míturlokan sem er gerð úr tveimur flipum er staðsett á milli vinstri gáttar og vinstra hvolfs. Þær eru báðar gerðar úr flipum úr hjartaþeli og bandvef sem eru svo tengdir með bandvef (chordae tendineae) við totuvöðva (musculi papillares). Totuvöðvarnir eru fastir við veggi hvolfanna og taka þátt í opnun og lokun þeirra. Þegar hvolfin dragast saman dragast totuvöðvarnir einnig saman og og loka á milli gáttar og hvolfs og koma þannig í veg fyrir að blóðið flæði aftur inn í gáttina.

Tvær lokur eru staðsettar á milli hvolfa og æða. Þær eru lungnaæðaloka og ósæðarloka. Báðar lokurnar eru með þrjá flipa sem eru eins uppbyggðir, en þó smærri en í lokunum á milli gátta og hvolfa. Þessar lokur hafa hins vegar enga totuvöðva sem taka þátt í opnun og lokun heldur stjórnast eingöngu af þrýstingi blóðsins. Þegar hvolfin dragast saman opnast þessar lokur vegna aukins þrýstings. Þegar hvolfin slakna og þrýstingur er orðin meiri í æðinni vill blóðið flæða til baka í þau, en í staðinn rekst það á lokuflipana sem lokast við það.

Rafleiðnikerfi

Hjartalínurit (EKG) sýnir afskautun og endurskautun vöðvafruma.

Net sérhæfðra vöðvafruma sér um samdrátt hjartavöðvans. Í hægri gátt hjartans eru svokallaðar gangráðsfrumur í sínushnút (nodus sinuatrialis). Boð frá honum valda því að gáttir dragast saman og blóðið dælist niður í hvolfin. Afskautun í sínushnút sendir rafboð eftir brautum til gátta- og skiptahnúts eða AV-hnúts (nodus atrioventricularis).  Þar hægist á boðunum í stutta stund. Þessi töf í skiptahnút veldur því að gáttir og hvolf eru ekki að dragast saman samtímis. Frá skiptahnút fara boðin í gegnum hisknippi og þráðaknippi til hægra og vinstra hvolfs. Þau dragast saman og dæla blóði úr hjartanu út í æðarnar.

Hægt er að sjá þennan flutning rafboða um hjartavöðvann hjartalínuriti (EKG) og hægt er að lesa úr línuritinu hvort starfsemi hjartans sé eðlileg. Hjartalínuritið nemur rafbreytingar við hvern hjartslátt. Hjartalínuritið sýnir P-bylgju sem kemur fram við samdrátt gátta, QRS-mynd sem táknar samdrátt hvolfanna og T-bylgju sem vísar til slökunar á hvolfunum.

Kransæðar

Kransæðar hjartans. Kransæðar, eru slagæðar sem liggja utan um hjartavöðvann og flytja honum súrefni og næringarefni.

Hjartað er sístarfandi og þarf að meðaltali 8-10 ml af súrefni á hverri mínútu. Hjartað þarf því mikla næringu sem það fær frá æðum sem umlykja það og kallast kransæðar. Kransæðarnar greinast frá ósæðinni rétt eftir að hún kemur frá vinstra hvolfi. Kransæðarnar skiptast í hægri og vinstri kransæðar sem greinast svo í smærri æðar sem mynda æðanet umhverfis hjartað. Vinstri kransæðin nærir fremri, efri hluta og hluta af aftari hluta vinstri hluta hjartans, en sú hægri sér um hægri hluta sem og hluta af aftari hluta vinstri helmings.

Æðanetið í hjartanu er umfangsmikið. Það tryggir nægilegt súrefni í vöðvann og bregst við mismikilli súrefnisþörf hjartans háð því hvað einstaklingur gerir hverju sinni. Súrefnissnautt blóð frá hjartavöðvanum fer svo til hægri gáttar með bláæð sem kallast kransstokkur (sinus coronarius).

Starfsemi

Hjartað er í raun tvær dælur sem starfa saman og er stjórnað með rafboðum sem valda samhæfðum samdrætti. Allir vefir líkamans þurfa súrefni (O₂) til að starfa sem kemst til þeirra með slagæðakerfi líkamans. Súrefnissnautt blóð sem flytur úrgangsefni eins og koldíoxíð (CO₂) berst frá vefjunum líkamans eftir bláæðum í átt til hjarta.

Bláæðar sameinast þegar nær dregur hjartanu í stærri æðar og blóðið berst að lokum með tveimur holæðum, efri og neðri holæð (vena cava superior og vena cava inferior) inn í hægri gátt hjartans. Blóðið flæðir beint inn í hægri gáttina. Þaðan fer það í gegnum þríblaðalokuna til hægra hvolfs. Þegar hjartað dregst saman fer blóðið upp frá hægra hvolfi upp til lungna í gegnum lungnaslagæð. Lungnaæðaloka er staðsett við upphaf lungnaslagæðar og kemur í veg fyrir að blóðið renni til baka til hjartans.

Hringrás blóðsins. Hægri helmingur hjartans tekur við súrefnissnauðu blóði frá líkamanum og dælir því til lungnanna á meðan vinstri helmingur hjartans tekur við súrefnisríku blóði frá lungum og dælir því út um líkamann.

Hringrásin á milli lungna og hjarta kallast lungnablóðrás. Hún sér um að skila úrgangsefnum frá líkamanum og koma súrefni að nýju í blóðið í gegnum loftskipti í lungunum. Hringrásin skilar af sér súrefnisríku blóði að nýju til hjartans svo hjartað geti dælt því áfram til vefja líkamans.

Frá lungunum berst súrefnisríkt blóð í gegnum lungnabláæðar sem eru fjórar talsins til vinstri gáttar. Blóðið flæðir frá vinstri gátt í gegnum míturlokuna ofan í vinstra hvolf. Við samdrátt hjartans fer blóðið frá vinstra hvolfi upp í gegnum ósæðarlokuna í ósæðina (aorta). Á milli vinstri hvolfs og ósæðar er ósæðarloka sem veldur því að blóðið streymir ekki til baka til hjartans.

Ósæðin er stærsta slagæð líkamans. Þegar hún kemur út frá hjartanu kallast hún rismeginæð (aorta ascendens) og þar greinast frá henni kransæðar hjartans sem sjá um að næra hjartavöðvann. Næst kemur ósæðarboginn (arcus aorta), en í honum greinast frá æðinni þrjár megingreinar sem sjá um að koma næringu upp til höfuðs og háls og til efri útlima. Þær æðar sem greinast frá ósæðarboganum kallast arms- og höfuðslagæðin (truncus brachiocephalicus) og flytja blóð til hægri hliðar höfuðs og háls og í hægri efri útlim. Vinstri hálsslagæð (arteria carotis communis sinistra) flytur blóð til vinstri hliðar höfuðs og háls og vinstri neðanviðbeinsslagæð (arteria subclavia sinistra) sem flytur blóð til vinstri efri útlims. Þriðji hluti ósæðar sem greinist frá ósæðarboganum er fallmeginæð (aorta descendens) sem greinist svo í fleiri greinar. Þessi hluti sér um að koma súrefnisríku blóði til innri líffæra, bols og neðri útlima.

Hjartsláttur/púls

Ef hlustað er á hjarta með hlustunarpípu heyrast tvö hljóð. Fyrra hjartahljóðið er þegar lokurnar milli gátta og hvolfa skella aftur við samdrátt hvolfanna og seinna hjartahljóðið er þegar lokurnar á milli hvolfa og stóru slagæðanna skella aftur þegar þrýstingurinn í æðunum er orðin meira en í hvolfunum.

Hjartslætti er stjórnað af boðum frá ósjálfráða taugakerfinu bæði frá drifkerfi og sefkerfi þess. Ósjálfráða taugakerfið veldur því að hjartsláttur eykst þegar við bregðumst við ytra áreiti eins og hræðslu og kvíða. Púls segir til um hve oft hjartað slær á mínútu. Hjá meðalmanni slær hjartað 70 sinnum á mínútu í hvíld og dælir þá um 5 lítrum af blóði á sama tíma. Hjartað slær örar við áreynslu til að koma meiri næringu í vöðva líkamans. Hjá vel þjálfuðu íþróttafólki getur afkastageta hjartans aukist í 40 lítra á mínútu og það slegið hraðast rúmlega 200 slög við mikla áreynslu. Íþróttafólk í góðu formi getur verið með hvíldarpúls alveg niður í 30-40 slög á mínútu.

Hægt er að reikna hámarkspúls einstaklings með formúlunni 220 mínus lífaldur. Þegar talað er um þjálfunarpúls er átt við þann púls sem æskilegt er að æfa við eftir því hvaða markmið við ætlum að setja með þjálfuninni. Út frá markmiðum eins og að auka þol eða brenna fitu, skal miða við púls sem er 50-85% hærri en vinnupúls, allt eftir því hvert markmiðið er.

Blóðþrýstingur

Hjartsláttur. Skematísk mynd sem sýnir að hjartað dregst saman og tæmir hvolfin í útfallsfasa og í hvíld fyllist það aftur af í blóði í aðfallsfasa.

Þegar hjartað dælir blóði um slagæðar líkamans veldur það þrýstingi en blóðþrýstingur er nauðsynlegur til að viðhalda blóðrásinni til líffæranna. Þegar lesið er af blóðþrýstingsmæli koma upp tvær tölur sem sýna efri og neðri mörk. Oft er miðað við að eðlilegur blóðþrýstingur fullorðinna sé 120/80 mmHg. Efri mörkin teljast innan eðlilegs ramma á bilinu 95-140 mmHg og neðri mörkin á bilinu 60-90 mmHg. Ef tölurnar eru hærri eða lægri er talað um lágþrýsting eða háþrýsting.

Fyrri talan er útfallsfasi eða systóla og lýsir því hversu mikill þrýstingur kemur á æðar þegar hjartað slær og blóðið fer út í slagæðarnar. Síðari talan er aðfallsfasi eða díastóla og lýsir því hve mikill þrýstingur er á æðunum þegar hjartað er í hvíld á milli slaga og þenst út af blóði. Hækkun á blóðþrýstingi er einn stærsti áhættuþáttur á hjarta- og æðasjúkdómum. Hækkun um hverja 20/10 mmHg eykur línulega dánarlíkur einstaklings og því mikilvægt að fylgjast vel með. Það hefur sýnt sig að meðhöndlun háþrýstings fækkar heilablóðföllum um 40% og hjartaáföllum um 15-20%.

Hjarta- og æðasjúkdómar

Hjarta- og æðasjúkdómar eru ein algengasta dánarorsök fólks í heiminum í dag. Hjarta- og æðasjúkdómar er samheiti yfir þá sjúkdóma sem hafa áhrif á starfsemi hjarta- og æðakerfisins. Algengar tegundir eru sjúkdómar af völdum æðakölkunar, hjartsláttaróreglu, hjartagalla og sjúkdómar í hjartavöðvanum.

Samkvæmt vef Landlæknisembættisins eru hjarta- og æðasjúkdómar um 50% af aldursstöðluðum dánarorsökum á Vesturlöndum. Um 14 milljón manna deyja á hverju ári af þeirra völdum. Með því að breyta um lífstíl, borða hollari mat, hreyfa sig meira og hætta reykingum, er hægt að hafa mjög mikil áhrif á áhættuþætti hjartasjúkdóma.

Æðakölkun er þegar þykktaraukning verður í æðavegg sem veldur þrengingu í æð eða kölkun á vegg þannig að hann missir teygjanleika sinn. Ef um þykktaraukningu er að ræða safnast kólesteról og fita innan á æðaveggi sem á endanum hindrar blóðflæði í æðunum og eykur álagið á hjartað. Ýmislegt getur valdið æðakölkun, en helstu áhættuþættirnir eru hækkandi aldur, reykingar, hátt kólesteról og háþrýstingur. Fjölskyldusaga getur líka spilað inn í og kyn, en karlmenn eru líklegri til að fá hjartasjúkdóma en konur. Æðakölkun getur valdið alvarlegum áföllum eins og heilablóðfalli og hjartaáfalli.

Hjartaáfall verður þegar næring til hjartans stöðvast og það fær ekki það súrefni sem það þarfnast. Algengasta ástæða hjartaáfalla er kransæðastífla. Þá er um að ræða alvarlega æðakölkun í einni af kransæðunum sem getur leitt til kransæðastíflu og jafnvel dauða.

Hjartsláttaóregla og hjartabilun eru dæmi um sjúkdóma í hjartavöðva. Hjartsláttaóregla verður þegar truflun verður á takti eða hraða hjartsláttar. Óreglan getur verið alveg meinlaus en líka mjög alvarleg. Oft verður hjartabilun í kjölfar kransæðastíflu, en ýmsir aðrir sjúkdómar geta haft áhrif og valdið hjartabilun.