心脏是一个中空的肌肉器官,形状大致像一个圆锥。它的长度约为10厘米,大约相当于一个人的拳头大小。女性的心脏重量约为225克,而男性的心脏重量则更重。
心脏的基底位于胸腔内的纵隔内(纵隔位于两肺之间)。心脏有一个基底和一个顶端,其位置略微偏向左侧。在乳头下方、中线稍下方,第五肋间隙的顶端位于中线左侧9厘米处。而心脏的基底则延续到第二肋骨的水平位置。
结构;构造;布局
心脏壁
心脏的壁由三层组成。第一层是心包,第二层是心肌,最后一层是心内膜。
心包
心包是心脏的最外层结构,由两个囊组成。每个囊内都有一层浆膜,其中外层为纤维组织,内层为双层结构。右侧的纤维外囊紧贴膈肌,并与大血管的内层外膜相连。作为一种纤维性、无弹性的组织,它能够防止心脏过度扩张。浆膜的最外层(即纤维囊)由壁层心包构成。心包是一个双层结构:内层称为心外膜,包裹着心脏。与包裹肺部的胸膜类似,心包也由双层膜构成一个封闭的腔室。浆膜由扁平的上皮细胞构成;每次心跳时,浆液会被分泌出来,以促进心包内层(脏层)与壁层之间的液体流动。壁层心包和脏层心包在功能上没有太大差异,主要区别在于它们的潜在作用。在健康状态下,这两层结构以及其中的浆液和上皮细胞紧密相连。
2. 心肌
心肌是心脏特有的组织,由特殊的心肌细胞构成。这种横纹肌与骨骼肌类似,但其运动不受意志控制。每根肌纤维(细胞)中都含有一个细胞核或多个细胞核的分支。每个细胞的纤维分支与相邻细胞的纤维分支之间存在紧密的联系。在显微镜下观察,这些连接部位呈现出比肌纤维条纹更粗、更暗的颜色。由于心肌是由许多肌纤维紧密连接而成的“一片”,因此不需要为每根肌纤维单独提供神经支配;冲动可以通过分支和闰盘在整片心肌中逐个细胞传递,从而引发肌肉收缩。正是由于心肌这种“片状”结构,心房和心室能够在同步的情况下高效地收缩。
心脏的电信号也是通过心肌中专门的传导纤维网络传递的。向心脏底部方向,心肌逐渐变薄且变得更加延长。换句话说,每个心腔的工作效率(即它泵血的能力)直接体现在它所做的工作量上。左心室承担的工作量最大,因此也是最厚的部分。
心脏的纤维组织
细小的纤维贯穿整个心肌组织,为心肌提供支撑。纤维组织构成了心脏的“骨架”。此外,还有一圈纤维组织将心房与心室分隔开来,而这圈纤维组织本身不具备导电性。由于电活动只能通过连接心房和心室的纤维环进行传播,因此电信号只能从心房传递到心室。
3. 心内膜
心脏中的血管内衬着这种物质。这种薄而光滑的膜位于心脏内部,确保血液流动顺畅。连续的内皮组织包裹着血管壁,其两侧是扁平的上皮细胞。心脏通过心隔(一种由心内膜覆盖的心肌隔膜)被分为左右两部分;心隔在出生后起到保护作用,防止血液在心脏两侧之间混合。在房室瓣的作用下,心脏的上腔(心房)在电传导过程中被分为上下两个心室。房室瓣由双层心内膜构成,并通过少量纤维组织加固。右心房室瓣由三个瓣叶组成(三尖瓣),而左心房室瓣由两个瓣叶组成(二尖瓣)。
在心脏中,血液的流动方向是单向的:它从心房流入,然后通过下方的心室流出。心室和心房之间由瓣膜连接,这些瓣膜会根据每个腔室内的压力变化而开合。在心房收缩(心房搏动)时,心房与心室之间的压力差会促使瓣膜打开。为了防止血液在心室内积聚,在心房收缩期间,心室的压力会高于心房的压力。此外,还有一组称为“腱索”(chordae tendineae)的纤维结构,它们防止瓣膜向上倒流回心房。乳头肌(papillary muscles)是覆盖着内皮组织的小块心肌,它们向心室内突出。
右心房内包含下腔静脉和上腔静脉,这两条静脉都是人体内最大的静脉。除了通过右房室瓣的输送作用外,来自右心室的血液还负责为肺动脉(人体中唯一输送缺氧血液的动脉)提供氧气。在肺动脉中,三个半月形的瓣叶保护着通往肺动脉瓣的开口。这个瓣膜通过放松心室肌肉来防止血液回流到右心室。当肺动脉离开心脏时,静脉血液会沿着左右肺动脉流向肺部,在那里进行气体交换:二氧化碳被排出体外,氧气被吸入肺部。
当含氧的血液从肺静脉流出时(每个肺都有两条肺静脉),这些血液也会流入左心房。主动脉是人体循环系统中的第一条动脉。当血液从左心室流向左心房的过程中,会经过这些血管。主动脉瓣由三个半月形瓣叶组成,它负责守护主动脉的开口。
通过肺循环,血液从心脏持续地从右侧流向左侧。需要注意的是,两个心房会同时收缩,随后两个心室也会同时收缩。
心房的肌肉层比心室薄。考虑到它们所承担的工作负荷,这是正常的。房室瓣利用重力将血液从心房推送到心室,而心室则主动将血液从肺部泵送到全身。右心室的上部有一个升主动脉附肢(ascending pulmonary appendage),左心室则有升主动脉分支(ascending aortic branches)。
窦房结(SA node)
右心房在靠近上腔静脉的开口处含有少量特化细胞。正是这些窦房结细胞的电活动不稳定性产生了规律性的电冲动。由于这种不稳定性,这些细胞会定期放电(去极化),通常每分钟60到80次。在复极化(去极化)发生后几乎立即,它们会因为自身的不稳定性再次放电,从而决定了心率。心脏的窦房结由于其快速放电能力,通常决定了心脏的跳动频率,因此被称为“起搏器”。心房的收缩功能由窦房结控制。
房室结(AV node)
在这些密集的神经肌肉细胞团块后面,存在着房室瓣。房室结将电信号从心房传递到心室。在这个过程中存在一定的延迟:信号需要0.1秒的时间才能从血管传递到心室。通过让心房在心室开始收缩之前先收缩,心房可以在心室开始收缩之前完成收缩过程。此外,房室结还具备起搏器的功能,当窦房结失效或心房的冲动无法传递时,房室结会接管起搏任务。房室结的固有放电频率(40-60次/分钟)确实比窦房结慢。
房室结(AV结或希斯束)
这些节点负责启动专门的纤维传导过程。一个纤维环将心房和心室分隔开来,房室结(AV bundle)穿过这个纤维环后,会分成左右两个分支,位于心室间隔的瓣膜上方。为了将血液泵送到肺部和主动脉,电信号在房室结、分支纤维以及浦肯野纤维(Purkinje fibers)之间传递,最终到达心室顶端。这些信号随后向上并向外扩散,引发心室收缩。
心脏的神经支配
此外,心脏受到自主神经的影响,这种影响取决于这些神经在延髓中的起源部位(交感神经和副交感神经)。除了窦房结(SA node)和房室结(AV node)之外,迷走神经(属于副交感神经)还支配心房的肌肉组织。在副交感神经的刺激下,心跳会减慢,产生的力量也会减弱。除了心肌组织(心房和心室)之外,交感神经还支配窦房结和房室结。在交感神经的刺激下,心跳的频率和力量都会增加。
心脏的基底位于胸腔内的纵隔内(纵隔位于两肺之间)。心脏有一个基底和一个顶端,其位置略微偏向左侧。在乳头下方、中线稍下方,第五肋间隙的顶端位于中线左侧9厘米处。而心脏的基底则延续到第二肋骨的水平位置。
心脏壁
心脏的壁由三层组成。第一层是心包,第二层是心肌,最后一层是心内膜。
心包
心包是心脏的最外层结构,由两个囊组成。每个囊内都有一层浆膜,其中外层为纤维组织,内层为双层结构。右侧的纤维外囊紧贴膈肌,并与大血管的内层外膜相连。作为一种纤维性、无弹性的组织,它能够防止心脏过度扩张。浆膜的最外层(即纤维囊)由壁层心包构成。心包是一个双层结构:内层称为心外膜,包裹着心脏。与包裹肺部的胸膜类似,心包也由双层膜构成一个封闭的腔室。浆膜由扁平的上皮细胞构成;每次心跳时,浆液会被分泌出来,以促进心包内层(脏层)与壁层之间的液体流动。壁层心包和脏层心包在功能上没有太大差异,主要区别在于它们的潜在作用。在健康状态下,这两层结构以及其中的浆液和上皮细胞紧密相连。
2. 心肌
心肌是心脏特有的组织,由特殊的心肌细胞构成。这种横纹肌与骨骼肌类似,但其运动不受意志控制。每根肌纤维(细胞)中都含有一个细胞核或多个细胞核的分支。每个细胞的纤维分支与相邻细胞的纤维分支之间存在紧密的联系。在显微镜下观察,这些连接部位呈现出比肌纤维条纹更粗、更暗的颜色。由于心肌是由许多肌纤维紧密连接而成的“一片”,因此不需要为每根肌纤维单独提供神经支配;冲动可以通过分支和闰盘在整片心肌中逐个细胞传递,从而引发肌肉收缩。正是由于心肌这种“片状”结构,心房和心室能够在同步的情况下高效地收缩。
心脏的电信号也是通过心肌中专门的传导纤维网络传递的。向心脏底部方向,心肌逐渐变薄且变得更加延长。换句话说,每个心腔的工作效率(即它泵血的能力)直接体现在它所做的工作量上。左心室承担的工作量最大,因此也是最厚的部分。
心脏的纤维组织
细小的纤维贯穿整个心肌组织,为心肌提供支撑。纤维组织构成了心脏的“骨架”。此外,还有一圈纤维组织将心房与心室分隔开来,而这圈纤维组织本身不具备导电性。由于电活动只能通过连接心房和心室的纤维环进行传播,因此电信号只能从心房传递到心室。
3. 心内膜
心脏中的血管内衬着这种物质。这种薄而光滑的膜位于心脏内部,确保血液流动顺畅。连续的内皮组织包裹着血管壁,其两侧是扁平的上皮细胞。心脏通过心隔(一种由心内膜覆盖的心肌隔膜)被分为左右两部分;心隔在出生后起到保护作用,防止血液在心脏两侧之间混合。在房室瓣的作用下,心脏的上腔(心房)在电传导过程中被分为上下两个心室。房室瓣由双层心内膜构成,并通过少量纤维组织加固。右心房室瓣由三个瓣叶组成(三尖瓣),而左心房室瓣由两个瓣叶组成(二尖瓣)。
在心脏中,血液的流动方向是单向的:它从心房流入,然后通过下方的心室流出。心室和心房之间由瓣膜连接,这些瓣膜会根据每个腔室内的压力变化而开合。在心房收缩(心房搏动)时,心房与心室之间的压力差会促使瓣膜打开。为了防止血液在心室内积聚,在心房收缩期间,心室的压力会高于心房的压力。此外,还有一组称为“腱索”(chordae tendineae)的纤维结构,它们防止瓣膜向上倒流回心房。乳头肌(papillary muscles)是覆盖着内皮组织的小块心肌,它们向心室内突出。
右心房内包含下腔静脉和上腔静脉,这两条静脉都是人体内最大的静脉。除了通过右房室瓣的输送作用外,来自右心室的血液还负责为肺动脉(人体中唯一输送缺氧血液的动脉)提供氧气。在肺动脉中,三个半月形的瓣叶保护着通往肺动脉瓣的开口。这个瓣膜通过放松心室肌肉来防止血液回流到右心室。当肺动脉离开心脏时,静脉血液会沿着左右肺动脉流向肺部,在那里进行气体交换:二氧化碳被排出体外,氧气被吸入肺部。
当含氧的血液从肺静脉流出时(每个肺都有两条肺静脉),这些血液也会流入左心房。主动脉是人体循环系统中的第一条动脉。当血液从左心室流向左心房的过程中,会经过这些血管。主动脉瓣由三个半月形瓣叶组成,它负责守护主动脉的开口。
通过肺循环,血液从心脏持续地从右侧流向左侧。需要注意的是,两个心房会同时收缩,随后两个心室也会同时收缩。
心房的肌肉层比心室薄。考虑到它们所承担的工作负荷,这是正常的。房室瓣利用重力将血液从心房推送到心室,而心室则主动将血液从肺部泵送到全身。右心室的上部有一个升主动脉附肢(ascending pulmonary appendage),左心室则有升主动脉分支(ascending aortic branches)。
窦房结(SA node)
右心房在靠近上腔静脉的开口处含有少量特化细胞。正是这些窦房结细胞的电活动不稳定性产生了规律性的电冲动。由于这种不稳定性,这些细胞会定期放电(去极化),通常每分钟60到80次。在复极化(去极化)发生后几乎立即,它们会因为自身的不稳定性再次放电,从而决定了心率。心脏的窦房结由于其快速放电能力,通常决定了心脏的跳动频率,因此被称为“起搏器”。心房的收缩功能由窦房结控制。
房室结(AV node)
在这些密集的神经肌肉细胞团块后面,存在着房室瓣。房室结将电信号从心房传递到心室。在这个过程中存在一定的延迟:信号需要0.1秒的时间才能从血管传递到心室。通过让心房在心室开始收缩之前先收缩,心房可以在心室开始收缩之前完成收缩过程。此外,房室结还具备起搏器的功能,当窦房结失效或心房的冲动无法传递时,房室结会接管起搏任务。房室结的固有放电频率(40-60次/分钟)确实比窦房结慢。
这些节点负责启动专门的纤维传导过程。一个纤维环将心房和心室分隔开来,房室结(AV bundle)穿过这个纤维环后,会分成左右两个分支,位于心室间隔的瓣膜上方。为了将血液泵送到肺部和主动脉,电信号在房室结、分支纤维以及浦肯野纤维(Purkinje fibers)之间传递,最终到达心室顶端。这些信号随后向上并向外扩散,引发心室收缩。
心脏的神经支配
此外,心脏受到自主神经的影响,这种影响取决于这些神经在延髓中的起源部位(交感神经和副交感神经)。除了窦房结(SA node)和房室结(AV node)之外,迷走神经(属于副交感神经)还支配心房的肌肉组织。在副交感神经的刺激下,心跳会减慢,产生的力量也会减弱。除了心肌组织(心房和心室)之外,交感神经还支配窦房结和房室结。在交感神经的刺激下,心跳的频率和力量都会增加。