โครงสร้างและสรีรวิทยาของหัวใจ
โครงสร้างและสรีรวิทยาของหัวใจคือการศึกษาว่าหัวใจถูกสร้างขึ้นอย่างไรและทำงานอย่างไรในฐานะปั๊ม: การจัดเรียงของห้องหัวใจทั้งสี่, ลิ้นหัวใจ, กล้ามเนื้อ และเนื้อเยื่อนำไฟฟ้า รวมถึงกระบวนการทางไฟฟ้า, กลไก และเมตาบอลิซึมที่เปลี่ยนการเต้นของหัวใจแต่ละครั้งให้เป็นการไหลเวียนโลหิตที่ประสานกัน ถือเป็นพื้นฐานอ้างอิงที่สำคัญในการทำความเข้าใจทางคลินิกเกี่ยวกับโรคหัวใจ
Definition
โครงสร้างและสรีรวิทยาของหัวใจอธิบายกายวิภาคศาสตร์ปกติของหัวใจ ควบคู่ไปกับการทำงานทางไฟฟ้า, การหดตัว, การไหลเวียนโลหิต และเมตาบอลิซึมที่ทำงานร่วมกัน ซึ่งทำให้หัวใจสามารถรับและสูบฉีดเลือดได้
Scope
ส่วนนี้จะช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจหัวใจปกติ โดยจัดกลุ่มสาระสำคัญเชิงโครงสร้างและการทำงานออกเป็นห้าหัวข้อ: กายวิภาคศาสตร์ของหัวใจโดยรวมและห้องหัวใจ; ระบบนำไฟฟ้าและการแพร่กระจายของกระแสประสาท; กลไกการหดตัวของกล้ามเนื้อหัวใจและกลศาสตร์ของวงจรหัวใจ; การไหลเวียนโลหิตของหลอดเลือดหัวใจที่หล่อเลี้ยงกล้ามเนื้อหัวใจ; และโครงสร้างและการทำงานของลิ้นหัวใจ เนื้อหามีลักษณะเป็นการบรรยายและให้ความรู้ ไม่ใช่แหล่งข้อมูลสำหรับการวินิจฉัยหรือแนวทางการรักษา
Sub-topics
Core questions
- หัวใจมีการจัดระเบียบเป็นห้องต่างๆ, ลิ้นหัวใจ, กล้ามเนื้อ และเนื้อเยื่อนำไฟฟ้าอย่างไร?
- การเต้นของหัวใจแต่ละครั้งเริ่มต้น, ถูกนำไฟฟ้า และเปลี่ยนเป็นการหดตัวเชิงกลได้อย่างไร?
- การไหลเวียนของเลือดในหลอดเลือดหัวใจปรับให้เข้ากับความต้องการออกซิเจนของกล้ามเนื้อหัวใจได้อย่างไร?
- ลิ้นหัวใจบังคับให้เลือดไหลทางเดียวตลอดวงจรหัวใจได้อย่างไร?
Key concepts
- โครงสร้างสี่ห้องและโครงสร้างเส้นใยของหัวใจ
- ระบบนำไฟฟ้าของหัวใจและการแพร่กระจายของกระแสประสาท
- การเชื่อมโยงการกระตุ้น-การหดตัว
- วงจรหัวใจและความสัมพันธ์ระหว่างความดัน-ปริมาตร
- การไหลเวียนของหลอดเลือดหัวใจและการควบคุมตนเอง
- การทำงานของลิ้นหัวใจเอเตรียมเวนตริคูลาร์และเซมิลูนาร์
Mechanisms
หัวใจทำหน้าที่เป็นปั๊มสองตัวที่เต้นเป็นจังหวะต่อเนื่องกัน การกระตุ้นด้วยตัวเองของไซโนเอเตรียมโนด (sinoatrial node) เป็นจุดเริ่มต้นของการเต้นของหัวใจแต่ละครั้ง; กระแสประสาทจะแพร่กระจายไปทั่วหัวใจห้องบน, ถูกหน่วงเวลาที่เอเตรียมเวนตริคูลาร์โนด (atrioventricular node), และกระจายอย่างรวดเร็วผ่านระบบฮิส-เพอร์คินเจ (His-Purkinje system) ไปยังหัวใจห้องล่าง (Kleber & Rudy, 2004) การลดขั้วของเยื่อหุ้มเซลล์กระตุ้นการหลั่งแคลเซียมที่เกิดจากแคลเซียมและการหมุนเวียนของสะพานเชื่อมขวาง ซึ่งเชื่อมโยงศักย์ไฟฟ้ากับการหดตัว (Bers, 2002) การหดตัวที่ประสานกันสร้างการเปลี่ยนแปลงความดันของวงจรหัวใจ ในขณะที่ลิ้นหัวใจเอเตรียมเวนตริคูลาร์และลิ้นหัวใจเซมิลูนาร์ (atrioventricular and semilunar valves) เปิดและปิดเพื่อรักษากระแสเลือดให้ไหลไปในทิศทางเดียว การไหลเวียนของหลอดเลือดหัวใจ ซึ่งส่วนใหญ่เกิดขึ้นในช่วงหัวใจคลายตัว จะถูกปรับอย่างต่อเนื่องเพื่อให้สอดคล้องกับความต้องการออกซิเจนของกล้ามเนื้อหัวใจ (Duncker & Bache, 2008)
Clinical relevance
ความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้างและสรีรวิทยาของหัวใจปกติเป็นกรอบอ้างอิงที่ใช้ในการตีความความผิดปกติที่พบ เช่น ภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ, ภาวะหัวใจล้มเหลว, ภาวะกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือด และโรคลิ้นหัวใจ ส่วนนี้อธิบายว่าหัวใจที่แข็งแรงมีการจัดระเบียบและทำงานอย่างไร; เป็นพื้นฐานความรู้และไม่ได้ให้คำแนะนำในการวินิจฉัยหรือการรักษาเฉพาะบุคคล
Evidence & guidelines
เนื้อหาในส่วนนี้อ้างอิงจากตำราสรีรวิทยาและกายวิภาคศาสตร์ที่เป็นที่ยอมรับ (Katz, 2010; Anderson et al., 2013) และจากการสังเคราะห์งานวิจัยเกี่ยวกับการนำไฟฟ้า, การเชื่อมโยงการกระตุ้น-การหดตัว และการควบคุมหลอดเลือดหัวใจ โดยสรุปโครงสร้างและการทำงานปกติ และไม่ได้ถือเป็นแนวทางปฏิบัติทางคลินิกแต่อย่างใด
History
ความเข้าใจเกี่ยวกับหัวใจได้พัฒนาจากการสาธิตการไหลเวียนโลหิตของวิลเลียม ฮาร์วีย์ในศตวรรษที่สิบเจ็ด ผ่านการอธิบายระบบนำไฟฟ้าโดยคีธ, แฟล็ก, ทาวาระ และฮิส ในช่วงต้นศตวรรษที่ยี่สิบ ไปจนถึงคำอธิบายระดับโมเลกุลที่ทันสมัยของการเชื่อมโยงการกระตุ้น-การหดตัว ชั้นเหล่านี้ — กายวิภาคศาสตร์, ไฟฟ้า และโมเลกุล — ร่วมกันกำหนดมุมมองร่วมสมัยของโครงสร้างและสรีรวิทยาของหัวใจ
Key figures
- Arthur C. Guyton
- Donald M. Bers
- Robert H. Anderson
- Andre G. Kleber
Related topics
Seminal works
- bers-2002
- kleber-rudy-2004
- duncker-bache-2008
Frequently asked questions
- โครงสร้างและสรีรวิทยาของหัวใจครอบคลุมอะไรบ้าง?
- ครอบคลุมกายวิภาคศาสตร์ปกติของหัวใจ — ห้องหัวใจ, ลิ้นหัวใจ, กล้ามเนื้อ, เนื้อเยื่อนำไฟฟ้า และหลอดเลือดหัวใจ — รวมถึงกระบวนการทางไฟฟ้า, กลไก และเมตาบอลิซึมที่ทำให้เกิดการไหลเวียนโลหิตที่ประสานกัน
- เหตุใดจึงต้องศึกษาหัวใจปกติก่อนโรคหัวใจ?
- ภาวะของโรคถูกกำหนดให้เป็นการเบี่ยงเบนจากโครงสร้างและการทำงานปกติ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีกรอบอ้างอิงปกติเพื่อรับรู้และตีความภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะ, ภาวะหัวใจล้มเหลว, ภาวะกล้ามเนื้อหัวใจขาดเลือด และความผิดปกติของลิ้นหัวใจ