การทำงานของหัวใจ

หัวใจ (อังกฤษ: Heart) ในกายวิภาคศาสตร์ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง เป็นอวัยวะสำหรับการสูบฉีดเลือดไปยังส่วนต่างๆของร่างกายโดยอาศัยโครงสร้างของกล้ามเนื้อหัวใจ (cardiac muscle) และระบบนำไฟฟ้า (conduction system) ภายในหัวใจซึ่งสร้างและควบคุมจังหวะการเต้นของหัวใจ

หัวใจวางตัวอยู่ในบรินกลางของช่องอก ในบริเวณที่เรียกว่า เมดิแอสไตนัมส่วนกลาง (middle mediastinum) ซึ่งเป็นบริเวณที่ถูกขนาบข้างด้วยปอด และมีหลอดเลือดแดงใหญ่และหลอดอาหารวางอยู่ใต้หัวใจ นอกจากนี้หัวใจยังถูกห่อหุ้มโดยเยื่อบางๆ เรียกว่า เยื่อหุ้มหัวใจ (pericardium) ซึ่งช่วยลดแรงเสียดทานระหว่างการเต้นของหัวใจ นอกจากนี้หัวใจยังมีระบบหลอดเลือดเฉพาะ ซึ่งเรียกว่า ระบบหลอดเลือดหัวใจ (coronary system) ซึ่งไปเลี้ยงกล้ามเนื้อหัวใจโดยตรง

ในศัพท์ทางการแพทย์ หัวใจและโครงสร้างที่เกี่ยวกับหัวใจจะใช้คำ Cardio- มาจาก kardia ซึ่งหมายถึงหัวใจในภาษากรีก

โครงสร้างและพื้นผิวของหัวใจ

สำหรับในร่างกายมนุษย์ หัวใจจะวางตัวอยู่ในช่องอกและ เยื้องไปทางซ้ายเล็กน้อย ในผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพสมบูรณ์ หัวใจจะมีน้ำหนักประมาณ 250-350 กรัม และมีขนาดประมาณสามในสี่ของกำปั้น แต่ในกรณีของผู้ป่วยโรคหัวใจโต (cardiac hypertrophy) น้ำหนักของหัวใจอาจมากถึง 1000 กรัม หัวใจคนเรานั้นมี4ห้องคือ2ห้องบนและ2ห้องล่าง

บนพื้นผิวของหัวใจจะมีร่องหัวใจ (cardiac grooves) ซึ่งเป็นบริเวณที่มีการวางตัวของหลอดเลือดหัวใจ ร่องหัวใจที่สำคัญได้แก่

• ร่องโคโรนารี (Coronary grooves) หรือร่องเอตริโอเวนตริคิวลาร์ (atrioventricular groove) เป็นร่องที่อยู่ระหว่างหัวใจห้องบน (atria) และหัวใจห้องล่าง (ventricle) ร่องนี้จะเป็นที่วางตัวของแอ่งเลือดโคโรนารี (coronary sinus) ทางพื้นผิวด้านหลังของหัวใจ
• ร่องอินเตอร์เวนตริคิวลาร์ด้านหน้า (Anterior interventricular groove) เป็นร่องที่แบ่งระหว่างหัวใจห้องซ้ายและหัวใจห้องขวาทางด้านหน้า และจะมีแขนงใหญ่ของหลอดเลือดแดงโคโรนารีด้านซ้าย (left coronary artery) วางอยู่
• ร่องอินเตอร์เวนตริคิวลาร์ด้านหลัง (Posterior interventricular groove) เป็นร่องที่แบ่งหัวใจระหว่างห้องซ้ายและห้องขวาทางด้านหลัง ส่วนใหญ่จะพบว่ามีแขนงของหลอดเลือดแดงโคโรนารีด้านขวา (right coronary artery) วางอยู่

ผนังหัวใจ

ผนังของหัวใจประกอบด้วยเนื้อเยื่อสามชั้น ได้แก่

• เยื่อหุ้มหัวใจชั้นใน (Epicardium) เป็นชั้นที่ติดต่อกับเยื่อหุ้มหัวใจด้านที่ติดกับหัวใจ (Visceral layer of pericardium) ประกอบด้วยเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่เหนียวและแข็งแรง
• กล้ามเนื้อหัวใจ (Myocardium) เป็นชั้นที่มีความหนามากที่สุด และประกอบด้วยกล้ามเนื้อหัวใจเกือบทั้งหมด
• เยื่อบุหัวใจ (Endocardium) เป็นชั้นบางๆที่เจริญมาจากเซลล์เยื่อบุหลอดเลือด

ห้องหัวใจ

โครงสร้างภายในของหัวใจห้องขวา

โครงสร้างภายในของหัวใจห้องซ้าย

หัวใจจะถูกแบ่งออกเป็นสี่ห้อง (heart chambers) และทิศทางการไหลของเลือดเข้าสู่แต่ละห้องจะถูกควบคุมโดยลิ้นหัวใจ (cardiac valves) ทำให้เลือดไม่ไหลย้อนเมื่อมีการบีบตัวและคลายตัว ในที่นี้จะกล่าวถึงห้องของหัวใจตามลำดับของการไหลของเลือดภายในหัวใจ

หัวใจห้องบนขวา

หัวใจห้องบนขวา (Right atrium) มีหน้าที่รับเลือดที่มาจากหลอดเลือดดำใหญ่ซุพีเรียเวนาคาวา (superior vena cava) ซึ่งรับเลือดมาจากร่างกายส่วนบน และหลอดเลือดดำใหญ่อินฟีเรียร์เวนาคาวา (Inferior vena cava) รับเลือดมาจากร่างกายช่วงล่าง ผนังของหัวใจห้องนี้ค่อนข้างบาง โดยเฉพาะทางด้านที่ติดกับหัวใจห้องบนซ้าย จะมีรอยบุ๋มที่เรียกว่า ฟอซซา โอวาเล (Fossa ovale) ซึ่งเป็นทางเชื่อมระหว่างหัวใจห้องบนทั้งสองห้องระหว่างที่อยู่ในครรภ์ โดยปกติจะไม่มีช่องเปิดใดๆ แต่ในกรณีที่รอยบุ๋มดังกล่าวนี้ยังคงเหลือช่องเปิดอยู่ อาจทำให้การไหลเวียนของเลือดภายในหัวใจผิดปกติได้ เลือดจากหัวใจห้องบนขวาจะไหลเข้าสู่หัวใจห้องล่างขวา ผ่านทางลิ้นหัวใจไทรคัสปิด (Tricuspid valve)

[แก้] หัวใจห้องล่างขวา

หัวใจห้องล่างขวา (Right ventricle) จะอยู่ทางด้านหน้าสุดของหัวใจ และพื้นผิวทางด้านหลังของหัวใจห้องนี้จะติดกับกะบังลม หัวใจห้องล่างขวาทำหน้าที่รับเลือดจากหัวใจห้องบนขวา แล้วส่งออกไปยังปอด ผ่านลิ้นหัวใจพัลโมนารี (pulmonary valve) และหลอดเลือดแดงพัลโมนารี (pulmonary arteries) ที่ผนังของหัวใจห้องที่จะมีแนวของกล้ามเนื้อหัวใจที่สานต่อกัน และมีเอ็นเล็กๆที่ควบคุมลิ้นหัวใจไทรคัสปิด ซึ่งเรียกว่า คอร์ดี เท็นดินี (chordae tendinae) ซึ่งทำหน้าที่ยึดลิ้นหัวใจไทรคัสปิดไม่ให้ตลบขึ้นไปทางหัวใจห้องบนขวา ระหว่างการบีบตัวของหัวใจห้องล่าง ดังนั้นจึงป้องกันไม่ให้เลือดไหลย้อนกลับ

หัวใจห้องบนซ้าย

หัวใจห้องบนซ้าย (Left atrium) มีขนาดเล็กที่สุดในห้องหัวใจทั้งสี่ห้อง และวางตัวอยู่ทางด้านหลังสุด โดยหัวใจห้องนี้จะรับเลือดที่ได้รับออกซิเจนจากปอดผ่านทางหลอดเลือดแดงพัลโมนารี (pulmonary veins) และจึงส่งผ่านให้หัวใจห้องล่างซ้ายทางลิ้นไมทรัล (Mitral valve)

หัวใจห้องล่างซ้าย

หัวใจห้องล่างซ้าย (Left ventricle) จัดว่ามีขนาดใหญ่ที่สุดและมีผนังหนาที่สุด ทำหน้าที่หลักในการสูบฉีดเลือดไปยังทั่วทั้งร่างกายผ่านทางลิ้นหัวใจเอออร์ติก (Aortic valve) และหลอดเลือดแดงใหญ่เอออร์ตา (Aorta)

[แก้] ลิ้นหัวใจ

ภาพตัดตรงของหัวใจ แสดงผนังของหัวใจและตำแหน่งของลิ้นหัวใจ

ลิ้นหัวใจเป็นแผ่นของกล้ามเนื้อหัวใจและเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่แข็งแรงที่ยื่นออกมาจากผนังของหัวใจ เพื่อควบคุมทิศทางการไหลของเลือดภายในหัวใจ ให้เป็นไปในทิศทางเดียว โดยอาศัยความแตกต่างของความดันโลหิตในแต่ละห้อง ลิ้นหัวใจที่สำคัญได้แก่

• ลิ้นหัวใจไทรคัสปิด (Tricuspid valve) มีสามกลีบ (cusps) อยู่ระหว่างหัวใจห้องบนขวาและล่างขวา
• ลิ้นไมทรัล (Mitral valve) มีสองกลีบ บางครั้งจึงเรียกว่า ลิ้นหัวใจไบคัสปิด (bicuspid valve) อยู่ระหว่างหัวใจห้องบนซ้ายและล่างซ้าย
• ลิ้นหัวใจพัลโมนารีเซมิลูนาร์ (pulmonary semilunar valve) มีสามกลีบ อยู่ระหว่างหัวใจห้องล่างขวาและหลอดเลือดแดงพัลโมนารี
• ลิ้นหัวใจเอออร์ติกเซมิลูนาร์ (Aortic semilunar valve) มีสามกลีบ อยู่ระหว่างหัวใจห้องล่างซ้ายและหลอดเลือดแดงใหญ่ ใกล้ๆกับโคนของลิ้นหัวใจนี้จะมีรูเปิดเล็กๆ ซึ่งเป็นทางเข้าของเลือดที่จะเข้าสู่ระบบหลอดเลือดหัวใจ

ระบบนำไฟฟ้าของหัวใจ

ภาพวาดแสดงเอวีโนด และแนวของบันเดิล ออฟ ฮิส

คุณสมบัติประการหนึ่งที่น่าสนใจของหัวใจ คือการที่กล้ามเนื้อหัวใจสามารถ กระตุ้นการทำงานได้ด้วยตัวเอง โดยอาศัยระบบนำไฟฟ้า (conduction system) ภายในผนังของหัวใจ โครงสร้างที่สำคัญของระบบนำไฟฟ้าของหัวใจได้แก่

• ไซโนเอเตรียลโนด (Sinaoatrial node) หรือเอสเอโนด (SA node) เป็นกลุ่มของเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจที่มีการเปลี่ยนรูปไปเป็นเซลล์ของระบบนำ ไฟฟ้า โดยอยู่ในผนังของหัวใจห้องบนขวา เอสเอโนดทำหน้าที่เป็นตัวเริ่มต้นในการส่งกระแสไฟฟ้าไปตามกล้ามเนื้อหัวใจ ห้องบน ด้วยความถี่ประมาณ 60-70 ครั้งต่อนาที
• เอตริโอเวนตริคิวลาร์โนด (Atrioventricular node) หรือเอวีโนด (AV node) อยู่ระหว่างหัวใจห้องบนและห้องล่าง โดยจะรับกระแสไฟฟ้าที่ส่งมาตามหัวใจห้องบน แล้วจึงนำกระแสไฟฟ้าส่งลงไปยังหัวใจห้องล่างผ่านทางเส้นใยนำไฟฟ้าที่อยู่ใน ผนังกั้นหัวใจห้องล่างขวาและล่างซ้าย ซึ่งเรียกว่า บันเดิล ออฟ ฮิส (Bundle of His) และนำกระแสไฟฟ้าเข้าสู่หัวใจห้องล่างทางเส้นใยปัวคินเจ (Purkinje fiber) นอกจากนี้ในกรณีที่เอสเอโนดไม่สามารถกระตุ้นหัวใจได้ เอวีโนดจะทำหน้าที่เป็นตัวเริ่มต้นแทน

การทำงานของหัวใจแบ่งเป็น 3 ส่วนสำคัญคือ
- การควบคุมสั่งการจากระบบประสาท
- การนำสัญญาณไฟฟ้าในหัวใจ
- การบีบตัวและคลายตัวของหัวใจ

---

การควบคุมสั่งการจากระบบประสาท
โดยปกติหัวใจจะถูกควบคุมโดยระบบประสาทอัตโนมัติ(Autonomic nervous system)จากบริเวณ ก้านสมอง (Brainstem) ด้วยเส้นประสาทจากสมอง 2 ชนิดคือ เส้นประสาทซิมพาเธติค (Sympathetic nerve fibers) และเส้นประสาทเวกัส(vagal motor nerve fibers) ซึ่งจะส่งสัญญาณประสาทมาที่ SA node
โดยที่เส้นประสาทซิมพาเธติคจะทำให้ SA node ทำงานเร็วขึ้น ทำให้หัวใจเต้นเร็วขึ้น ขณะที่เส้น ประสาทเวกัส จะทำให้ SA node ทำงานช้าลง ทำให้หัวใจทำงานช้าลง
นอกจากนี้แล้วส่วนของหัวใจและหลอดเลือดจะประกอบด้วยตัวรับสัญญาณประสาทที่เราเรียกว่า receptors ซึ่งจะถูกควบคุมทั้ง จากระบบประสาทซิมพาเธติค และระบบประสาทพาราซิมพาเธติค อันจะมีผล ต่อความเร็วและความแรงในการบีบตัวของหัวใจ การหดและขยายตัวของหลอดเลือด ซึ่งมีรายละเอียด ค่อนข้าง ซับซ้อนจะไม่ขอกล่าวถึงรายละเอียดในขณะนี้

การนำสัญญาณไฟฟ้าในหัวใจ
โดยปกติหัวใจจะมีส่วนที่เป็นฉนวนไฟฟ้ากั้นระหว่างหัวใจห้องบนและห้องล่าง เราเรียกว่า annulus fibrosus แต่หัวใจมีระบบ การนำสัญญาณไฟฟ้าเฉพาะที่เราเรียกว่า cardiac conduction system ซึ่งจะทำ หน้าที่นำสัญญาณไฟฟ้าจากหัวใจห้องบนลงสู่ห้องล่าง
เมื่อสัญญาณไฟฟ้ากระตุ้นกล้ามเนื้อหัวใจจะทำให้เกิดการหดตัวของกล้ามเนื้อหัวใจและตามด้วยการ
คลายตัวของกล้ามเนื้อหัวใจ เมื่อสัญญาณไฟฟ้าผ่านไป
หัวใจจึงมีการบีบตัวจากหัวใจห้องบนลงสู่หัวใจห้องล่างแล้วตามด้วยการบีบตัวของหัวใจห้องล่างส่งเลือดต่อไป ให้เส้นเลือดแดง พัลโมนารี่และ เส้นเลือดแดงเอออร์ตา และด้วยระยะเวลาการบีบตัวที่พอเหมาะ ระหว่างหัวใจห้องบนและห้องล่าง จะทำให้เลือดไหลจาก หัวใจห้องบน ลงสู่ห้องล่างได้อย่างเต็มที่
จุดเริ่มของการ นำไฟฟ้าในหัวใจ เริ่มที่หัวใจห้องบนขวาในบริเวณที่เราเรียกว่า SA node หรือ sinoatrial node หรือ sinus node
จากนั้นสัญญาณไฟฟ้าจะกระตุ้นไปตามผนังของหัวใจห้องบนทั้งขวาและซ้ายและลงสู่บริเวณที่เราเรียกว่า AV node หรือ Atrioventricular node และที่ตำแหน่งนี้สัญญาณจะถูกหน่วงเวลาให้ช้าลงชั่วครู่ก่อนจะส่ง สัญญาณไฟฟ้าต่อลงไปข้างล่าง ซึ่งจะเป็นจังหวะเดียวกับที่รอให้หัวใจห้องบนบีบเลือดลงสู่หัวใจห้องล่างนั่นเอง
จาก AV node สัญญาณไฟฟ้าจะเดินทางต่อมายัง มัดเส้นใยประสาทที่เราเรียกว่า Bundle of His และแยกออกเป็น 2 แขนงซ้ายขวา โดยแขนงด้านขวาทอดยาวมาตามด้านขวาของผนังกั้นหัวใจห้องล่าง ส่วนแขนงด้านซ้ายซึ่งใหญ่กว่าจะแทงทะลุผ่านผนังกั้นหัวใจไปทางซ้าย และแยกออกเป็น 2 แขนงคือ ด้านหน้าและด้านหลัง
จากนั้นจะผ่านเข้าไปยังร่างแหของเส้นใยประสาทที่เราเรียกว่า Purkinje fibers ซึ่งอยู่ใต้ต่อเยื่อบุ ด้านในของหัวใจ(endocardium) และไปกระตุ้นกล้ามเนื้อหัวใจด้านล่างทำให้เกิดการบีบตัวในที่สุด

การบีบตัวและคลายตัวของหัวใจ
หัวใจเต้น 1 ครั้งจะประกอบด้วยการบีบตัวและการคลายตัวของหัวใจทั้งบนและล่าง ซึ่งโดยปกติ เราจะแบ่งจังหวะการเต้นของ หัวใจเป็น 2 จังหวะโดยยึดตามหัวใจห้องล่างเป็นหลักคือ
จังหวะการบีบตัว เราเรียกว่า systole จะเป็นจังหวะที่ลิ้นหัวใจไตรคัสปิดและลิ้นหัวใจไมตรัลปิด และหัวใจห้องล่างขวา-ซ้ายบีบตัวเพื่อนำเลือดผ่านลิ้นหัวใจพัลโมนารี่และลิ้นหัวใจเอออร์ติคซึ่งเปิดออก ไปสู่ เส้นเลือดแดงพัลโมนารี่และเส้นเลือดแดงเอออร์ตา ตามลำดับ
จังหวะการคลายตัว เราเรียกว่า diastole จะเป็นจังหวะที่ลิ้นหัวใจพัลโมนารี่และลิ้นหัวใจเอออร์ติคปิด ส่วนลิ้นหัวใจ ไตรคัสปิด และ ลิ้นหัวใจไมตรัล จะเปิดออกทำให้เลือดที่อยู่ในหัวใจห้องบนไหลลงสู่หัวใจห้องล่าง ซึ่งเป็นจังหวะเดียวกับ ที่หัวใจห้องล่าง ทั้งขวาและ ซ้ายคลายตัวเพื่อรับเลือดนั่นเอง ในช่วงจังหวะปลายของระยะนี้ หัวใจห้องบนทั้งขวาและซ้ายจะ บีบเค้น เอาเลือดส่วนที่เหลือให้ ออกจาก หัวใจห้องบนลงสู่หัวใจห้องล่าง
จากนั้นจะเริ่มเข้ารอบใหม่ของการเต้นของหัวใจคือ systole คือลิ้นหัวใจไตรคัสปิด และลิ้นหัวใจ ไมตรัลจะปิดอีกครั้งเพื่อเตรียมให้หัวใจห้องล่างบีบเลือดส่งออกไป โดยหัวใจห้องล่างขวาบีบ เลือดไปที่เส้นเลือด แดงพัลโมนารี่(ซึ่งที่จริงแล้วมีแต่เลือดดำ) เพื่อไปฟอกเลือดที่ปอดและหัวใจห้องล่างซ้าย บีบเลือดไปที่เส้นเลือด แดงเอออร์ตา เพื่อนำเลือดแดงไปเลึ้ยงเนื้อเยื่อทั่วร่างกาย

เรียบเรียงโดย Doctor Heart