hjertet

Hjertet er en hul muskel som ligger i brysthulen og som mottar blod fra venene og pumper det ut i pulsårene (arteriene).

Menneskehjertet er omtrent så stort som en knyttneve. Det ligger i brysthulens midtparti (mediastinum), like bak brystbenet og over mellomgulvet. På oversiden (basis cordis) er formen uregelmessig på grunn av forbindelsen med de mange store blodkarene. På undersiden slutter hjertet i en stump spiss (apex cordis), som peker mot venstre side av kroppen. Hjertet ligger vanligvis inntil brystbenet. På høyre side rekker hjertet hos voksne mennesker til cirka 2 cm utenfor brystbenets høyre kant; på venstre side ligger hjertets spiss i det femte mellomrommet mellom ribbena, altså mellom femte og sjette ribben, cirka 8 cm fra midten av brystbenet. Vanligvis kan man kjenne hjertespissens anslag mot brystveggen (hjertespiss-støtet, ictus cordis). Anslaget kan mangle uten at noe er unormalt, spesielt hos overvektige personer, men dette kan også være uttrykk for sykdom. Ved hjerteforstørrelse kan spiss-støtet være forskjøvet nedover og utover.

Rundt hjertet ligger hjerteposen (perikardiet). Når hjerteposen er fjernet, kan man på hjertets ytterside se to kryssende kløfter som deler hjertet i fire deler. Hjertet er en dobbelt pumpe. Det er en venstre og en høyre hjertehalvdel. Venstre hjertehalvdel pumper blodet ut i den store livpulsåren (aorta), som har forgreininger gjennom hele kroppen. Høyre hjertehalvdel pumper blodet ut i lungene via lungepulsåren (det såkalte lille kretsløp), der gassutveksling av karbondioksid og oksygen foregår.

Hver hjertehalvdel består av et relativt tynnvegget rom, forkammer (atrium), hvor blodet samler seg i hvilefasen mellom to av hjertemuskelens sammentrekninger, og den egentlige hulmuskelen, hjertekammeret (ventriculus), som ved hjelp av kraftige sammentrekninger pumper det oppsamlede blodet fra forkamrene ut i pulsårene. Høyre og venstre hjertehalvdel er atskilt av en vegg (septum cordis) som består av to deler, nemlig en vegg mellom de to forkamrene (septum atriorum) og en vegg mellom de to hjertekamrene (septum ventriculorum).

I høyre forkammer munner øvre og nedre hulvene inn. Disse venene fører blodet fra organene i kroppen. Blodet fra kranspulsårene (koronararteriene) til hjertet munner ut direkte i dette forkammeret, via en felles samleåre, sinus coronarius. Lungevenene, vanligvis i et antall på 4, samler opp det oksygenrike blodet fra lungene og munner ut i venstre forkammer. Fra venstre hjertekammer springer den store livpulsåren (aorta) ut, og fra høyre hjertekammer utgår lungepulsåren (arteria pulmonalis).

De fire hulrommene i hjertet er på innsiden kledd med en hinne (endokardiet). Denne folder seg slik at den samtidig danner klaffene mellom kamrene og mellom kamrene og de store pulsårene. Forbindelsen mellom et forkammer og det tilstøtende hjertekammeret kalles atrioventrikulært (forkortet AV), og åpningen betegnes ostium atrioventriculare. Åpningen er omgitt av en ring med fibrøst bindevev (annulus fibrosus) og forsynt med klaffer som normalt virker som enveisventiler. Også ved de to store arteriene som går ut fra hjertet, er det klaffer (semilunarklaffene, henholdsvis pulmonalklaffen og aortaklaffen) som hindrer tilbakestrømming. Mellom høyre forkammer og høyre hjertekammer finnes en tredelt klaff, tricuspidalklaffen (valvula tricuspidalis). Den har relativt løse kanter, som er festet ved hjelp av tynne senetråder (chordae tendinae) til små, kjegleformede muskler (musculi papillares), som er festet til hjerteveggen. Mellom venstre forkammer og venstre hjertekammer finner man en todelt klaff, bicuspidalklaffen (valvula biscupidalis) eller mitralklaffen (valvula mitralis), som er festet i venstre hjertehalvdel på samme måte som tricuspidalklaffen.

Blodet som kommer fra kroppens organer, strømmer gjennom øvre og nedre hulvene til høyre forkammer og videre til høyre hjertekammer. Fra høyre hjertekammer pumpes blodet ut i lungepulsåren, og det strømmer derfra gjennom begge lungene. Blodet som kommer fra lungene, strømmer gjennom lungevenene til venstre forkammer, derfra til venstre hjertekammer, hvoretter det pumpes ut i den store livpulsåren. Herfra strømmer blodet gjennom kroppens forskjellige organer, fordeler seg over det fint forgrenede systemet av kapillarer og samler seg fra vevet i stadig større vener til det via hulvenene igjen havner i høyre forkammer. Hjertets venstre og høyre del må betraktes som pumper som er koblet i serie; blodet strømmer gjennom den ene hjertehalvdelen, så gjennom den andre og igjen gjennom den første osv.

Musklene i forkamrene og hjertekamrene trekker seg rytmisk sammen i et tempo som avhenger av aktiviteten i resten av kroppen. Under normale omstendigheter er dette tempoet (frekvensen) 60-80 slag per minutt. Under sterk fysisk anstrengelse kan det komme opp i cirka 200 slag per minutt. Periodene da hjertet trekker seg sammen (systole), etterfølges hver gang av en hvileperiode (diastole). Hvileperioden varer omtrent dobbelt så lenge som sammentrekningsfasen. Under normale omstendigheter varer begge perioder sammenlagt cirka 1 sekund. Hvert sekund trekker hjertet seg sammen i 1/3 av tiden, mens det er i ro i 2/3 av tiden.

En såkalt hjertesyklus består av de to fasene systole og diastole.

Når man legger øret på brystkassen til en annen person, kan man høre karakteristiske lyder som opptrer samtidig med hjertesammentrekninger. Disse lydene kan man høre bedre med stetoskop, og de kan overføres på papir ved hjelp av en mikrofon som er koblet til en forsterker. Slik registrering kalles fonokardiografi.

Hjertemuskelcellenes sammentrekninger er forårsaket av forandringer i cellenes elektriske tilstand. Som alle andre celler er hjertemuskelcellene omgitt av en vegg eller membran. I ro har denne membranen negativ ladning på innsiden og positiv ladning på utsiden. Spenningsforskjellen over membranen i ro er cirka 80 millivolt (1 millivolt = 1/1000 volt). Denne spenningsforskjellen henger særlig sammen med fordelingen av elektrisk ladete natrium- og kaliumatomer (ioner) i væsken inne i og utenfor cellene. Like før sammentrekningen forandrer membranens gjennomtrengelighet for ioner seg, slik at innsiden av membranen blir positiv og utsiden negativ. Etter cirka 0,2 sekunder gjenopprettes cellemembranens elektriske potensial, slik at sammentrekningen (kontraksjonen) opphører. Overgangen fra ro, hvor cellen er negativt ladet innvendig, til tilstanden hvor membranpotensialet er omvendt, kalles utladning (depolarisering). De hurtige (målbare) forandringene i membranpotensialet som hører til en muskelsammentrekning, kalles aksjonspotensialer.

I alle vev som viser aksjonspotensialer (nervevev, muskelvev), oppstår disse så å si av seg selv når membranpotensialet senkes til en viss styrke. Hjertemuskelens celler har den spesielle egenskapen at membranpotensialet ikke er stabilt, men det oppstår spontane aksjonspotensialer i hjertemuskelcellene, slik at hjertet kan trekke seg sammen spontant. Dette viser seg f.eks. når hjertet til et forsøksdyr tas ut av kroppen. Det fortsetter spontant å trekke seg rytmisk sammen, i det minste så lenge det tilføres en tilstrekkelig mengde oksygen og næringsstoffer, og karbondioksid og nedbrytningsprodukter føres bort. Dette fenomenet kalles hjertets automati.

Hjertets spontane sammentrekninger begynner på det stedet der øvre hulvene munner ut i høyre hjertekammer. Først trekker høyre forkammer seg sammen, deretter venstre forkammer, så omtrent samtidig begge hjertekamrene. Denne rekkefølgen reguleres av spesialiserte celler som sørger for at aksjonspotensialer oppstår og raskt ledes videre i hjertet. Der hvor øvre hulvene munner ut i forkammeret, ligger en rekke slike spesialiserte hjertemuskelceller, som kalles den sinoaurikulære knute (SA-knute), eller bare sinusknuten. I hjerteaktivitetens hvileperiode (diastole) kommer membranpotensialet i disse cellene stadig nærmere terskelverdien (diastolisk depolarisering). Når terskelverdien nås, oppstår det et aksjonspotensial (ompolarisering av cellemembranen). Når et aksjonspotensial er oppstått i en celle i SA-knuten, dannes det også aksjonspotensialer i de omkringliggende cellene. Disse aksjonspotensialene forplanter seg videre ved stadig å fremkalle nye aksjonspotensialer i cellene i nærheten. Fra SA-knuten sprer den elektriske aktiviteten seg som en bølge i høyre og venstre forkammer. Denne elektriske aktiviteten kan ikke nå hjertekamrene direkte, da det mellom forkamrene og hjertekamrene ligger et lag bindevev (annulus fibrosus) hvis celler ikke kan lede aksjonspotensialer. Bindevevsplaten er imidlertid brutt på ett sted, nemlig ved skilleveggens overgang mellom hjertekamrene. Her ligger det også spesialisert muskelvev, atrioventrikulærknuten (AV-knuten).

AV-knuten sprer, i motsetning til SA-knuten, ikke impulser i alle retninger, men går over i His' bunt. Denne forløper i veggen mellom hjertekamrene og deler seg i to forgreininger, en til venstre og en til høyre hjertekammer. De to forgreningene av His' bunt står i forbindelse med Purkinjefibrene, som igjen står i forbindelse med muskelcellene i hjertekamrenes vegger.

Impulsoverføringen forløper prinsipielt på følgende måte:

Den elektriske aktiviteten som lik en bølge sprer seg fra SA-knuten utover i forkamrene, når frem til AV-knuten. AV-knuten leder aktiviteten svært langsomt, på cirka 0,1 sekund, til His' bunt, ogderfra ledes den igjen hurtig videre over de to forgreiningene av His' bunt og Purkinjefibrene. Etter Purkinjefibrene overføres aktiviteten igjen fra celle til celle gjennom alt muskelvev i hjertekamrene. På grunn av at impulsene ledes svært langsomt gjennom AV-knuten, oppstår det en pause på omtrent 0,1 sekund mellom sammentrekningen av forkamrene og sammentrekningen av hjertekamrene, slik at fyllingen av hjertekamrene forløper bedre før de trekker seg sammen.

På grunn av at impulsene ledes svært raskt gjennom His' bunt og Purkinjefibrene, begynner sammentrekningen av hjertekamrene over en stor del av veggen samtidig, slik at sammentrekningen forløper mye mer hensiktsmessig enn hvis disse spesielle cellene skulle mangle. Sammentrekningen av hjertekamrene foregår da fra spissen oppover mot basis, der utløpet av aorta og lungearteien er lokalisert. Antallet hjertesammentrekninger per minutt bestemmes av det tempoet cellene i SA-knuten når terskelverdien med. SA-knuten har på denne måten en dirigerende virkning.

Når overføringssystemet blir avbrutt, viser det seg at hjertekamrene likevel fortsetter å trekke seg sammen. Cellene i His' bunt og Purkinje-fibrene kan nemlig på samme måte som cellene i SA-knuten utlade spontant til terskel-verdien, slik at det oppstår et aksjonspotensiale. Disse cellene overtar da lederfunksjonen fra SA-knuten.

I prinsippet har alle hjertemuskelcellene denne egenskapen. Når et lite stykke hjertemuskel isoleres, kan dette fortsette å trekke seg sammen spontant. Sammentrekningens rytme er da imidlertid mye lavere enn den normale rytmen, ca. 30 slag per minutt (normalt 60–80). Med en slik hjertefrekvens kan en pasient riktignok leve videre, men hjertets evne til å tilpasse seg for eksempel kroppslig anstrengelse er sterkt nedsatt. Denne tilstand av avbrutt ledning fra SA-knuten til His' bunt kalles atrioventrikulært blokk, se hjertesykdom.

Hjertemuskelens rytmiske sammentrekninger oppstår spontant som følge av den beskrevne utladningen av SA-knutens celler i hjerteaktivitetens hvilefase. Antallet sammentrekninger i hjertet avhenger av det tempoet membranpotensialet til cellene i SA-knuten når terskelverdien med. Og dette påvirkes igjen av en rekke faktorer:

• Temperatur. Når temperaturen i blodet som strømmer gjennom hjertet øker, blir hjerterytmen hurtigere.
• Strekking. Når høyre forkammer strekkes, f.eks. når det blir overfylt med veneblod, vil cellene i SA-knuten utlade raskere, slik at hjerterytmen øker. Leilighetsvis kan de elektriske impulsene utlades gjennom andre baner enn de vanlige, se f.eks. ekstrasystole.
• Nervesystemet. Det går fibrer fra 10. hjernenerve (nervus vagus) til SA-knuten og AV-knuten i hjertet. Impulser gjennom disse fibrene forårsaker at overføringen i AV-knuten går tregere. Følgelig blir hjerterytmen langsommere. Utløpere fra den sympatiske delen av det autonome nervesystemet påvirker også hjerteaktiviteten. Impulser fra disse nervefibrene fører til økning av hjerterytmen, økt AV-ledning og øking av hjertekamrenes sammentrekningskraft.

Det er heller ikke så merkelig at et organ som pumper 7000 liter blod per døgn, på mange måter kan bli forstyrret i sin funksjon. Hjertet har etter 70 år pumpet mer enn 300 000 000 liter blod gjennom hele kroppen. I samme tidsrom har det banket mer enn to milliarder ganger. Et slikt organ, som består av mindre enn fire hekto muskelvev, er på tross av sin storartete oppbygning likevel sårbart. Den mest utbredte sykdommen er hjerteinfarkt, hvor blodtilførselen på grunn av tilstopping av et blodkar opphører i et bestemt område. Den elektriske aktiviteten i et slikt område blir lett forstyrret slik at hjerterytmeforstyrrelser oppstår. 

Hjertets utvikling omfatter dannelsen av hjertets anlegg og dets videre vekst, slik som dette skjer under fosterutviklingen i livmoren. Hjertet anlegges allerede i begynnelsen av 3. fosteruke som to atskilte rør, såkalte endokardierør, på hver sin side av ryggstrengen i fremste del av kimskiven, langt foran hjerneanlegget. Ved at kimskiven krummer og folder seg i løpet av 3. fosteruke, føres de to hjerteanleggene ned på sin blivende plass og forenes til et rør. Den fremste enden av dette røret danner primitive arterier, mens den bakerste danner tilførende vener. Røret vokser raskt i lengden og folder seg etter hvert til en S-formet slynge, hjerteslyngen. Dermed kommer den venøse delen av røret opp bak den arterielle, og veggene i røret forsvinner der hvor foldene ligger mot hverandre.

Forkamrene utvikles fra den venøse enden av hjerteslyngen og hjertekamrene fra det slyngede mellomstykket. Den nedre delen svarer til det som senere blir hjertespissen (apex cordis). Fra den fremste enden dannes en felles arteriestamme, truncus arteriosus, for lungepulsåren og livpulsåren. På overgangen mellom forkammeranlegget (atrieanlegget) og hjertekammeranlegget (ventrikkelanlegget) dannes det nå to puteformede fortykkelser, såkalte endokardieputer, og disse vokser inn fra øvre og nedre del av veggen. De forenes raskt, slik at den opprinnelige åpningen mellom forkammeret og hjertekammeret blir delt i de to blivende atrioventrikulæråpningene. Deretter skjer en oppdeling i høyre og venstre hjertehalvdel ved at det anlegges tre innvendige skillevegger: en forkammerskillevegg, en hjertekammerskillevegg og en skillevegg i truncus arteriosus. Dermed er de fire hulrommene i hjertet samt lunge- og livpulsåren (aorta) dannet.

Forkammerskilleveggen (atrieseptum) dannes ved sammenvoksing av to skillevegger (septa) som anlegges på forskjellige tidspunkter. Den første skilleveggen (septum primum) vokser fra forkammerets bakvegg fremover mot endokardieputene. Åpningen mellom disse og skilleveggen har en seilformet kant (ostium primum), som lukkes etter hvert som skilleveggen vokser. Men før sammenvoksingen mellom den første skilleveggen og endokardieputene er avsluttet, presser blodet fra høyre forkammerhalvdel seg gjennom den øverste delen av skilleveggen, slik at det oppstår en ny åpning (ostium secundum). På høyre side av den første skilleveggen vokser det frem en ny skillevegg (septum secundum) fra forkammerveggen med retning nedover. Denne stanser sin vekst et stykke før endokardieputene, slik at den ikke blir til en komplett skillevegg mellom forkamrene, men får en fri, seilformet rand, som begrenser en stor, oval åpning (foramen ovale (av lat. foramen, 'åpning')). Dermed kan blodet til stadighet strømme fra høyre forkammer gjennom de to åpningene inn i det venstre, hvor trykket er lavere. Det relativt høyere trykket i høyre hjertekammer skyldes at blodet i hele fostertilværelsen ledes utenom lungekretsløpet (fosterets blod får oksygen i morkaken).

Det meste av det blodet som høyre forkammer mottar fra hulvenene, renner gjennom foramen ovale inn i venstre forkammer og videre til venstre hjertekammer, som pumper det ut i livpulsåren. Den relativt lille mengden blod som når ned i høyre hjertekammer, pumpes ut i lungepulsårens hovedstamme. Herfra passerer det meste gjennom en kort forbindelse, ductus arteriosus botalli, ut i aorta (livpulsåren), slik at lungene bare får det blodet de skal bruke til sine egne vev. Sammenvoksingen mellom de to forkammerskilleveggene skjer først umiddelbart etter fødselen. Da faller blodtrykket i høyre forkammer, slik at det relativt høyere blodtrykket i venstre forkammer presser de to skilleveggene mot hverandre. Forstyrrelser i denne utviklingen resulterer i medfødte defekter i forkammerskilleveggen, såkalte arterieseptumdefekter.

Skilleveggen mellom hjertekamrene (ventrikkelseptum) begynner som en innvekst fra hjertekammerveggen nær det som senere blir hjertespissen (apex cordis), og vokser herfra oppover mot de sammenvokste endokardieputene. Ufullstendig utvikling gir defekter i hjertekammerskilleveggen, og disse kalles ventrikkelseptumdefekter.

• Les videre: hjertefeil.

Hjerteoperasjoner utføres vanligvis ved fire typer hjertesykdommer:

1. Medfødte misdannelser i hjertet.
2. Klaffefeil.
3. Funksjonsforstyrrelser i hjertets nerveledningssystem.
4. Mangelfull gjennomblødning i hjertemuskulaturen.

Blant hjerteoperasjoner er hjertetransplantasjonen spesiell, fordi den innebærer at størstedelen av pasientens hjerte erstattes med hjertet fra en annen person.

Utviklingen av hjerte-lungemaskinen, siden den første gang ble vellykket tatt i bruk i 1953, har vært en helt nødvendig forutsetning for hjertekirurgien slik den praktiseres i dag. Det venøse blodet fra pasienten blir i hjerte-lungemaskinen ledet gjennom et system (oksygenator) hvor blodet tilsettes oksygen og avgir karbondioksid. Under gjennomstrømmingen i oksygenatoren kan det dannes luftbobler i blodet. Slike bobler er farlige for pasienten. De må derfor fjernes før blodet via et pumpesystem blir pumpet inn i den store pulsåren. Blodet sirkulerer da gjennom hele pasientens kropp. Under langvarige inngrep på hjertet blir det gjerne nedkjølt lokalt. Denne nedkjølingen setter ned stoffskiftet i hjertet og minsker derfor kravene til gjennomblødning i selve hjertet.

Utviklingen av defibrillatoren, som ofte kan korrigere rytmefeil i hjertet, har også vært meget nyttig for hjertekirurgien.

• hjertefeil
• hjertesykdom
• transplantasjon