Budowa serca – działanie i choroby serca

Serce jest jednym z najważniejszych narządów w ludzkim organizmie, stanowiąc centrum układu krążenia i działając jako niezwykle wydajna pompa biologiczna. Ten stosunkowo niewielki narząd, wielkością przypominający zaciśniętą pięść swojego właściciela, wykonuje tytaniczną pracę, kurczą się średnio 70 razy na minutę i przepompowując około 5 litrów krwi w ciągu minuty w spoczynku. W ciągu całego życia serce przepompowuje ponad 170 milionów litrów krwi, pracując nieustannie, bez chwili przerwy. Dzięki temu wszystkie komórki naszego organizmu otrzymują niezbędny do życia tlen oraz składniki odżywcze, a jednocześnie usuwane są produkty przemiany materii. Choroby serca stanowią główną przyczynę zgonów w Polsce i na świecie, dlatego też zrozumienie budowy i funkcjonowania tego narządu, a także poznanie czynników ryzyka rozwoju chorób sercowo-naczyniowych, ma kluczowe znaczenie dla profilaktyki i wczesnego wykrywania tych schorzeń.

Położenie i budowa anatomiczna serca

Położenie serca w organizmie

Serce człowieka znajduje się w klatce piersiowej, w przestrzeni zwanej śródpiersiem, pomiędzy płucami. Wbrew powszechnym wyobrażeniom, serce nie jest położone wyłącznie po lewej stronie ciała. Około 2/3 narządu znajduje się rzeczywiście po lewej stronie od linii środkowej ciała, natomiast 1/3 po prawej stronie. Narząd jest nieco skręcony, tak że jego koniuszek skierowany jest ku dołowi, w lewo i do przodu, opierając się o przeponę.

Przed uszkodzeniami mechanicznymi serce chroni klatka piersiowa zbudowana z mostka, żeber i kręgosłupa. Dodatkowo otoczone jest dwuwarstwowym workiem osierdziowym (osierdziem), który zawiera niewielką ilość płynu osierdziowego. Płyn ten zmniejsza tarcie podczas pracy serca, umożliwiając mu swobodne ruchy skurczowe.

Budowa zewnętrzna serca

Serce kształtem przypomina nieco spłaszczony stożek. W jego budowie zewnętrznej wyróżniamy:

• Podstawę serca – skierowaną ku górze, w prawo i do tyłu
• Koniuszek serca – zwrócony ku dołowi, w lewo i do przodu
• Trzy powierzchnie: mostkowo-żebrową (przednią), przeponową (dolną) oraz płucną (tylną)

Ściany serca składają się z trzech warstw:

• Nasierdzia – zewnętrznej warstwy pokrywającej serce
• Śródsierdzia (mięśnia sercowego) – środkowej warstwy zbudowanej z tkanki mięśniowej, odpowiedzialnej za skurcze serca
• Wsierdzia – wewnętrznej warstwy wyścielającej jamę serca

Budowa wewnętrzna serca

Wnętrze serca podzielone jest na cztery jamy: dwa przedsionki i dwie komory. Przedsionki oddzielone są od siebie przegrodą międzyprzedsionkową, a komory przegrodą międzykomorową. Wyróżniamy:

1. Prawy przedsionek – do którego uchodzą żyły główne górna i dolna, doprowadzające odtlenowaną krew z całego ciała
2. Prawą komorę – która otrzymuje krew z prawego przedsionka i tłoczy ją do pnia płucnego, a następnie do płuc
3. Lewy przedsionek – do którego uchodzą cztery żyły płucne, doprowadzające utlenowaną krew z płuc
4. Lewą komorę – odbierającą krew z lewego przedsionka i tłoczącą ją do aorty, a następnie do całego organizmu

Lewa komora serca ma grubsze ściany niż prawa, ponieważ musi wytwarzać większe ciśnienie, aby przepompować krew do wszystkich tkanek organizmu.

Zastawki serca

Jednokierunkowy przepływ krwi przez serce zapewniają cztery zastawki, dzielące się na dwa typy:

1. Zastawki przedsionkowo-komorowe (żylne):
   • Zastawka trójdzielna – między prawym przedsionkiem a prawą komorą
   • Zastawka dwudzielna (mitralna) – między lewym przedsionkiem a lewą komorą
2. Zastawki półksiężycowate (tętnicze):
   • Zastawka pnia płucnego – między prawą komorą a pniem płucnym
   • Zastawka aortalna – między lewą komorą a aortą

Zastawki otwierają się i zamykają podczas pracy serca, zapobiegając cofaniu się krwi. Ich sprawne działanie jest niezbędne dla prawidłowej pracy układu krążenia.

Fizjologia pracy serca

Układ bodźco-przewodzący serca

Serce posiada własny system generowania i przewodzenia impulsów elektrycznych, dzięki czemu może pracować niezależnie od układu nerwowego. Ten układ bodźco-przewodzący składa się z:

1. Węzła zatokowo-przedsionkowego – naturalnego rozrusznika serca, zlokalizowanego w górnej części prawego przedsionka
2. Węzła przedsionkowo-komorowego – znajdującego się w dolnej części przegrody międzyprzedsionkowej
3. Pęczka Hisa – biegnącego w przegrodzie międzykomorowej
4. Włókien Purkiniego – rozgałęziających się w ścianach komór

Impuls elektryczny rozpoczyna się w węźle zatokowo-przedsionkowym, powodując skurcz przedsionków. Następnie dociera do węzła przedsionkowo-komorowego, gdzie następuje niewielkie opóźnienie, umożliwiające przedsionkom całkowite opróżnienie się do komór. Dalej impuls biegnie przez pęczek Hisa i włókna Purkiniego, powodując skoordynowany skurcz komór.

Cykl pracy serca

Cykl pracy serca składa się z następujących faz:

1. Rozkurcz całkowity – wszystkie jamy serca są rozluźnione, zastawki przedsionkowo-komorowe otwarte, a zastawki półksiężycowate zamknięte; krew napływa z żył do przedsionków i dalej do komór
2. Skurcz przedsionków – przedsionki kurczą się, dopełniając komory krwią
3. Skurcz izowolumetryczny komór – komory zaczynają się kurczyć, zastawki przedsionkowo-komorowe zamykają się, a zastawki półksiężycowate pozostają jeszcze zamknięte; ciśnienie w komorach gwałtownie rośnie
4. Faza wyrzutu – gdy ciśnienie w komorach przekroczy ciśnienie w aorcie i pniu płucnym, zastawki półksiężycowate otwierają się, a krew zostaje wypchnięta z komór
5. Rozkurcz izowolumetryczny komór – komory zaczynają się rozluźniać, zastawki półksiężycowate zamykają się, a ciśnienie w komorach gwałtownie spada

Cały cykl trwa około 0,8-1 sekundy u osoby dorosłej w spoczynku, co odpowiada częstości akcji serca około 60-75 uderzeń na minutę.

Krążenie krwi

W organizmie człowieka wyróżniamy dwa obiegi krwi:

1. Krążenie małe (płucne) – z prawej komory serca przez tętnice płucne do płuc, gdzie krew oddaje dwutlenek węgla i pobiera tlen, a następnie przez żyły płucne wraca do lewego przedsionka
2. Krążenie duże (systemowe) – z lewej komory serca przez aortę i jej odgałęzienia do wszystkich tkanek organizmu, gdzie krew oddaje tlen i pobiera dwutlenek węgla, a następnie przez żyły główne wraca do prawego przedsionka

Oba obiegi działają jednocześnie i są ze sobą ściśle powiązane.

Tętno i ciśnienie krwi

Tętno jest wyczuwalnym falowym rozciągnięciem ścian tętnic, spowodowanym wyrzutem krwi z lewej komory serca i propagacją fali tętna przez układ tętniczy. Częstość tętna odpowiada liczbie skurczów serca na minutę. W spoczynku u zdrowej osoby dorosłej wynosi ono około 60-80 uderzeń na minutę.

Ciśnienie krwi jest siłą, z jaką krew naciska na ściany naczyń krwionośnych. Wyróżniamy:

• Ciśnienie skurczowe – najwyższe ciśnienie podczas skurczu komór (pierwsza wartość w pomiarze)
• Ciśnienie rozkurczowe – najniższe ciśnienie podczas rozkurczu komór (druga wartość w pomiarze)

Prawidłowe wartości ciśnienia tętniczego u osoby dorosłej nie powinny przekraczać 120/80 mmHg.

Najczęstsze choroby serca

Choroby układu sercowo-naczyniowego są obecnie główną przyczyną zgonów na świecie. Poniżej przedstawiono najczęściej występujące schorzenia serca:

Choroba niedokrwienna serca (choroba wieńcowa)

Jest to stan, w którym dochodzi do niedostatecznego zaopatrzenia mięśnia sercowego w tlen i substancje odżywcze. Zwykle jest spowodowana miażdżycą tętnic wieńcowych, czyli odkładaniem się złogów cholesterolu i innych substancji na wewnętrznych ścianach tętnic.

Główne objawy choroby wieńcowej to:

• Ból zamostkowy (dławicowy), często opisywany jako ucisk, pieczenie lub gniecenie
• Duszność, zwłaszcza podczas wysiłku
• Uczucie zmęczenia
• Kołatanie serca

Choroba wieńcowa może przebiegać jako:

• Dławica piersiowa stabilna – ból pojawia się podczas wysiłku i ustępuje po odpoczynku
• Dławica piersiowa niestabilna – ból pojawia się w spoczynku lub narasta przy coraz mniejszym wysiłku
• Zawał mięśnia sercowego – martwica części mięśnia sercowego spowodowana całkowitym zamknięciem światła tętnicy wieńcowej

Leczenie choroby wieńcowej obejmuje zmianę stylu życia (dieta, aktywność fizyczna, zaprzestanie palenia), farmakoterapię (leki przeciwpłytkowe, beta-blokery, statyny, inhibitory ACE) oraz w zaawansowanych przypadkach zabiegi inwazyjne (angioplastyka wieńcowa, pomostowanie aortalno-wieńcowe – tzw. by-passy).

Zaburzenia rytmu serca (arytmie)

Arytmie to nieprawidłowości w częstości, regularności lub miejscu powstawania impulsów elektrycznych w sercu. Wyróżniamy kilka rodzajów arytmii:

• Tachykardia – przyspieszenie rytmu serca powyżej 100 uderzeń na minutę
• Bradykardia – zwolnienie rytmu serca poniżej 60 uderzeń na minutę
• Migotanie przedsionków – chaotyczna, nieregularna aktywność elektryczna przedsionków, prowadząca do nieefektywnego ich skurczu
• Częstoskurcz nadkomorowy – nagłe przyspieszenie akcji serca, którego źródło znajduje się powyżej komór
• Arytmie komorowe – zaburzenia rytmu pochodzące z komór serca, mogące prowadzić do migotania komór i nagłego zatrzymania krążenia

Objawy arytmii mogą obejmować kołatanie serca, zawroty głowy, omdlenia, duszność, ból w klatce piersiowej, a w ciężkich przypadkach utratę przytomności.

Leczenie arytmii zależy od jej rodzaju i przyczyny. Może obejmować farmakoterapię (leki antyarytmiczne), ablację (niszczenie tkanki odpowiedzialnej za arytmię), wszczepienie rozrusznika serca lub kardiowertera-defibrylatora.

Niewydolność serca

Niewydolność serca to stan, w którym serce nie jest w stanie pompować wystarczającej ilości krwi, aby zaspokoić potrzeby metaboliczne organizmu. Może być spowodowana chorobą wieńcową, zawałem serca, nadciśnieniem tętniczym, wadami zastawkowymi lub kardiomiopatią.

Objawy niewydolności serca zależą od tego, która strona serca jest bardziej uszkodzona:

• Niewydolność lewokomorowa – duszność (zwłaszcza w pozycji leżącej), zmęczenie, kaszel
• Niewydolność prawokomorowa – obrzęki kończyn dolnych, powiększenie wątroby, wodobrzusze

Leczenie niewydolności serca obejmuje zmianę stylu życia, farmakoterapię (inhibitory ACE, beta-blokery, diuretyki, antagoniści aldosteronu) oraz w zaawansowanych przypadkach wszczepienie urządzeń wspomagających pracę serca lub przeszczep serca.

Zapalenie mięśnia sercowego

Zapalenie mięśnia sercowego to stan zapalny obejmujący mięsień sercowy. Najczęściej jest spowodowane infekcją wirusową, rzadziej bakteryjną, grzybiczą lub pasożytniczą. Może również wystąpić w przebiegu chorób autoimmunologicznych.

Objawy zapalenia mięśnia sercowego mogą obejmować:

• Zmęczenie i osłabienie
• Duszność
• Ból w klatce piersiowej
• Kołatanie serca
• Obrzęki kończyn dolnych

Zapalenie mięśnia sercowego może przebiegać jako:

• Zapalenie piorunujące – gwałtowne narastanie objawów
• Zapalenie ostre – objawy ustępują po kilku tygodniach
• Zapalenie przewlekłe – trudno określić początek choroby i jej przyczynę

Leczenie zapalenia mięśnia sercowego obejmuje przede wszystkim leczenie przyczynowe (jeśli to możliwe), odpoczynek, ograniczenie wysiłku fizycznego oraz leczenie objawowe.

Wady zastawek serca

Wady zastawek serca mogą być wrodzone lub nabyte. Najczęstsze z nich to:

• Zwężenie zastawki (stenoza) – utrudniony przepływ krwi przez zastawkę
• Niedomykalność zastawki (insuficjencja) – niecałkowite zamykanie się zastawki, powodujące cofanie się krwi

Objawy wad zastawkowych zależą od rodzaju i stopnia wady, mogą obejmować duszność, zmęczenie, zawroty głowy, omdlenia, bóle w klatce piersiowej.

Leczenie wad zastawkowych może obejmować farmakoterapię, ale w zaawansowanych przypadkach konieczna jest interwencja chirurgiczna – naprawa zastawki lub jej wymiana na sztuczną (mechaniczną lub biologiczną).

Diagnostyka chorób serca

Współczesna kardiologia dysponuje szerokim wachlarzem metod diagnostycznych, które umożliwiają dokładną ocenę struktury i funkcji serca:

Badania nieinwazyjne

• Elektrokardiografia (EKG) – rejestracja elektrycznej aktywności serca
• Echokardiografia – badanie ultrasonograficzne serca, pozwalające ocenić jego strukturę i funkcję
• Holter EKG – całodobowe monitorowanie czynności elektrycznej serca
• Próba wysiłkowa – ocena wydolności serca podczas wysiłku fizycznego
• Rezonans magnetyczny serca – badanie obrazowe dające szczegółowy obraz struktury serca
• Tomografia komputerowa serca – badanie obrazowe pozwalające ocenić zwapnienia w tętnicach wieńcowych

Badania inwazyjne

• Koronarografia – badanie polegające na wprowadzeniu środka kontrastowego do tętnic wieńcowych w celu oceny ich drożności
• Biopsja mięśnia sercowego – pobranie wycinka mięśnia sercowego do badania histopatologicznego

Badania laboratoryjne

• Markery uszkodzenia mięśnia sercowego – troponiny, kinaza kreatynowa MB
• Peptyd natriuretyczny typu B (BNP) – marker niewydolności serca
• Lipidogram – ocena stężenia cholesterolu i innych lipidów we krwi
• Badania biochemiczne – ocena stężenia elektrolitów, funkcji nerek i wątroby

Profilaktyka chorób serca

Profilaktyka chorób sercowo-naczyniowych opiera się na eliminacji lub modyfikacji czynników ryzyka. Najważniejsze zalecenia obejmują:

Zdrowy styl życia

• Regularna aktywność fizyczna – co najmniej 150 minut umiarkowanej aktywności tygodniowo
• Zdrowa dieta – bogata w warzywa i owoce, pełnoziarniste produkty zbożowe, ryby, orzechy, oleje roślinne, ograniczenie spożycia czerwonego mięsa, tłuszczów nasyconych i trans, soli oraz cukru
• Utrzymanie prawidłowej masy ciała – BMI między 18,5 a 24,9
• Unikanie używek – zaprzestanie palenia tytoniu, ograniczenie spożycia alkoholu

Kontrola chorób współistniejących

• Nadciśnienie tętnicze – utrzymywanie ciśnienia poniżej 140/90 mmHg
• Cukrzyca – utrzymywanie prawidłowego stężenia glukozy we krwi
• Hipercholesterolemia – utrzymywanie prawidłowego stężenia cholesterolu LDL

Regularne badania profilaktyczne

• Pomiar ciśnienia tętniczego
• Badania laboratoryjne (lipidogram, glukoza)
• Okresowe wizyty u kardiologa, zwłaszcza w przypadku osób z grupy ryzyka

Bibliografia

1. Ibanez B, James S, Agewall S, et al. 2017 ESC Guidelines for the management of acute myocardial infarction in patients presenting with ST-segment elevation. European Heart Journal. 2018;39(2):119-177. DOI: 10.1093/eurheartj/ehx393
2. Ponikowski P, Voors AA, Anker SD, et al. 2016 ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure. European Heart Journal. 2016;37(27):2129-2200. DOI: 10.1093/eurheartj/ehw128
3. Piepoli MF, Hoes AW, Agewall S, et al. 2016 European Guidelines on cardiovascular disease prevention in clinical practice. European Heart Journal. 2016;37(29):2315-2381. DOI: 10.1093/eurheartj/ehw106
4. Williams B, Mancia G, Spiering W, et al. 2018 ESC/ESH Guidelines for the management of arterial hypertension. European Heart Journal. 2018;39(33):3021-3104. DOI: 10.1093/eurheartj/ehy339