HC8: Anatomie van het hart

Algemene informatie

• Welke onderwerpen worden behandeld in het hoorcollege?
  • In dit college wordt de opbouw en werking van het hart besproken
• Welke onderwerpen worden besproken die niet worden behandeld in de literatuur?
  • Alle onderwerpen in dit college worden ook behandeld in de literatuur
• Welke recente ontwikkelingen in het vakgebied worden besproken?
  • Er zijn geen recente ontwikkelingen besproken
• Welke opmerkingen worden er tijdens het college gedaan door de docent met betrekking tot het tentamen?
  • Er zijn geen opmerkingen over het tentamen gemaakt
• Welke vragen worden behandeld die gesteld kunnen worden op het tentamen?
  • Er zijn geen mogelijke vragen behandeld

Circulatie

Het hart speelt een belangrijke rol in de circulatie. Normaal verloopt deze als volgt:

1. Rechter atrium
2. Rechterventrikel
3. Truncus pulmonalis
4. Linker & rechter pulmonaire arterie
5. Pulmonaire venen
6. Linker atrium
7. Linkerventrikel
8. Aorta
9. Organen en capillairen
10. Holle aders

Hartspieren

Een spier bestaat uit spiervezels, die bestaan uit myofibrillen, die bestaan uit sarcomeren.

Zowel skelet- als hartspiercellen zijn dwarsgestreept. Echter verschillen hartspiercellen in een aantal opzichten van normale spiercellen:

• Hebben één, soms twee, centrale nuclea
  • Skeletspiercellen hebben een perifere nucleus direct onder het celmembraan
• Het cytoplasma is juxtanucleair: zit om de kern
• Intercalated disks (zichtbaar als donkere bandjes) verbinden de cellen end-to-end → er zijn meerdere cellen per vezel
  • Skeletspiercellen hebben één cel per vezel, die over de hele lengte loopt
• Vertakken
• T-tubuli zijn groter en er is er maar één per cel
  • In skeletspiercellen zijn er twee per cel

Een hartspier is op een bepaalde manier opgebouwd:

• Bestaat uit bundels sarcomeren omgeven door een sarcolemma (celmembraan)
• Binnen de cel is er een negatieve lading, buiten de cel een positieve
  • Het sarcolemma zorgt voor deze scheiding
  • Postieve ionen kunnen de cel ingaan → binnenkant wordt positiever
• Eén spier heeft één T-tubulus
  • Instulpingen van het sarcolemma op de Z-disk van het sarcomeer
  • Zorgt ervoor dat calciumionen de cel in kunnen
• Grote mitochondria zijn dicht verpakt tussen de myofibrillen

Intercalated disks:

Hartspierfibrillen zitten via intercalated disks aan elkaar vast:

• Zeer stevige verbindingen tussen twee cellen
• Bevestigen actine en myosine filamenten

Hierdoor zijn hartspiercellen mechanisch, chemisch en elektrisch aan elkaar verbonden → vormen een functioneel syncytium. Dit zorgt voor communicatie binnen de hartspier: activatie van één spiercel leidt tot activatie van alle spiercellen.

Een intercalated disk bestaat uit meerdere componenten:

• Fascia adherens: de transversale grens tussen spiercellen
• Desmosomen (macula adherens): transversale en longitudinale componenten van de IC-disks
  • Zorgen voor de mechanische binding tussen cellen
• Gap junctions: laterale componenten van de IC-disks
  • Zorgen voor de ionische uitwisseling tussen aangrenzende hartspiercellen
  • Er zijn veel gap junctions in de hartspiercellen
  • Bestaan uit 2 connexons/hemikanalen die bestaan uit 6 connexines
    • Eén connexon in de ene cel, één in de buurcel
    • Steken door het plasmamembraan van de cel heen

Elektrische activatie van het hart

Elektrische activatie van het hart verloopt als volgt:

1. In de sinusknoop (sinoatrieel/SA-knoop) wordt de actiepotentiaal gevormd
2. De actiepotentiaal gaat naar de AV-knoop (atrioventriculaire knoop)
3. De impuls verplaatst via de bundel van His
   • Dit is de enige structuur die tussen de atria en ventrikels ligt → steekt de anulus fibrosus over
     • Het is een "single electrical connection" tussen atrium en ventrikel
4. Via de linker- en rechterbundeltak gaat de impuls naar de apex
5. De bundels splitsen in purkinje vezels die door de ventrikelwanden lopen
   • De kleinste componenten
   • Liggen in het subendocard
   • Koppelen met de hartspiercellen
6. De impuls gaat vanuit de apex (hartpunt) naar de ventriculaire spieren
7. De wanden worden vanuit de apex naar de basis gestimuleerd → het bloed wordt naar boven gepompt
   • Dit geeft een groot signaal, er wordt een veel grotere massa geactiveerd
8. De hartspier trekt door elektrische activatie samen
9. Het signaal wordt doorgegeven → er lopen stroompjes over het hart
10. Cardiomyocyten (hartspiercellen) geven via gap junctions een elektrisch signaal aan elkaar door
11. Ieder onderdeel van het hart heeft een eigen depolarisatie fenomeen → ieder onderdeel heeft zijn eigen actiepotentiaal

Ook de SA-knoop en AV-knoop bestaan uit myocard. Rondom de knopen ligt zenuwweefsel. De hartfrequentie wordt bepaald door het autonome zenuwstelsel. Sympathische activatie leidt tot actie, parasympatische activatie leidt tot rust.

De sinusknoop:

De sinusknoop (SA-knoop) heeft een bepaalde positie in het hart:

• Tussen de sinus venosus en het atrium
  • De sinus venosus is de verzamelplek waar het bloed uit het lichaam het hart in komt
  • Tussen het hartoor en het gladde deel waar alle venen binnenkomen
• Rechts van de vena cava superior
• Tegen de crista terminalis
  • De crista terminalis is de binnenzijde van de sulcus terminalis, het plooitje in het rechter atrium bij de vena cava inferior

De SA-knoop genereert ongeveer 60-80x per minuut zijn eigen actiepotentiaal: het is een spontane impulsgenerator. De SA-knoop is de snelste impulsgenerator van de hartspier → hij is de primaire pacemaker van het hart. Andere cardiomyocyten worden door de SA-knoop d.m.v. een impuls aangezet tot contractie. De knoop veroorzaakt de P-golf/top bij activatie van de atria.

De AV-knoop:

De AV-knoop is op een afbeelding van het hart niet zichtbaar. Wel kan zijn positie ongeveer bepaald worden:

• Achterkant van het rechteratrium
• Tussen de tricuspidalisklep en de sinus coronarius

De driehoek die hiertussen getrokken kan worden heet de driehoek van Koch.

De prikkel vanuit de sinusknoop wordt in de AV-knoop vertraagd: hij blijft even hangen. Zo ontstaat er genoeg tijd voor het bloed om in de kamers te komen.

Ook de AV-knoop kan uit zichzelf vuren, maar wel minder sterk (30-40 bpm).

Het elektrocardiogram:

Een ECG wordt van buiten het lichaam opgenomen. De "terugstroming" is zichtbaar: een positieve stroom wordt een negatieve stroom. In een ECG is de optelsom van alle actiepotentialen af te lezen:

• Van links naar rechts wordt de tijd afgebeeld
• Van onder naar boven wordt de amplitude afgebeeld
• De P-top geeft de activatie van de boezems weer
  • Hebben relatief weinig massa → klein golfje
• Het QRS-complex ontstaat vanaf het moment dat de prikkel door de bundel van His gaat
• De T-golf ontstaat als de ventrikels na de impuls vanaf de apex repolariseren (de herstelfase)

Elektrische isolatie:

De anulus fibrosus zorgt ervoor dat de atria en ventrikels van elkaar geïsoleerd zijn. Elektrische isolatie in het hart is zeer belangrijk:

• Contracties van de atria zijn nodig om het bloed naar de ventrikels te duwen → ventrikels kunnen daarmee zelf een contractie genereren en het bloed verder naar de arteriën verplaatsen
• Als er geen fibreus hartskelet (isolatie) tussen de atria en de ventrikels zou zitten, zouden de ventrikels tegelijkertijd met de atria contraheren → de ventrikels zijn dan nog niet gevuld
• Bij sommige embryo's is de isolatie niet goed aangelegd: bij atrium excitatie is er een lekkage van de impuls → eerdere activatie van het ventrikel
  • Er is geen rustperiode tussen de P en Q op de ECG, maar een zichtbare deltagolf

Atrium fibrilleren ontstaat als losse cellen in de atria ineens gaan vuren. Dit gebeurt vaak op latere leeftijd. Als er sprake is van lekkage als gevolg van slechte isolatie, ontstaat ventrikel fibrilleren. Het hart klopt dan veel te snel achter elkaar.

Oriëntatie van het hart in de thorax

Embryogenese:

Tijdens de embryogenese gaat de hartpunt naar voren liggen → de ventrikels komen dichtbij de borstkas te liggen. Hierna draait het hart → de rechterventrikel komt voor de linkerventrikel te liggen. Hierdoor ligt de truncus pulmonalis voor de aorta, en de aorta voor de vena cava superior en inferior.

Onderdelen van het hart:

• Truncus pulmonalis
  • Ligt heel dicht achter het sternum
• Trachea
  • Ligt superior aan het hart
  • Vertakken boven de aorta in een linker en rechter bronchie
• Oesophagus
  • Ligt distaal van de trachea, direct tegen de achterkant van het linker atrium
• Linkerventrikel
  • Ligt links achterin het hart
  • Aan de voorzijde is hier slechts een klein streepje van zichtbaar
  • Vormt het grootste deel van de inferior zijde van het hart tegen het diafragma
  • Bestaat uit een dichte massa myocyten
  • De aortaklep is fibreus verbonden met de mitralisklep
  • Heeft gladde trabecula
  • Heeft een dikkere spierwand
    • Deze moet een druk van 90-140 opwekken
• Rechterventrikel
  • Ligt midden-rechts vooraan in het hart
  • De onderrand van het hart geeft de grens van de rechterventrikel aan: "leunt" op het diafragma
  • Vormt het grootste deel van de anterior-zijde van het hart
  • Heeft bundeltjes myocyten
  • Tussen de tricuspidalis- en mitralisklep ligt een dikke laag spier → kleppen zijn ver van elkaar verwijderd en het bindweefsel zit niet aan elkaar vast
  • Heeft grove trabecula
  • Heeft een dunnere spierwand
    • Deze moet een druk van 15-30 opwekken
    • Soms heeft de rechterventrikel wel een dikkere spierwand → onderscheid tussen de ventrikels kan niet op basis van wanddikte gemaakt worden
• Linker atrium
  • Ligt linksachter, voor de oesophagus
  • Aan de voorzijde van het hart is het hartoor van het linker atrium zichtbaar
    • De hartoren steken een beetje naar voren en omvatten de grote vaten
  • Heeft een opgekruld hartoor → nauwe opening
  • Heeft gladde trabecula
• Rechter atrium
  • Ligt distaal van de rechterventrikel aan de rechterkant van het hart
  • Heeft grove trabecula
  • Bestaat o.a. uit:
    • Mm. pectinatie: ribbels spier in de wand
    • Crista terminalis: de binnenzijde van de sulcus terminalis
  • De sinus venosus is het instroomdeel
    • Heeft een gladde wand een brede opening naar het rechterhartoor

De rechter pulmonaire oppervlakte wordt voornamelijk gevormd door het rechter atrium, de linker pulmonaire oppervlakte wordt voornamelijk gevormd door het linkerventrikel.

Hartkleppen:

In het hart bevinden zich in totaal 4 kleppen, van 2 soorten:

• Halvemaanvormige kleppen: gesloten in de diastole, open in de systole
  • Aortaklep
    • 3 slibben
  • Pulmonalisklep
    • 3 slibben
• AV-kleppen: open in de diastole, gesloten in de systole
  • Mitralisklep
    • 2 slibben: één voorste en één achterste
  • Tricuspidalisklep
    • 3 slibben: één bij het septum, één voorste en één achterste

De kleppen zitten vast aan het hartskelet. Hier zit ook het myocardium aan vast: een elektrische isolator die ervoor zorgt dat de kleppen niet overrekken.

De aortaklep zit dus vast aan de mitralisklep, terwijl de pulmonalisklep en tricuspidalisklep gescheiden zijn door het musculeuze infidibulum.

Bloedvaten:

In het hart zijn 2 belangrijke bloedvaten:

• Arteria coronaria sinistra
  • Splitst in de linker anterior descendens (LAD) en ramus circumflex (RCx)
• Arteria coronaria dextra
  • Splitst in een deel dat naar de SA-knoop gaat, een deel dat naar de AV-knoop gaat en in de ramus descendens posterior (RDP)

De coronaire arteriën worden tijdens de diastole gevuld en zorgen voor bloedvoorziening van het hart. Ze lopen over de oppervlakte van het hart. Coronaire venen regelen de veneuze drainage. In sommige gevallen geeft de arteria coronaria sinistra bloed aan de RDP (links-dominant), of zorgen beide kanten voor de bloedvoorziening (co-dominant):

• 67% van de mensen is rechts dominant
• 15% van de mensen is links dominant
• 18% van de mensen is co-dominant