【刘健医生说心脏】认识一下,自律的心脏“指挥官”

窦房结,是心脏的正常起搏点,由窦房结发出电信号,通过心脏的传导系统迅速传遍整个心脏,心房和心室相继收缩,完成一次心跳。

如果每次心跳都由窦房结发起,这种心跳被称为“窦性心律”。

窦房结可能会由于其他疾病或者自身病变,导致心律失常。如果心跳的速度和节律异常,并且伴有明显不适症状,需要及时就医。

心脏日复一日地在胸腔跳动,您是否想过,是什么让心脏规律地跳动呢?

其实,这归功于心脏里的一个小结构,它就像个不起眼的“指挥官”,默默地指挥着心脏跳动。这个“指挥官”,就是窦房结。

本期,就让我们一起来看看,窦房结是如何掌控我们的心跳的。

窦房结的发现

每个人的窦房结所在位置和大小有细微差异,一般来说,它位于右心房的外膜上,靠近上腔静脉的入口处,是一个小小的梭形结构,大概有15毫米长、5毫米宽、1.5毫米厚[1]。我们在往期说过,心脏就像我们拳头大小,而窦房结的大小就像拳头上的两粒大米。

您知道吗?要发现这小小的窦房结,科学家们可费了不少功夫。

古罗马时期的医学家盖伦(Claudius Galen)就发现,心脏即使被切除下来也会继续跳动。从那时候起,科学界对心脏起搏来源就分为两大阵营,一方认为是心肌本身提供了刺激,另一方则断言是由外部神经或局部神经节控制的。这场被称为“肌源性和神经源性之争”的讨论持续了数百年。

十九世纪,科学家们陆续发现了浦肯野纤维、房室传导束和房室结,这些结构都是心脏电传导系统的重要组成部分,可是,由于找不到电传导的始动部位,以至于这些重要发现也被很多人忽视。

直到1906年夏天,拼图的最后一块才被发现。苏格兰解剖学家弗莱克(Martin Flack)和凯斯(Arthur Keith)在显微镜下研究鼹鼠心脏切片时,意外地在上腔静脉和右心房交界处发现了一种特殊结构可以控制心脏的跳动。这种结构在其他动物心脏中也普遍存在,他们将其命名为"窦房结",并认为这可能就是心跳的起源。

他们的发现最终通过爱因托芬(Willem Einthoven)发明的弦式电流计心电图得到验证。当科学家用电极记录心脏电活动时,刺激窦房结区域产生的电信号与正常心跳完全一致,明确窦房结就是心脏的起搏点。

高度自律的“总司令”

窦房结的主要成分是起搏细胞,这些细胞不需要外部刺激,就能自动、有节律地产生电流,就像一个自带电池的小发电机。窦房结的电流信号会沿着心脏的传导系统迅速传遍整个心脏,先让心房收缩,再让心室收缩,完成一次完整的心跳。

其实,前面提到的浦肯野纤维、房室传导束和房室结,这些结构都有自律性。那为什么它们不会“夺走”窦房结的指挥权呢?这是因为,窦房结的自律性比它们都要强,兴奋的频率更高,窦房结都发出两次信号了,房室结才发出一次,因此,其他起搏点发出的信号就被窦房结压抑了。窦房结就成为了心脏跳动的“总指挥官”。

当您看到心电图上写着“窦性心律”,这很好,说明心跳就是从窦房结发出来的,是正常的心跳节律。不过,当窦房结功能减退或受到抑制的时候,其他潜在起搏点就有可能发出信号冲动,出现逸搏或逸搏心律。

窦性心律的频率一般在60~100次/分。不过,窦性心律也不是一成不变的。当您运动、紧张或者兴奋的时候,心跳会加快,超过100次/分时,叫做窦性心动过速;而当您安静休息或者睡觉的时候,心跳会变慢,甚至低于60次/分,这叫窦性心动过缓。如果是这些原因引起的心跳过快过慢,都是正常的生理现象,不用担心。

但是,窦性心动过速和窦性心动过缓也可能由病理性因素引起,比如发热、甲亢、贫血等,可以导致心动过速,如果电传导路线出现阻碍,可能会引起心动过缓。更严重的情况是出现病态窦房结综合征,这是由于窦房结功能异常导致的心律失常,通常表现为窦性心动过缓、心跳不规则或长时间的心跳停顿,甚至出现晕厥等严重症状。如果心跳速度过快或过慢,并且伴有明显的不适症状,比如头晕、胸闷,那就需要及时就医了。

总之,虽然窦房结并不起眼,但是它的指挥是心脏正常运转的保障,对我们的心脏健康至关重要。

责任编辑:王世瑶

参考资料:[1]Csepe TA, Zhao J, Hansen BJ, et al. Human sinoatrial node structure: 3D microanatomy of sinoatrial conduction pathways. Prog Biophys Mol Biol. 2016 Jan;120(1-3):164-78.