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心脏心壁:心内膜、心肌层、心外膜结构

心壁由心内膜、心肌层和心外膜构成,分别与血管的内膜、中膜和外膜相对应。心肌是构成心壁的主要成分。

心内膜

心内膜(endocardium)衬贴于心壁内面以及瓣膜、乳头肌和腱索表面,与大血管内膜相续。心内膜由内皮、内皮下层和心内膜下层组成。

  • 内皮(endothelium)位于心腔面,与大血管的内皮相连续。心内皮与血管内皮在胚胎起源上有所不同,但形态结构相似。内皮细胞扁而薄,位于连续的基膜上。
  • 内皮下层(subendothelial layer)为薄层细密结缔组织,含有较多的胶原纤维和弹性纤维,成纤维细胞较多。内皮下层的深层中含有少量平滑肌束,尤以室间隔处为多。
  • 心内膜下层(subendocardial layer)是位于内皮下层深面的较疏松结缔组织,含有较多的小血管、淋巴管和神经。心室的心内膜下层内含有心传导系统的分支浦肯野纤维,心内膜下层的结缔组织与心肌膜的结缔组织相连,乳头肌和腱索处无心内膜下层。

心壁的组织结构

在肺动脉口、主动脉口和左、右房室口处,心内膜组织向心腔内突出,形成瓣膜样折叠,称为心瓣膜(cardiac valve)。心瓣膜表面覆以内皮,两层内皮之间为薄层致密结缔组织。近瓣膜基部,结缔组织中含有少量平滑肌和巨噬细胞。瓣膜内的致密结缔组织与纤维环相连,对瓣膜起固定作用。在三尖瓣和二尖瓣的结缔组织内含有小血管,并有神经纤维分布。小血管一般不到达瓣膜游离缘。瓣膜游离缘处的纤维结缔组织较厚,大部分腱索附着于瓣膜游离缘的心室面。心瓣膜具有顺血流开放和逆血流关闭的功能特征,从而保证了心脏和大血管内的血液定向流动。当心脏疾病累及心瓣膜时,瓣膜内的胶原纤维增生,瓣膜变硬、变短或变形,有时相邻瓣膜的胶原纤维粘连,从而引起瓣膜不能正常地开放和关闭。

心肌层

心肌层(myocardium)是心脏结构的主体,包括心房肌和心室肌,两者被纤维支架分开,故心房和心室不是同步收缩。心室肌比心房肌厚,左心房肌比右心房肌略厚,左心室肌厚度约为右心室肌的3倍。

心肌解剖图

心肌构筑

心肌纤维的排列是与心脏泵血功能相适应的。心肌纤维的排列方式,尤其是心肌纤维的表面积和体积密度具有明显的年龄变化,这反映了心脏功能活动的年龄性适应。在病理情况下常伴有心肌纤维的表面积和体积密度的改变。

心肌(隔面)解剖图

心肌层结构示意图

  • 心房肌(atrial musculature)较薄。浅层横行,环绕左、右心房。深层分别包绕左、右心房,环状肌纤维环绕静脉口、卵圆窝和心耳;袢状肌纤维纵绕心房,止于纤维环。心房的肌纤维束呈网格状。在界嵴和梳状肌处,肌纤维束丰富,平行排列。
  • 心室肌(ventricular musculature)心室壁的肌纤维分浅、中、深3层,浅层斜行,中层环行,深层纵行,各层肌纤维之间无明显的结缔组织分隔。心肌纤维的走行方向大部分是逐渐延续的,仅有少部分肌纤维的走行方向在各层之间发生急剧改变,即从一层横向穿人另一层。

浅层

胸肋面的肌纤维起自三尖瓣环、二尖瓣环、主动脉左瓣环和右瓣环及左纤维三角前缘,向下斜行,参与构成右心室的动脉圆锥和前下部。前下部的肌纤维自右行向左,斜行跨过前室间沟。膈面的肌纤维起自二尖瓣环、三尖瓣环和右纤维三角右缘,自左向右斜行,跨过后室间沟。在右心室的上1/3处,浅层深部的肌纤维呈水平走向,参与构成动脉圆锥和室间隔右侧部。在心尖处,肌纤维呈螺旋状向内凹陷,可达中层或深层。

浅层肌纤维的年龄变化特点为:

  • 在胚胎第13周,心脏基部围绕二尖瓣环和三尖瓣环的肌纤维几乎呈环形。第24周,由于左、右纤维三角的发育,瓣环处的肌纤维斜行。自第32周起,动脉圆锥处呈现可鉴别的肌纤维排列方式。
  • 自胚胎第32周至15岁小儿心脏,胸肋面的肌纤维呈纵向走行。
  • 在胎儿发育早期,左心室膈面的肌纤维呈水平走向,发育晚期逐渐变为斜行。因此,在胎儿发育早期心脏左、右缘由水平走行肌纤维构成,成人心脏左缘由斜行肌纤维构成。右心室膈面肌纤维的走行方式在发育中变化较小,故成人心脏右缘由水平走行肌纤维构成。
  • 在胚胎第13周,心尖处的心肌形成左、右两个平行排列的漩涡,肌纤维呈环形。在晚期胚胎和成人的心脏,左漩涡的肌纤维构成心尖。右漩涡较小。

中层

中层呈环形,分别环绕左、右心室。在胚胎第13周,可观察到左心室由环形的肌纤维构成明显的中层,这些环形的肌纤维无明显的附着部位。右心室中层的肌纤维不明显。

心肌漩涡示意图

深层

左、右漩涡处的浅层肌纤维内陷延续为深层。右心室深层的肌纤维较发达,由前后室间沟处的浅层肌纤维内陷形成。室间隔右侧面的肌纤维水平走行,构成一薄层。深层肌纤维自漩涡向着对应的心瓣膜环放射状走行,附着于各瓣环和室间隔膜部,并续于乳头肌和肉柱。在15岁前的心脏,肺动脉瓣环处的肌纤维呈纵向排列,15岁后肌纤维呈弧形。附着于二尖瓣环的肌纤维呈斜行或水平走行,无明显的年龄变化。

在整个心脏发育的过程中,心室的胸肋面和膈面的浅层肌纤维走向具有年龄差异,特别是右心室。心室肌的构筑方式可以反映左、右心室的压力梯度特点。由于卵圆孔和动脉导管的存在,胎儿期通过左房室口的血流较多,左心室的收缩强度增大,故左心室中层肌纤维随胎儿发育而增厚。

心室浅、深层肌纤维收缩时使心室缩短,中层肌纤维收缩时使心室腔缩小,从而将心腔内的血液射人肺动脉干和升主动脉。由于心尖处的部分肌纤维呈螺旋状走行,心室肌收缩的合力使心尖作顺时针方向旋转。

心肌的组织结构

心肌主要由心肌纤维构成,肌纤维间有少量结缔组织,其中含有较多的成纤维细胞和丰富的毛细血管。心肌纤维多成束排列,肌柬间有较多的结缔组织,其中富含胶原纤维和弹性纤维。

心室肌纤维的超微结构示意图

心肌纤维(cardiac muscle fiber)即心肌细胞(cardiomyocyte),呈圆柱状。心房的肌纤维较细而短,直径为6~8μm,长为20~30μm。心室的肌纤维较粗而长,直径为10~20μm,长为50~100μm。心室的肌纤维多分支,肌纤维及其分支之间有闰盘(intercalated disk)连接,肌纤维的横小管(transverse tubule)明显。心房的肌纤维无分支,横小管少,甚至无横小管,但在肌纤维之间形成许多缝隙连接,这可能与心房肌纤维具有较高的节律性和较快的传导速度有关。在部分心房肌纤维(特别是右心房)以及心室和心传导系统的肌纤维内,含有分泌颗粒,称为心房特殊颗粒(specific atrial granule)。颗粒呈圆形或卵圆形,直径为0.3~0.4μm,位于核周的高尔基复合体附近。电子密度较高,有膜包被,含有致密核心。颗粒内含心钠素(心房利钠因子)。心房和心室的肌纤维内都含有大量的肌丝束(肌原纤维),具有收缩功能,属普通的心肌纤维,称为工作心肌(working myocardium)。工作心肌的特点是不能自动产生节律性兴奋,即不具有自动节律性,属于非自律细胞。这些心肌纤维在外来刺激作用下可产生兴奋,并具有传导兴奋的能力,但比传导系统的心肌纤维的传导性低。心房肌纤维比心室肌纤维具有较高的内在节律性和较快的传导速度。

心外膜

心外膜(epicardium)为浆膜心包的脏层,由薄层结缔组织构成,表面覆盖一层间皮。心外膜与大血管外膜相续,并与心肌层的结缔组织相连,内含有较多的弹性纤维、血管、淋巴管和神经。心外膜的深层含有脂肪细胞,此层称心外膜下层(subepicardial layer)。在冠状沟、室间沟和心边缘处,心外膜下层内含有丰富的脂肪组织。随着年龄增长,脂肪组织逐渐增多。

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