Struttura della cellula del cuore

La meraviglia dell'anatomia conosciuta come il cuore potrebbe essere pensata come l'unica parte del tuo corpo che non può assolutamente prendersi una pausa. Mentre il tuo cervello è il centro di controllo del resto di te, il suo funzionamento momento per momento è eccezionalmente vario e in qualche modo in gran parte passivo. In ogni caso, "pensare" o interpretare e inviare segnali elettrochimici non è né così ovvio né così drammatico come il battito del tuo cuore, che con ogni probabilità puoi sentire mettendo una mano sul lato sinistro del petto a questo momento.

Come si addice a una struttura così insolita e vitale, il cablaggio e il funzionamento generale del cuore sono unici all'interno del corpo umano. Come tutti gli organi e i tessuti, il cuore è formato da minuscoli cellule.

Nel caso delle cellule cardiache, chiamate cardiomiociti, il livello di specializzazione di queste cellule e dei tessuti a cui contribuiscono è tanto profondo quanto squisito.

Se qualcuno ti chiedesse: "Qual è lo scopo del cuore?" potresti rispondere istintivamente: "Pompare il sangue in tutto il corpo". Tecnicamente, avresti ragione. Ma perché il corpo ha bisogno di essere continuamente bagnato di sangue in primo luogo?

In realtà ci sono una serie di ragioni. Il sangue distribuisce ossigeno e glucosio ai tessuti del corpo, ma in modo correlato, e altrettanto importante, raccoglie anidride carbonica e altri prodotti di scarto metabolici.

L'attività del cuore porta anche ormoni (segnalatori chimici naturali) ai loro tessuti bersaglio e aiuta a promuovere omeostasi, o un ambiente interno più o meno costante in termini di chimica, equilibrio dei fluidi e temperatura.

Il cuore ha quattro camere: due atri (singolare: atrio) che ricevono il sangue dalle vene e funzionano come pompe di innesco, e due ventricoli, che sono di gran lunga le pompe più potenti ed espellono il sangue nelle arterie. Il lato destro del cuore dà e riceve sangue solo da e verso i polmoni, mentre il cuore sinistro serve il resto del corpo.

arterie hanno mura robuste navi che portano il sangue dal cuore a capillari, i minuscoli punti di scambio a parete sottile in cui i materiali possono entrare e uscire dal sistema circolatorio. vene sono i tubi collettori, e questi sono quelli che vengono "colpiti" quando ti viene chiesto di prelevare un campione di sangue perché la pressione sanguigna in questi vasi è notevolmente inferiore a quella delle arterie.

Il cuore non è un organo uniforme. È noto per essere principalmente muscolare, ma contiene anche altri elementi vitali per proteggerlo e facilitarne il lavoro in vari modi.

Il cuore ha uno strato esterno chiamato pericardio (o epicardio), che a sua volta comprende uno strato fibroso esterno e uno strato interno sieroso, o acquoso, strato. Sotto questo strato protettivo e lubrificante c'è lo spesso miocardio, discusso in dettaglio a breve. Il prossimo è il endocardio, che contiene adiposo (grasso), nervi, linfa e altri elementi diversi, ed è continuo con le valvole.

Il cuore comprende quattro distinti valvole, uno ciascuno tra l'atrio sinistro e destro e il ventricolo, uno tra il ventricolo destro e le arterie polmonari al polmoni, e uno tra il ventricolo sinistro e l'aorta grande, l'arteria che serve essenzialmente l'intero corpo alla radice livello.

Il scheletro fibroso percorre i vari strati e tessuti del cuore per dargli solidità e punti di ancoraggio per altri tessuti. Infine, il cuore ha un aspetto unico e complesso sistema di conduzione che include come sue caratteristiche principali il seno-atriale (SA) nodo, il atrioventricolare (AV) nodo e il Fibre di Purkinje correndo attraverso il setto, o parete, tra gli atri e i ventricoli.

Le cellule primarie del cuore sono le cellule del muscolo cardiaco, o cardiomiociti. ("Miocita" significa "cellula muscolare.") Gli organelli delle cellule del muscolo cardiaco (componenti legati alla membrana) sono fondamentalmente gli stessi di quelli che si trovano in altri cellule di mammifero, ma è un po' come dire che una bici da bambino logora in mostra a una svendita ha le stesse parti di una corsa del Tour de France bicicletta.

Le cellule muscolari cardiache sono allungate e alquanto tubolari, come i muscoli stessi. L'unità di base di un cardiomiocita è il sarcomero, che consiste principalmente di contrattile proteine ​​e mitocondri – minuscole "centrali elettriche" che generano una molecola di combustibile chiamata adenosina trifosfato (ATP) quando l'ossigeno è presente. Esiste anche una rete di tubuli chiamata called sarcoplasmatico reticolo, ricco di ioni calcio (Ca²⁺), questi ioni sono indispensabili per una corretta contrazione muscolare.

Le proteine ​​nel cardiomiocita sono disposte in fasci paralleli e comprendono sia filamenti spessi che filamenti sottili, che si sovrappongono tra loro per formare la base fisica per un vero e proprio muscolo contrazione. Questa area di sovrapposizione è più scura del resto della cella ed è nota come Una banda.

Il centro stesso di un sarcomero contiene solo filamenti spessi perché i filamenti sottili non si estendono completamente verso l'interno dalle due estremità del sarcomero, regioni chiamate linee Z Z. Infine, l'area che si estende in entrambe le direzioni da qualsiasi linea Z, verso i centri dei sarcomeri adiacenti, è chiamata I-band.

A un livello più grossolano (macro) di quanto rivelano i cardiomiociti, il miocardio stesso, o la sostanza muscolare del cuore, differisce dal muscolo scheletrico in quattro importanti aspetti:

1. I cardiomiociti spesso si ramificano; i miociti regolari formano catene lineari di cellule e non lo fanno.
2. Il miocardio presenta tessuto connettivo prominente nella sua sostanza, mentre il muscolo regolare è ancorato a ossa, legamenti e tendini.
3. I nuclei dei cardiomiociti si trovano al centro della cellula e hanno una perinucleare alone.
4. I cardiomiociti hanno dischi intercalati attraversandoli nei punti di ramificazione e queste strutture consentono la contrazione coordinata di varie fibre del muscolo cardiaco contemporaneamente.

Strutture chiamate T-tubuli si estendono dalla membrana cellulare all'interno dei cardiomiociti, che consente agli impulsi elettrici di raggiungere l'interno dei sarcomeri. Il miocardio contiene un'alta densità di mitocondri, che forse ci si aspetta da un muscolo che accelera e rallenta, ma non smette mai di funzionare del tutto.

Una discussione sulle meraviglie meccaniche del cuore potrebbe riempire un intero capitolo, ma le cose fondamentali da sapere sono che i fattori che determinano la quantità di sangue pompata dal cuore includono il frequenza cardiaca, il precarico (cioè, la quantità di sangue che riempie il cuore dai polmoni e dal corpo), il postcarico (cioè la pressione contro cui sta pompando il cuore) e le caratteristiche del miocardio stesso.

Eccessiva dilatazione della camera di pompaggio principale del cuore, il ventricolo sinistro (e riesci a capire perché questo è il più forte e più importante delle quattro camere cardiache?), è spesso segno di un cuore "flaccido" che non pompa una quantità significativa di sangue, riempiendolo ad ogni colpo, causando un backup di liquidi in tutto il corpo, compresi i polmoni e le aree colpite dalla gravità come il caviglie.

Questa condizione è un tipo di cardiomiopatia chiamata insufficienza cardiaca congestizia, o CHF, e di solito può essere controllato con farmaci e modifiche dietetiche.

Il cuore batte a causa dell'attività elettrica che viene generata nel nodo SA e poi propagata al nodo AV e attraverso le fibre del Purkinje in modo altamente coordinato anche a frequenze cardiache molto elevate (superiori a 200 al minuto, o tre al secondo).

La membrana delle cellule cardiache ha un potenziale elettrico a riposo leggermente più negativo del potenziale di membrana di altre cellule del corpo. Quando la membrana è sufficientemente perturbata, si aprono vari canali ionici, consentendo l'afflusso e il deflusso del potassio (K⁺) e sodio (Na⁺) ioni oltre al calcio.

La somma di questa attività elettrochimica è responsabile del pattern caratteristico di an elettrocardiogramma (ECG o ECG; ECG si basa sulla versione tedesca della parola), uno strumento vitale nella medicina clinica utilizzato per valutare vari disturbi del cuore.