Строение сердечной клетки

Чудо анатомии, известное как сердце, можно рассматривать как ту часть вашего тела, которая абсолютно не может отдохнуть. В то время как ваш мозг является центром управления для остальных из вас, его мгновенное функционирование исключительно разнообразно и в некоторых отношениях в значительной степени пассивно. В любом случае «размышление», интерпретация и передача электрохимических сигналов не столь очевидны и драматичны, как биение вашего сердца, которое вы, скорее всего, почувствуете, положив руку на левую сторону груди в этом месте. момент.

Как и положено такой необычной и жизненно важной структуре, проводка и общая работа сердца уникальны в пределах человеческого тела. Как и все органы и ткани, сердце состоит из крошечных клетки.

В случае сердечных клеток, называемых кардиомиоцитыуровень специализации этих клеток и тканей, в которые они вносят свой вклад, столь же глубок, как и изыскан.

Если кто-то спросит вас: «Какова цель сердца?» вы можете инстинктивно ответить: «Перекачивать кровь по всему телу». Технически вы были бы правы. Но зачем вообще нужно постоянно омывать тело кровью?

На самом деле есть ряд причин. В кровь распределяет кислород и глюкозу по тканям организма, но вместе с тем, что не менее важно, улавливает углекислый газ и другие продукты метаболизма.

Сердечная деятельность также доставляет гормоны (естественные химические сигналы) к тканям-мишеням и способствует продвижению гомеостазили более или менее постоянная внутренняя среда с точки зрения химического состава, баланса жидкости и температуры.

Сердце имеет четыре камеры: две предсердие (единственное число: Атриум), которые получают кровь из вен и работают как праймерные насосы, и два желудочки, которые намного сильнее перекачивают и выбрасывают кровь в артерии. Правая сторона сердца отдает и получает кровь только в легкие и из них, в то время как левая сторона сердца обслуживает остальное тело.

Артерии крепкие стены сосуды которые проливают кровь из сердца в капилляры, крошечные, тонкостенные точки обмена, через которые материалы могут попадать в систему кровообращения и выходить из нее. Вен это пробирки для сбора крови, и именно в них «тыкают», когда вас просят сдать образец крови, потому что артериальное давление в этих сосудах значительно ниже, чем в артериях.

Сердце - неоднородный орган. Он известен тем, что в основном является мышечной массой, но также содержит другие жизненно важные элементы, которые защищают его и облегчают его работу различными способами.

У сердца есть внешний слой, называемый перикард (или же эпикард), который включает в себя внешний волокнистый слой и внутренний серозный, или водянистый слой. Под этим защитным и смазывающим слоем находится толстая миокард, подробно обсуждается в ближайшее время. Далее идет эндокард, который содержит жировые отложения (жир), нервы, лимфу и другие различные элементы и является непрерывным с клапанами.

Сердце включает четыре различных клапаны, по одному между левым и правым предсердием и желудочком, по одному между правым желудочком и легочными артериями до легкие, и одна между левым желудочком и большой аортой, артерия, которая по существу обслуживает все тело в корне уровень.

В фиброзный скелет проходит через различные слои и ткани сердца, придавая ему прочность и опорные точки для других тканей. Наконец, сердце имеет уникальный и сложный система проводимости это включает в себя в качестве основных функций синоатриальный (SA) узел атриовентрикулярный (AV) узел и Волокна Пуркинье проходит через перегородка, или стенка, между предсердиями и желудочками.

Первичные клетки сердца - это клетки сердечной мышцы или кардиомиоциты. («Миоцит» означает «мышечная клетка».) Органеллы клеток сердечной мышцы (мембраносвязанные компоненты) в основном такие же, как и в других клетки млекопитающих, но это очень похоже на утверждение, что у поношенного детского велосипеда, выставленного на дворовой распродаже, есть те же детали, что и на гонках Тур де Франс. велосипед.

Клетки сердечной мышцы имеют удлиненную и несколько трубчатую форму, как и сами мышцы. Основной единицей кардиомиоцита является саркомер, который состоит в основном из сократительный белки и митохондрии - крошечные «электростанции», вырабатывающие молекулу топлива, называемую аденозинтрифосфат (АТФ) когда присутствует кислород. Существует также сеть канальцев, называемая саркоплазматический ретикулум, богатый ионами кальция (Ca²⁺), эти ионы необходимы для правильного сокращения мышц.

Белки кардиомиоцита расположены в параллельных пучках и включают как толстые нити, так и тонкие нити, которые накладываются друг на друга, образуя физическую основу реальной мышцы сокращение. Эта область перекрытия темнее, чем остальная часть ячейки, и известна как Группа.

Самая середина саркомера содержит только толстые нити, потому что тонкие нити не проходят полностью внутрь от двух концов саркомера, областей, называемых Z-линии. Наконец, область, простирающаяся в обоих направлениях от любой Z-линии к центрам соседних саркомеров, называется I-группа.

На более общем (макро) уровне, чем показывают кардиомиоциты, сам миокард или мышечное вещество сердца отличается от скелетных мышц по четырем важным признакам:

1. Кардиомиоциты часто разветвляются; обычные миоциты образуют линейные цепочки клеток и не образуют.
2. Миокард состоит из заметной соединительной ткани в своем веществе, тогда как обычная мышца прикреплена к костям, связкам и сухожилиям.
3. Ядра кардиомиоцитов находятся в середине клетки и имеют перинуклеарный гало.
4. Кардиомиоциты имеют вставные диски пересекают их в точках ветвления, и эти структуры позволяют скоординированно сокращаться одновременно различным волокнам сердечной мышцы.

Структуры под названием Т-канальцы простираются от клеточной мембраны внутрь кардиомиоцитов, что позволяет электрическим импульсам достигать внутренней части саркомеров. Миокард содержит высокую плотность митохондрий, чего, вероятно, можно ожидать от мышцы, которая ускоряется и замедляется, но никогда не перестает работать полностью.

Обсуждение механических чудес сердца могло бы занять целую главу, но нужно знать основные вещи: факторы, определяющие, сколько крови будет перекачивать сердце, включают: частота сердцебиения, то предварительная нагрузка (т. е. количество крови, наполняющей сердце из легких и тела), последующая нагрузка (т. е. давление, против которого перекачивается сердце), и характеристики самого миокарда.

Чрезмерное расширение основной насосной камеры сердца, левого желудочка (и можете ли вы понять, почему он самый сильный и самая важная из четырех камер сердца?), часто является признаком «дряблого» сердца, которое не перекачивает значительное количество крови, наполняя его при каждом гребке, вызывая скопление жидкости по всему телу, включая легкие и области, подверженные гравитационному воздействию, такие как лодыжки.

Это состояние, разновидность кардиомиопатии, называется хроническая сердечная недостаточность, или ХСН, и ее обычно можно контролировать с помощью лекарств и диетических модификаций.

Сердце бьется в результате электрической активности, которая генерируется в узле SA, а затем распространяется вниз к узлу AV и через волокна Пуркинье очень скоординированно даже при очень высокой частоте сердечных сокращений (более 200 в минуту или три за второй).

Мембрана сердечной клетки имеет электрический потенциал покоя, который немного более отрицательный, чем мембранный потенциал других клеток организма. Когда мембрана достаточно возмущена, различные ионные каналы открываются, обеспечивая приток и отток калия (K⁺) и натрия (Na⁺) ионы помимо кальция.

Сумма этой электрохимической активности отвечает за характерный образец ЭКГ (ЭКГ или ЭКГ; ЭКГ основана на немецкой версии этого слова), важного инструмента в клинической медицине, используемого для оценки различных заболеваний сердца.