Hjärtcellens struktur

Undret av anatomi som kallas hjärtat kan ses som den ena delen av din kropp som absolut inte kan ta en paus. Medan din hjärna är kontrollcentret för resten av er, är dess ögonblickfunktion exceptionellt varierande och på vissa sätt till stor del passiv. Under alla omständigheter är "tänkande" eller tolkning och utsändning av elektrokemiska signaler varken lika uppenbar eller så dramatisk som ditt hjärtslag, vilken sannolikhet du kan känna genom att placera en hand över vänster sida av bröstet vid detta ögonblick.

Som det passar en sådan ovanlig och vital struktur är ledningarna och den totala driften av hjärtat unik i människokroppen. Liksom alla organ och vävnader består hjärtat av litet celler.

När det gäller hjärtceller, kallas kardiomyocyter, specialiseringsnivån för dessa celler och vävnaderna som de bidrar till är lika djupgående som den är utsökt.

Om någon frågade dig "Vad är syftet med hjärtat?" du kan instinktivt svara, "Att pumpa blod genom kroppen." Tekniskt sett skulle du ha rätt. Men varför behöver kroppen först badas i blod?

Det finns faktiskt ett antal skäl. De blod distribuerar syre och glukos till kroppens vävnader, men relaterat, och lika viktigt, plockar det upp koldioxid och andra metaboliska avfallsprodukter.

Hjärtans aktivitet får också hormoner (naturliga kemiska signaler) till sina målvävnader och hjälper till att främja homeostas, eller en mer eller mindre konstant inre miljö när det gäller kemi, vätskebalans och temperatur.

Hjärtat har fyra kamrar: två atria (singularis: förmak) som tar emot blod från venerna och fungerar som primerpumpar, och två kammare, som är överlägset starkare pumpar och matar ut blod i artärerna. Den högra sidan av hjärtat ger och får endast blod till och från lungorna, medan vänster hjärta betjänar resten av kroppen.

Artärer är starkväggiga fartyg som får blod från hjärtat till kapillärer, de små, tunnväggiga utbytespunkterna där material kan komma in i och lämna cirkulationssystemet. Vener är uppsamlingsrören, och det här är vad som "sticks" när du ombeds att ge ett blodprov eftersom blodtrycket i dessa kärl är betydligt lägre än i artärerna.

Hjärtat är inte ett enhetligt organ. Det är känt för att vara främst muskler, men innehåller också andra viktiga element för att skydda det och underlätta sitt jobb på olika sätt.

Hjärtat har ett yttre lager som kallas perikardium (eller epikardium), som i sig inkluderar ett yttre fibröst lager och ett inre seröseller vattnigt lager. Under detta skyddande och smörjande skikt finns tjockleken hjärtinfarkt, diskuterades i detalj kort. Nästa är endokardium, som innehåller fett (fett), nerver, lymf och andra olika element, och är kontinuerligt med ventilerna.

Hjärtat innehåller fyra olika ventiler, en vardera mellan vänster och höger förmak och ventrikel, en mellan höger ventrikel och lungartärerna till lungorna, och en mellan vänster kammare och den stora aortan, artären som i huvudsak tjänar hela kroppen vid roten nivå.

De fibröst skelett löper genom de olika skikten och vävnaderna i hjärtat för att ge det soliditet och ankarpunkter för andra vävnader. Slutligen har hjärtat ett unikt och komplext ledningssystem som inkluderar dess viktigaste funktioner sinoatrial (SA) nod, den atrioventrikulär (AV) -noden och Purkinje-fibrer springer igenom septum, eller vägg, mellan förmaken och kammarna.

Hjärtans primära celler är hjärtmuskelceller, eller kardiomyocyter. ("Myocyte" betyder "muskelcell.") Hjärtmuskelcellorganellerna (membranbundna komponenter) är i grunden desamma som de som finns i andra däggdjursceller, men det här är ungefär som att säga att en sliten barncykel som visas på en gårdsförsäljning har samma delar som en Tour de France-racing cykel.

Hjärtmuskelceller är långsträckta och något rörformiga, som musklerna själva. Grundenheten för en kardiomyocyt är sarkomerer, som mestadels består av kontraktil proteiner och mitokondrier - små "kraftverk" som genererar en bränslemolekyl som kallas adenosintrifosfat (ATP) när syre är närvarande. Det finns också ett nätverk av tubuli som kallas sarkoplasmatisk retikulum, som är rik på kalciumjoner (Ca²⁺dessa joner är oumbärliga för korrekt muskelsammandragning.

Proteinerna i kardiomyocyten är ordnade i parallella buntar och innehåller både tjocka filament och tunna trådar, som överlappar varandra för att bilda den fysiska basen för en verklig muskel kontraktion. Detta överlappningsområde är mörkare än resten av cellen och kallas Ett band.

Mitt i en sarkomer innehåller endast tjocka trådar eftersom tunna trådar inte sträcker sig helt inåt från de två ändarna av sarkomeren, regioner som kallas Z-linjer. Slutligen kallas det område som sträcker sig i båda riktningarna från vilken Z-linje som helst, mot centrum för närliggande sarkomerer Jag-band.

På en mer grov (makro) nivå än kardiomyocyterna avslöjar skiljer sig hjärtmuskeln eller hjärtets muskelsubstans från skelettmuskulaturen på fyra viktiga sätt:

1. Kardiomyocyter grenar ofta; vanliga myocyter bildar linjära kedjor av celler och gör det inte.
2. Hjärtmuskulaturen har framträdande bindväv i sin substans, medan vanlig muskel är förankrad i ben, ligament och senor.
3. Kärnorna i kardiomyocyter finns i mitten av cellen och har en perinukleär halo.
4. Kardiomyocyter har interkalerade skivor springer över dem vid förgreningspunkter, och dessa strukturer möjliggör en samordnad sammandragning av olika hjärtmuskelfibrer på en gång.

Strukturer kallas T-tubuli sträcker sig från cellmembranet till det inre av kardiomyocyter, vilket gör att elektriska impulser når insidan av sarkomererna. Myokardiet innehåller en hög densitet av mitokondrier, vilket kanske förväntas av en muskel som snabbar upp och saktar ner men aldrig slutar fungera helt.

En diskussion om hjärtans mekaniska underverk kan fylla ett helt kapitel, men de grundläggande sakerna att veta är att de faktorer som avgör hur mycket blod hjärtat ska pumpa inkluderar hjärtfrekvens, den förspänning (dvs. mängden blod som fyller hjärtat från lungorna och kroppen), efterbelastning (dvs trycket hjärtat pumpar mot) och egenskaperna hos hjärtmuskeln i sig.

Överdriven utvidgning av hjärtans huvudpumpkammare, vänster kammare (och kan du ta reda på varför den här är den starkaste och viktigaste av de fyra hjärtkamrarna?), är ofta ett tecken på ett "slappt" hjärta som inte pumpar en betydande mängd blod, fylla den med varje slag, vilket orsakar vätskebackup i hela kroppen, inklusive lungorna och gravitationstunga områden som anklar.

Detta tillstånd kallas en typ av kardiomyopati hjärtsvikt, eller CHF, och det kan vanligtvis kontrolleras med läkemedel och kostförändringar.

Hjärtat slår som ett resultat av elektrisk aktivitet som genereras vid SA-noden och sedan förökas ner till AV-noden och genom Purkinje-fibrerna på ett mycket samordnat sätt även vid mycket höga hjärtfrekvenser (över 200 per minut eller tre per andra).

Hjärtcellsmembranet har en vilande elektrisk potential som är något mer negativ än membranpotentialen hos andra kroppsceller. När membranet är tillräckligt stört öppnas olika jonkanaler, vilket möjliggör till- och utflöde av kalium (K⁺och natrium (Na⁺) joner förutom kalcium.

Summan av denna elektrokemiska aktivitet är ansvarig för ett karaktäristiskt mönster elektrokardiogram (EKG eller EKG; EKG är baserat på den tyska versionen av ordet), ett viktigt verktyg i klinisk medicin som används för att bedöma olika störningar i hjärtat.