โครงสร้างของเซลล์หัวใจ

ความมหัศจรรย์ของกายวิภาคศาสตร์ที่เรียกว่าหัวใจอาจถือได้ว่าเป็นส่วนหนึ่งของร่างกายของคุณที่ไม่สามารถหยุดพักได้อย่างแน่นอน ในขณะที่สมองของคุณเป็นศูนย์กลางการควบคุมของส่วนที่เหลือของคุณ การทำงานของช่วงเวลาต่อช่วงเวลานั้นมีความหลากหลายอย่างมากและในบางแง่มักจะไม่โต้ตอบ ไม่ว่าในกรณีใด "การคิด" หรือการตีความและส่งสัญญาณไฟฟ้าเคมีไม่ชัดเจนหรือน่าทึ่งเท่า การเต้นของหัวใจซึ่งเป็นไปได้ทั้งหมดที่คุณสามารถสัมผัสได้โดยการเอามือแตะหน้าอกด้านซ้ายของคุณตรงนี้ ช่วงเวลา

ด้วยโครงสร้างที่ผิดปกติและสำคัญเช่นนี้ การเดินสายไฟและการทำงานโดยรวมของหัวใจจึงมีความพิเศษเฉพาะในร่างกายมนุษย์ เช่นเดียวกับอวัยวะและเนื้อเยื่อทั้งหมด หัวใจประกอบด้วยสิ่งเล็กๆ เซลล์.

ในกรณีของเซลล์หัวใจที่เรียกว่า คาร์ดิโอไมโอไซต์ระดับความเชี่ยวชาญพิเศษของเซลล์เหล่านี้และเนื้อเยื่อที่พวกมันมีส่วนร่วมนั้นลึกซึ้งพอ ๆ กับที่วิจิตรงดงาม

ถ้ามีคนถามคุณว่า "จุดประสงค์ของหัวใจคืออะไร" คุณอาจตอบสนองตามสัญชาตญาณว่า "สูบฉีดเลือดไปทั่วร่างกาย" ในทางเทคนิคแล้ว คุณพูดถูก แต่ทำไมร่างกายถึงต้องอาบเลือดอย่างต่อเนื่องตั้งแต่แรก?

มีเหตุผลหลายประการ

กิจกรรมของหัวใจยังได้รับฮอร์โมน (ตัวส่งสัญญาณทางเคมีตามธรรมชาติ) ไปยังเนื้อเยื่อเป้าหมายและช่วยส่งเสริม สภาวะสมดุลหรือสภาพแวดล้อมภายในที่มีความคงตัวไม่มากก็น้อยในแง่ของเคมี ความสมดุลของของเหลว และอุณหภูมิ

หัวใจมีสี่ห้อง: สอง atria (เอกพจน์: เอเทรียม) ที่รับเลือดจากเส้นเลือดและทำงานเป็นไพรเมอร์ปั๊มและสอง โพรงซึ่งเป็นเครื่องสูบฉีดที่แรงกว่าและขับเลือดเข้าสู่หลอดเลือดแดง หัวใจซีกขวาให้และรับเลือดเข้าและออกจากปอดเท่านั้น ในขณะที่หัวใจซีกซ้ายทำหน้าที่ส่วนอื่นๆ ของร่างกาย

หลอดเลือดแดง มีกำแพงแน่น เรือ ที่ได้รับเลือดจากหัวใจถึง เส้นเลือดฝอย, จุดแลกเปลี่ยนขนาดเล็กที่มีผนังบางซึ่งวัสดุสามารถเข้าและออกจากระบบไหลเวียนโลหิตได้ หลอดเลือดดำ คือท่อรวบรวม และนี่คือสิ่งที่ "ถูกแทง" เมื่อคุณถูกขอให้เก็บตัวอย่างเลือด เนื่องจากความดันโลหิตในหลอดเลือดเหล่านี้ต่ำกว่าในหลอดเลือดแดงมาก

หัวใจไม่ใช่อวัยวะที่สม่ำเสมอ เป็นที่รู้จักกันว่าเป็นกล้ามเนื้อเป็นหลัก แต่ก็มีองค์ประกอบสำคัญอื่น ๆ เพื่อปกป้องและทำให้งานง่ายขึ้นในรูปแบบต่างๆ

หัวใจมีชั้นนอกเรียกว่า เยื่อหุ้มหัวใจ (หรือ หัวใจ) ซึ่งรวมถึงชั้นเส้นใยด้านนอกและชั้นใน เซรุ่มหรือเป็นชั้นน้ำ ภายใต้ชั้นป้องกันและหล่อลื่นนี้มีความหนา กล้ามเนื้อหัวใจ, กล่าวถึงในรายละเอียดในไม่ช้า. ต่อไปคือ เยื่อบุหัวใจซึ่งประกอบด้วยไขมัน (ไขมัน) เส้นประสาท น้ำเหลือง และองค์ประกอบที่หลากหลายอื่นๆ และต่อเนื่องกับลิ้นหัวใจ

หัวใจประกอบด้วยสี่แตกต่าง วาล์วหนึ่งอันอยู่ระหว่างเอเทรียมซ้ายและขวาและช่องหนึ่งอันระหว่างช่องท้องด้านขวากับหลอดเลือดแดงในปอดไปยัง ปอด และอีกช่องหนึ่งอยู่ระหว่างช่องซ้ายกับหลอดเลือดแดงใหญ่ หลอดเลือดแดงที่ทำหน้าที่สำคัญต่อร่างกายที่ราก ระดับ

โครงกระดูกเส้นใย ไหลไปตามชั้นและเนื้อเยื่อต่างๆ ของหัวใจเพื่อให้เกิดความแน่นหนาและจุดยึดของเนื้อเยื่ออื่นๆ สุดท้ายหัวใจก็มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวซับซ้อน ระบบการนำไฟฟ้า ซึ่งรวมถึงคุณสมบัติหลักคือ sinoatrial (SA) โหนด the atrioventricular (AV) โหนดและ เส้นใย Purkinje วิ่งผ่าน กะบังหรือผนังระหว่าง atria กับ ventricles

เซลล์หลักของหัวใจคือเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจหรือ คาร์ดิโอไมโอไซต์. ("Myocyte" หมายถึง "เซลล์กล้ามเนื้อ") ออร์แกเนลล์ของเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจ (ส่วนประกอบที่จับกับเมมเบรน) โดยพื้นฐานแล้วจะเหมือนกับที่พบในอวัยวะอื่นๆ เซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แต่นี่มันเหมือนกับว่าจักรยานเด็กที่สึกหรอมาอย่างดีตั้งโชว์ที่สนามขาย มีส่วนเดียวกับการแข่งรถตูร์ เดอ ฟรองซ์ จักรยาน.

เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจจะยาวและมีลักษณะเป็นท่อคล้ายกล้ามเนื้อ หน่วยพื้นฐานของคาร์ดิโอไมโอไซต์คือ sarcomereซึ่งประกอบด้วย หดตัว โปรตีนและ ไมโตคอนเดรีย – “โรงไฟฟ้า” เล็กๆ ที่สร้างโมเลกุลเชื้อเพลิงที่เรียกว่า อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (เอทีพี) เมื่อมีออกซิเจน นอกจากนี้ยังมีเครือข่ายของท่อที่เรียกว่า ซาร์โคพลาสมิก reticulum ซึ่งอุดมไปด้วยแคลเซียมไอออน (Ca²⁺) ไอออนเหล่านี้ขาดไม่ได้สำหรับการหดตัวของกล้ามเนื้ออย่างเหมาะสม

โปรตีนในคาร์ดิโอไมโอไซต์ถูกจัดเรียงเป็นมัดขนานกันและรวมถึงเส้นใยหนาและ เส้นใยบาง ๆ ซึ่งทับซ้อนกันเพื่อสร้างพื้นฐานทางกายภาพสำหรับกล้ามเนื้อจริง actual การหดตัว บริเวณที่ทับซ้อนกันนี้มีสีเข้มกว่าส่วนอื่นๆ ของเซลล์และเรียกว่า and วงดนตรี.

ส่วนที่อยู่ตรงกลางของซาร์โคเมียร์จะมีเพียงเส้นใยหนา เนื่องจากเส้นใยบางๆ จะไม่ยื่นเข้าด้านในจากปลายทั้งสองด้านของซาร์โคเมียร์จนหมด Z-lines. สุดท้าย พื้นที่ที่ยื่นออกไปทั้งสองทิศทางจากเส้น Z ใดๆ ไปยังจุดศูนย์กลางของซาร์โคเมียร์ที่อยู่ติดกัน เรียกว่า ไอแบนด์.

ในระดับรวม (มาโคร) ที่มากกว่าที่คาร์ดิโอไมโอไซต์เปิดเผย กล้ามเนื้อหัวใจเองหรือสารของกล้ามเนื้อของหัวใจ แตกต่างจากกล้ามเนื้อโครงร่างในสี่วิธีที่สำคัญ:

1. Cardiomyocytes มักจะแตกแขนง; myocytes ปกติจะสร้างสายโซ่เชิงเส้นของเซลล์และไม่ทำ
2. กล้ามเนื้อหัวใจมีเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่โดดเด่นในสสารของมัน ในขณะที่กล้ามเนื้อปกติจะยึดกับกระดูก เอ็น และเส้นเอ็น
3. นิวเคลียสของ cardiomyocytes อยู่ตรงกลางเซลล์และมี a นิวเคลียร์ปริกำเนิด รัศมี
4. คาร์ดิโอไมโอไซต์มี แผ่นอินเตอร์คาเลต วิ่งข้ามพวกเขาที่จุดแตกแขนง และโครงสร้างเหล่านี้ช่วยให้การหดตัวของเส้นใยกล้ามเนื้อหัวใจต่างๆ พร้อมกัน

โครงสร้างที่เรียกว่า T-tubules ขยายจากเยื่อหุ้มเซลล์ไปยังภายในของ cardiomyocytes ซึ่งช่วยให้แรงกระตุ้นไฟฟ้าไปถึงด้านในของ sarcomeres กล้ามเนื้อหัวใจมีความหนาแน่นสูงของไมโทคอนเดรีย ซึ่งคาดว่ากล้ามเนื้อจะเร่งความเร็วและช้าลง แต่ไม่เคยหยุดทำงานเลย

การอภิปรายเกี่ยวกับความมหัศจรรย์ทางกลไกของหัวใจสามารถเติมเต็มทั้งบทได้ แต่สิ่งพื้นฐานที่ต้องรู้คือปัจจัยที่กำหนดว่าหัวใจจะสูบฉีดเลือดได้มากน้อยเพียงใด ได้แก่ อัตราการเต้นของหัวใจ, ที่ พรีโหลด (กล่าวคือ ปริมาณเลือดที่เติมเต็มหัวใจจากปอดและร่างกาย) Afterload (เช่น แรงกดที่หัวใจสูบฉีด) และลักษณะของกล้ามเนื้อหัวใจตายเอง

การขยายหัวใจห้องสูบน้ำหลักของหัวใจห้องล่างซ้ายมากเกินไป (และคุณสามารถเข้าใจได้ว่าทำไมห้องนี้ถึงแข็งแกร่งที่สุดและ ที่สำคัญที่สุดของห้องหัวใจทั้งสี่?) มักจะเป็นสัญญาณของหัวใจที่ "อ่อนแอ" ที่ไม่ได้สูบฉีดเลือดจำนวนมาก เติมเข้าไปในแต่ละจังหวะ ทำให้เกิดการสำรองของเหลวทั่วร่างกาย รวมทั้งปอด และบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากแรงโน้มถ่วง เช่น ข้อเท้า

ภาวะนี้เป็นประเภทของคาร์ดิโอไมโอแพทีที่เรียกว่า หัวใจล้มเหลวหรือ CHF และมักจะควบคุมได้ด้วยยาและการดัดแปลงอาหาร

หัวใจเต้นเป็นผลจากกิจกรรมทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นที่โหนด SA แล้วขยายพันธุ์ลงไปที่โหนด AV และ ผ่านเส้นใย Purkinje ในลักษณะที่ประสานกันสูงแม้ในอัตราการเต้นของหัวใจที่สูงมาก (เกิน 200 ต่อนาทีหรือสามครั้งต่อ วินาที)

เยื่อหุ้มเซลล์หัวใจมีศักย์ไฟฟ้าพักซึ่งมีค่าลบมากกว่าศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์อื่นๆ ในร่างกายเล็กน้อย เมื่อเมมเบรนถูกรบกวนเพียงพอ ช่องไอออนต่างๆ จะเปิดขึ้น ทำให้โพแทสเซียมไหลเข้าและไหลออก (K⁺) และโซเดียม (Na⁺) ไอออนนอกเหนือจากแคลเซียม

ผลรวมของกิจกรรมไฟฟ้าเคมีนี้รับผิดชอบต่อรูปแบบเฉพาะของ an คลื่นไฟฟ้าหัวใจ (คลื่นไฟฟ้าหัวใจหรือคลื่นไฟฟ้าหัวใจ; EKG ขึ้นอยู่กับคำในภาษาเยอรมัน) ซึ่งเป็นเครื่องมือสำคัญในการแพทย์ทางคลินิกที่ใช้ในการประเมินความผิดปกติต่างๆ ของหัวใจ