Сокращение сердца. Структура кардиомиоцитов

Основная функция мышечных клеток миокарда (кардиомиоцитов, или миоцитов) — участие в сердечном цикле сокращение-расслабление.
В кардиомиоцитах (КМЦ) находятся контрактильные белки сердца, составляющие 75% общего объема миокарда и 30% всех его клеток. Около 1/2 объема одного КМЦ желудочка занято миофибриллами, от 1/4 до 1/3 — митохондриями. Миофибриллы — это группа КМЦ, соединенных окружающей их коллагеновой соединительной тканью, которая является основной составляющей внеклеточного матрикса. Избыточное количество коллагена вызывает диастолическую дисфункцию левого желудочка (ЛЖ) и частично влияет на увеличение давления в нем.

Общая масса КМЦ составляет 50% массы сердца. Каждый контрактильный КМЦ имеет строго цилиндрическую форму. КМЦ предсердия сравнительно маленькие: диаметр < 10 мкм, длина ~ 20 мкм. По сравнению с клетками предсердия КМЦ миокарда желудочков у человека имеют больший размер — диаметр 17-25 мкм, длина 60-140 мкм.

Если рассматривать ткань сердца под световым микроскопом, то можно увидеть, что КМЦ предсердий и желудочков имеют поперечную исчерченность и ветвятся. Каждый КМЦ окружен комплексом клеточных мембран — сарколеммой (сарко — мякоть; лемма — тонкая оболочка), которая состоит из палочкоподобных пучков миофибрилл, являющихся контрактиль-ными элементами. Сарколемма КМЦ образует выпячивания внутрь клетки и формирует длинную систему трубочек (Т-трубочки), благодаря которой внеклеточное пространство распространяется внутрь клетки.

сокращение сердца

Ядро, содержащее практически всю генетическую информацию клетки, часто располагается центрально. У некоторых КМЦ несколько ядер. Пространство между миофибриллами и сразу под сарколеммой усыпано митохондриями, основная функция которых состоит в генерировании энергии в виде аденозинтрифосфата (АТФ), необходимого для поддержания контрактильной функции сердца. АТФ связан с ионными градиентами. Среди других органелл самым важным является саркоплазматический ретикулум (СР).

Когда волна электрического возбуждения достигает близко расположенных Т-трубочек, кальциевые каналы трубочек пропускают относительно небольшое количество кальция, чтобы инициировать выброс гораздо большего его количества по кальциевым каналам СР. В результате начинается сокращение миокарда. При обратном транспорте кальция в СР наступает расслабление миокарда.

Анатомически СР представляет собой тонкую сеть, которая проходит через КМЦ и ограничена двойным липидным слоем, практически идентичным слою сарколеммы. Кальциевые каналы (их также называют риано-диновыми рецепторами) располагаются в расширенных частях СР, которые прилежат к Т-трубочкам. Т-трубочки также называют субсарколеммными цистернами. Вторая часть СР (продольная, или сетевая) состоит из ветвящихся трубочек и участвует в обратном захвате кальция, что инициирует расслабление.

Этот захват происходит благодаря АТФ-зависимому кальциевому насосу который называют SERCA (sarcoendoplasmic reticulum Ca2+-ATPase). Активность SERCA повышается под воздействием (3-адренергической стимуляции. Кальций после захвата СР до момента выброса в ответ на следующую волну деполяризации сохраняется в высокой концентрации в белках-депо, к которым относится кальсеквестрин.

- Читать далее "Цитоплазма кардиомиоцитов. Микроархитектура клеток сердца"

Оглавление темы "Механизмы сокращения миокарда":
1. Сокращение сердца. Структура кардиомиоцитов
2. Цитоплазма кардиомиоцитов. Микроархитектура клеток сердца
3. Функции титина миокарда. Механизм Frank-Starling'а
4. Комплекс актина и тропонина миокарда. Молекулярный механизм сокращения миокарда
5. Молекулярный механизм сокращения мышцы сердца. Двухголовая структура миозина
6. Влияние длины мышечного волокна на силу сокращения. Цикл поперечных мостиков сердца
7. Распространение силы сокращения сердца. Белки миокарда и кардиомиопатии
8. Ионы кальция при сокращении миокарда. Рианодиновые рецепторы
9. Влияние ЧСС на высвобождение кальция в миокарде. Прекращение высвобождения кальция в кардиомиоците
10. Выброс кальция в миокарде. Захват кальция активным кальциевым насосом - SERCA

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: