Уникальное свойство сердечной мышцы. Физиологические свойства сердечной мышцы

миокард повреждение мышечной ткани миокарда
Миока́рд

(лат. myocardium от др.-греч. μῦς «мышца» + καρδία «сердце») — мышечная ткань сердечного типа, основным гистологическим элементом которой является кардиомиоцит; соответствует среднему слою сердца и формирует толщу стенок желудочков и предсердий.[B: 1][B: 2]

Мышечная ткань сердца состоит из отдельных клеток — миоцитов. Различают три вида сердечных миоцитов:[1][B: 3][B: 4]

1. проводящие, или атипичные
   (устар.), кардиомиоциты;
2. сократительные, или типичные
   , кардиомиоциты, которые также называют клетками
   рабочего миокарда
   ;
3. секреторный кардиомиоциты.

Иные исследователи[2] выделяют пять видов кардиомиоцитов, дополнительно разделяя группу проводящих кардиомиоцитов на синусовые (пейсмекерные), переходные и проводящие.

Волокна рабочего миокарда предсердий и желудочков составляют основную массу сердца — 99%, обеспечивают его нагнетательную функцию.[B: 5] В состав миокарда также входят поддерживающая рыхлая волокнистая соединительная ткань и коронарные сосуды.[3]

Эмбриология

Миокард, также как и эпикард, формируется из миоэпикардальной пластинки (висцерального листка сплахнотома шеи зародыша), в то время как эндокард — из мезенхимы.[1] Источники развития сердечной поперечно-полосатой мышечной ткани — симметричные участки висцерального листа сплахнотома в шейной части зародыша — миоэпикардиальные пластинки

; из них также дифференцируются клетки мезотелия эпикарда.[2] После ряда митотических делений G1-миобласты начинают синтез сократительных и вспомогательных белков и через стадию G0-миобластов дифференцируются в кардиомиоциты, приобретая вытянутую форму.[1]

В отличие от поперечно-полосатой ткани скелетного типа в кардиогенезе не происходит обособления камбиального резерва, а все кардиофиоциты необратимо находятся в фазе G0клеточного цикла.[1] Стволовых клеток или клеток-предшественников в сердечной мышечной ткани нет, поэтому погибающие кардиомиоциты не восстанавливаются.[2]

Поперечно-полосатая сердечная мышечная ткань

· Имеет сходное со скелетной мышечной тканью строение миофибрилл и протофибрилл и механизм мышечного сокращения (миофибрилл мало, они тонкие, слабая поперечная исчерченность)

· Особенности сердечной поперечно-полосатой мышечной ткани:

o Мышечное волокно состоит из цепочек отдельных клеток – кардиомиоцитов

(клетки не сливаются)

o Все клетки сердца соединяются мембранными контактами (вставочными дисками) в единое мышечное волокно, что обеспечивает сокращение миокарда как единого целого (отдельно миокарда предсердий и миокарда желудочков)

o Волокна имеют небольшое число ядер

· Сердечная мышечная ткань разделяется на две разновидности:

o рабочая мышечная ткань

– составляет 99% массы миокарда сердца (обеспечивает сокращение сердца)

o проводящая мышечная ткань

– состоит из видоизменённых, неспособных к сокращению,
атипичных
клеток

— образует узлы в миокарде, где генерируются и откуда распространяются электрические импульсы для сокращений сердца – проводящая система сердца

Функции сердечной поперечнополосатой мышечной ткани

1. Генерация и распространение электрических импульсов для сокращения миокарда сердца

2. Непроизвольные

ритмические сокращения миокарда сердца для проталкивания крови (автоматия миокарда)

Гладкая мышечная ткань

· Локализуется только во внутренних органах (стенки пищеварительного тракта, стенки дыхательных путей, кровеносных и лимфатических сосудов, мочевого пузыря, матки, косые мышцы волос кожи, мышцы, окружающие зрачок)

· Клетки одиночные, длинные, веретенообразные, одноядерные, делящиеся в течение всей жизни

· Внутреннее строение клетки такое же, как и у мышечных волокон поперечнополосатой ткани (миофибриллы, состоящие из протофибрилл и белков актина и миозина)

· Светлые участки актина и тёмные участки миозина разных миофибрилл лежат неупорядоченно, что ведёт к отсутствию поперечной исчерченности клеток гладких мышц

· Образуют ленты, пласты, тяжи в стенках внутренних органов (не образуют отдельных мышц)

· Иннервируются вегетативными нервами

· Гладкие мышцы внутренних органов слабые, сокращаются непроизвольно

без участи сознания, медленно, не утомляются, способны находиться в состоянии сокращения очень долго (часами, сутками) –
тонические
сокращения (потребляют мало энергии для работы)

Функции гладких мышц

1. Работа (моторная функция) внутренних органов (перистальтика, выведение мочи, роды и т. д.)

2. Тонус кровеносных и лимфатических сосудов (изменение диаметра сосудов ведёт к изменению давления и скорости крови)

Нервная ткань

· В процессе эмбриогенеза образуется путём деления клеток эктодермы

· Свойства нервной ткани – возбудимость

и
проводимость
· Органы, образованные нервной тканью: головной мозг, спинной мозг, нервные узлы (ганглии), нервы

· Состоит из нервных клеток (нейронов)

– 15% всех клеток и
нейроглии
(межклеточное вещество)

· Нейроглия имеет клетки (глиоциты) — 85% всех клеток

Функции нейроглии

1. Трофическая (снабжение нейронов всем необходимым для жизнедеятельности)

2. Опорная (скелет нервной ткани)

3. Изолирующая, защитная (защита от неблагоприятных условий и электроизоляция нейронов)

4. Регенерация отростков нервных клеток

· Нервные клетки – нейроны

— одноядерные, с отростками, не делящиеся после рождения (общее число нейронов в нервной системе человека по разным оценкам составляет от 100 млрд. до 1 триллиона)

· Имеют тело

(содержит гранулы, глыбки) и
отростки
· В нейронах много митохондрий

, очень хорошо развит комплекс Гольджи и система опорно-транспортных микротрубочек –
нейрофибрилл
для транспорта веществ (нейромедиаторов)

· Различают отростки двух видов:

o Аксон

– всегда один, длинный (до 1,5 м), не ветвящийся (выходит за пределы органа нервной системы)

Функции аксона

– проведение команды (в виде электрического импульса) от нейрона на другие нейроны или к рабочим тканям и органам

o Дендриты

– многочисленные (до 15), короткие, ветвистые (имеют на концах чувствительные нервные окончания –
рецепторы
)

Функции дендритов

– восприятие раздражения и проведение электрического импульса (информации) от рецепторов в тело нейрона (в мозг)

· Нервные волокна

– отростки нервных клеток, покрытые соединительнотканными оболочками

Строение нейрона: Строение мультиполярного нейрона: 1 — дендриты; 2 — тело нейрона; 3 — ядро; 4 — аксон; 5 — миелиновая оболочка; 6 – разветвления аксона

· Серое вещество мозга – совокупность тел нейронов

— вещество коры больших полушарий головного мозга, коры мозжечка, рогов серого вещества спинного мозга и нервных узлов (ганглиев)

· Белое вещество мозга –

совокупность отростков нейронов (аксонов и дендритов)

Виды нейронов (по числу отростков)

o Униполярные

– имеют один отросток (аксон)

o Биполярные

– имеют два отростка (один аксон и один дендрит)

o Мультиполярные –

имеют множество отростков (один аксон и множество дендритов) – нейроны спинного и головного мозга

Виды нейронов (по функциям)

o Чувствительные (центростремительные, сенсорные, эфферентные) –

воспринимают раздражения от рецепторов, формируют чувства, ощущения (биполярные)

o Вставочные (ассоциативные)

– анализ, биологический смысл информации, поступившей от рецепторов, выработка ответной команды,
соединение чувствительных нейрона с двигательными
и другими нейронами (один нейрон может соединяться с 20 тыс. других нейронов); 60% всех нейронов, мультиполярные

o Двигательные (центробежные, моторные, эффекторные)

– передача команды вставочного нейрона к рабочим органам (мышцам, железам); мультиполярные, с очень длинным аксоном

o Тормозные

o Некоторые нейроны способны к синтезу гормонов: окситоцина и пролактина (нейросекреторные клетки

гипоталамуса промежуточного мозга)

· Нервные волокна

– отростки нервных клеток, покрытые соединительнотканными оболочками

· Различают два вида нервных волокон (в зависимости от строения оболочки): мякотные и безмякотные

o Сотни и тысячи мякотных и безмякотных нервных волокон, выходящих за пределы ЦНС, покрытые соединительной тканью образуют нервы (нервные стволы)

Виды нервов

o Чувствительные нервы —

образованы исключительно дендритами, служат для проведения чувствительной информации от рецепторов организма в мозг (в чувствительные нейроны)

o Двигательные нервы

– образованы из аксонов: служат для проведения команды мозга от двигательного нейрона к рабочим тканям и органам (эффекторам)

o Смешанные нервы

– состоят из дендритов и аксонов; служат и для проведения чувствительной информации в мозг и команд мозга к рабочим органам (например, 31 пара спинномозговых нервов)

· Связь и взаимодействие между нервными клетками осуществляется с помощью синапсов

Синапс – место контакта аксона с другим отростком или телом другой клетки (нервной или соматической), в котором происходит передача нервного (электрического) импульса

o Передача нервного импульса в синапсе осуществляется с помощью химических веществ — нейромедиаторов

(адреналин, норадреналин, ацетилхолин, серотонин, дофамин и др.)

o Синапсы располагаются на разветвлениях окончания аксона

o Число синапсов на одном нейроне может доходить до 10 000, поэтому общее число контактов в нервной системе приближается к астрономической цифре

o Возможно, что количество контактов и мультиполярных нейронов в нервной системе, являются одним из показателей умственного развития человека и трудовой специализации. С возрастом количество контактов существенно уменьшается

Животные ткани (ткани человека)

Рефлекс. Рефлекторная дуга

Рефлекс – ответная реакция организма на раздражение (изменение) внешней и внутренней среды, осуществляющаяся с участием нервной системы

o основная форма деятельности центральной нервной системы

v Основоположником представлений о рефлексах, как бессознательных автоматических актах, связанных с низшими отделами нервной системы, является французский философ и естествоиспытатель Р. Декарт (XVII в.) В XVIII в. чешский анатом и физиолог Г. Прохаска ввел науку этот термин «рефлекс»

v И. П. Павлов, русский академик (XX в.) разделил рефлекс на безусловные (врождённые, видовые, групповые) и условные (приобретённые, индивидуальные)

Предыдущая3Следующая


Гистология

Миокард представляет собой плотное соединение мышечных клеток — кардиомиоцитов, составляющих основную часть миокарда. Отличается от других типов мышечной ткани (скелетная мускулатура, гладкая мускулатура) особым гистологическим строением, облегчающим распространение потенциала действия между кардиомиоцитами. Характерной структурной особенностью ткани сердечной мышцы является наличие в области вставочных дисков зон плотного прилегания мембран кардиомиоцитов — нексусов

. За счёт этого в области нексусов создаётся низкое электрическое сопротивление по сравнению с другими областями мембраны, что обеспечивает быстрый переход возбуждения с одного волокна на другое. Такое псевдосинцитиальное строение сердечной мышцы определяет ряд её особенностей.[4] Кроме того, поперечные участки выступов соседних клеток соединены друг с другом посредством
интердигитаций
и
десмосом
; к каждой десмосоме со стороны цитоплазмы подходит миофибрилла, закрепляющаяся в десмоплакиновом комплексе, — и таким образом при сокращении тяга одного кардиомиоцита передаётся другому.[2] Эту структурную особенность миокарда, способствующую более быстрому распространению потенциала действия в миокарда, обозначают как
функциональный синцитий
, чтобы показать, что сердце является единым в функциональном отношении органом.[5]

Предсердные и желудочковые кардиомиоциты относятся к разным популяциям рабочих кардиомиоцитов. Предсердные кардиомиоциты относительно мелкие, 10 мкм в диаметре и длиной 20 мкм; в них слабее развита система Т-трубочек, но в зоне вставочных дисков значительно больше щелевых контактов. Желудочковые кардиомиоциты крупнее, 25 мкм в диаметре и до 140 мкм в длину; они имеют хорошо развитую систему Т-трубочек. Сократительный аппарат миоцитов предсердий и желудочков различается также и составом изоформ миозина, актина и других сократительных белков.[1] В отличие от желудочковых кардиомиоцитов, форма которых близка к цилиндрической, предсердные кардиомиоциты чаще имеют отростчатую форму и меньшие размеры.[6]

Элементарной сократительной единицей кардиомиоцита является саркомер — участок миофибриллы между двумя так называемыми линиями Z. Длина саркомера равна 1,6—2,2 мкм в зависимости от степени сокращения. В саркомере чередуются светлые и тёмные полосы, отчего миофибрилла при световой микроскопии выглядит поперечно исчерченной. В центре находится тёмная полоса постоянной длины (1,5 мкм) — диск A, его ограничивают два более светлых диска I переменной длины. Саркомер миокарда, как и скелетной мышцы, состоит из переплетённых нитей (миофиламентов) двух типов. Толстые нити есть только в диске A. Они состоят из белка миозина, имеют сигарообразную форму, диаметр 10 нм и длину 1,5—1,6 мкм. Тонкие нити включают прежде всего актин и идут от линии Z через диск I в диск A. Их диаметр составляет 5 нм, длина — 1 мкм. Толстые и тонкие нити накладываются друг на друга только в диске A; диск I содержит лишь тонкие нити. При электронной микроскопии между толстыми и тонкими нитями видны поперечные мостики.

Рабочие кардиомиоциты покрыты сакролеммой,состоящей из плазмолемы и базальной мембраны, в которую вплетаются тонкие коллагеновые и эластические волокна, образующие надёжный внешний скелет этих клеток. Базальная мембрана кардиомиоцитов, содержащая большое количество гликопротеинов, способных связывать Ca2+, может принимать участие наряду с саркотубулярной сетью и митохондриями в перераспределении Ca2+ в цикле сокращение — расслабление. Базальная мембрана латеральных сторон кардиомиоцитов инвагинирует в канальцы Т-системы (в отличие от скелетных мышц).[6]

Часть кардиомиоцитов предсердий (особенно правого) обладают выраженной секреторной функцией (секреторные кардиомиоциты): они содержат у полюсов ядер хорошо выраженный комплекс Гольджи и секреторные гранулы, содержавшие гормон атриопептин.[1]

Анатомия скелетной мышцы

Мы плавно подошли к вопросу, из чего состоят мышцы человека. Мышечная клетка (миоцит) – это основная структурная единица мышечной ткани. Отличительная особенность миоцита состоит в том, что он в сотни раз длиннее своего поперечного сечения. Его также именуют мышечное волокно. От 10 до 50 волокон соединены в пучок, который собственно и формирует мускулу. Для примера, бицепс состоит из миллиона волокон.

Основное вещество, содержащееся в мышечной клетке, – это саркоплазма. В ней находятся тонкие мышечные нити (миофибриллы), за счет которых как раз и происходят сокращения. Миофибрилла, в свою очередь, состоит из элементарных частиц – саркомеров. Их главная особенность – сокращаться под действием нервного импульса.

Вот, из каких волокон состоит мышца (мышечный пучок):

1. Ядер.
2. Сократительных нитей.
3. Покровной мембраны.
4. Соединительнотканной оболочки (фасции) – это мышечная группа, действующая в одном направлении.
5. Кровеносных сосудов.

Благодаря целенаправленным силовым занятиям ты увеличиваешь как число миофибрилл, так и их поперечное сечение. Вначале этот процесс увеличивает силу мускул, потом – ее толщину. Но причем число самих мышечных волокон не меняется. Оно обусловлено генетическими особенностями организма и на протяжении жизни остается прежним. Отсюда можно сделать вывод, что представляет собой анатомия спорта: спортсмены, чьи мускулы состоят из большего числа миоцитов, имеют больше вероятности увеличить толщину мышц в процессе силовых тренировок, чем те, у которых мускулатура содержит меньше волокон.

Таким образом, сила скелетной мышцы зависит от поперечного сечения, а именно от толщины и числа миофибрилл. Примечательно, что показатели силы и мышечной массы увеличиваются неодинаково: при возрастании мышечной массы в 2 раза, сила мышц увеличивается в 3 раза. Ученые пока не могут объяснить данный феномен.

Биохимия

Главным источником энергии для миокарда является процесс аэробного окисления неуглеводных субстратов. Это свободные жирные кислоты и молочная кислота (около 60 %), пировиноградная кислота, кетоновые тела и аминокислоты (менее 10 %). При интенсивной мышечной работе в крови накапливается молочная кислота в результате анаэробного гликолиза в мышцах. Лактат является дополнительным источником энергии для миокарда, причем, расщепляя молочную кислоту, сердце способствует поддержанию постоянства pH. Около 30% расходуемой сердцем энергии покрывается за счет глюкозы; при физической нагрузке увеличивается энергетическая доля жирных и молочной кислот при одновременном снижении энергетической доли глюкозы. Однако большая зависимость деятельности сердечной мышцы от аэробного окисления делает сердце весьма зависимым от поступления кислорода к кардиомиоцитам. Поэтому при ухудшении коронарного кровотока и недостаточном поступлении кислорода к сердечной мышце в ней могут развиваться патологические процессы, вплоть до инфаркта. Защитную роль для сердца выполняет его миоглобин, которого в сердечной мышце содержится около 4 мг/г ткани. Он обладает большим сродством к O2, запасает его во время диастолы сердца и отдает во время систолы, когда кровоток в коронарных артериях левого желудочка почти прекращается (сохраняется 15%); в правом желудочке и предсердиях кровоток постоянный.[7]

Особенности строения сердца

Сердце взрослого человека весит примерно 250-330 г. У женщин размер этого органа меньше, как и объем перекачиваемой крови.

Состоит оно из 4 камер:

• Двух предсердий;
• Двух желудочков.

Через правую часто сердца проходит малый круг кровообращения, через левый – большой. Поэтому стенки левого желудочка обычно больше: чтобы за одно сокращение сердце могло вытолкнуть больший объем крови.

Направление и объем выталкиваемой крови контролируют клапаны:

• Двухстворчатый (митральный) – с левой стороны, между левым желудочком и предсердием;
• Трехстворчатый – с правой стороны;
• Аортальный;
• Легочный.

Физиология

Последовательное сокращение и расслабление различных отделов сердца связано с его строением и наличием проводящей системы сердца, по которой распространяется импульс. Миокард предсердий и желудочков разобщён фиброзной перегородкой, что позволяет им сокращаться независимо друг от друга, так как возбуждение не может распространяться по фиброзной ткани. Возбуждение от предсердий к желудочкам проводится только через атриовентрикулярный пучок, отходящий от атриовентрикулярного узла[B: 6].

Секреторные кардиомиоциты предсердий при их сильном растяжении по причине повышенного артериального давления (АД) синтезируют и секретируют атриопептин, вызывающий снижение АД. [1]

Атипичные кардиомиоциты

образуют проводящую систему сердца, состоящую из:

синусо-предсердный узел;

предсердно-желудочковый узел;

предсердно-желудочковый пучок (пучок Гиса)ствол, правую и левую ножки;

концевые разветвления ножек — волокна Пункинье.

Атипичные кардиомиоциты обеспечивают генерирование биопотенциалов, их проведение и передачу на сократительные кардиомиоциты.

По своей морфологии атипичные кардиомиоциты отличаются от типичным рядом особенностей:

они крупнее (длина 100 мкм, толщина 50 мкм);

в цитоплазме содержимся мало миофибрилл, которые расположены неупорядочено и потому атипичные кардиомиоциты не имеют поперечной исчерченности;

плазмолемма не образует Т-канальцев;

во вставочных дисках между этими клетками отсутствуют десмосомы и щелевидные контакты.

Атипичные кардиомиоциты различных отделов проводящей системы отличаются между собой по структуре и функциям и подразделяются на три основные разновидности:

Р-клетки (пейсмекеры) водители ритма (I типа);

переходные клетки (II типа);

клетки пучка Гиса и волокон Пуркинье (III тип).

Клетки I типа (Р-клетки) составляют основу синусо-предсердного узла, а также в небольшом количестве содержатся в атриовентрикулярном узле. Эти клетки способны самостоятельно генерировать с определенной частотой биопотенциалы и передавать их на переходные клетки (II типа), а последние передают импульсы на клетки III типа, от которых биопотенциалы передаются на сократительные кардиомиоциты.

Источники развития кардиомиоцитов — миоэпителиальные пластинки, представляющие собой определенные участки висцеральных листков спланхнотома, а конкретнееиз целомического эпителия этих участков.

Примечания

1. ↑ 1234567
   Гистология, 2002, Сердечная мышечная ткань, с. 180-184.
2. ↑ 1234
   Гистология, 1998, Сердечная мышечная ткань, с. 263—264.
3. Гистология, 2002, Глава 10. Сердечно-сосудистая система, с. 288—310.
4. Судаков, 2000, Физиология сердца, с. 319-337.
5. Ткаченко, 2005, § 2.8. Функции мышечных клеток сердца, с. 113-122.
6. ↑ 12
   Гистология, 1998, Миокард, с. 416—418.
7. Агаджанян, 2009, Глава 11 Сердечно-сосудистая система, с. 260-310.

Какой тканью образовано сердце

Сердце – полый орган размером примерно с кулак человека. Оно практически полностью образовано мышечной тканью, поэтому многие сомневаются: сердце – это мышца или орган? Правильный ответ на этот вопрос – орган, образованный мышечной тканью.

Сердечная мышца называется миокард, ее строение существенно отличается от остальной мышечной ткани: образована она клетками-кардиомиоцитами. Сердечная мышечная ткань имеет поперечнополосатую структуру. В ее составе есть тонкие и толстые волокна. Микрофибриллы – скопления клеток, которые образуют мышечные волокна, собраны в пучки разной длины.

Свойства сердечной мышцы – обеспечение сокращения сердца и перекачивание крови

.

Где находится сердечная мышца? Посередине, между двумя тонкими оболочками:

• Эпикардом;
• Эндокардом.

На долю миокарда приходится максимальное количество массы сердца.

Механизмы, которые обеспечивают сокращение:

В цикле работы сердца выделяют две фазы:

• Относительную, при которой клетки реагируют на сильные раздражители;
• Абсолютную – когда на протяжении определенного промежутка времени мышечная ткань не реагирует даже на очень сильные раздражители.

Литература

1. Гистология / под ред. Э. Г. Улумбекова, Ю. А. Чалышева. — 2-е изд., перераб. и доп.. — М.: ГЕОТАР-МЕД, 2002. — 672 с. — 3000 экз. — ISBN 5-9231-0228-5.
2. Гистология / под ред. Ю. И. Афанасьева, Н. А. Юриной. — М.: Медицина, 1998. — 15 000 экз.
3. Физиология. Основы и функциональные системы / под ред. К. В. Судакова. — М.: Медицина, 2000. — 784 с. — ISBN 5-225-04548-0.
4. Ткаченко Б.И.
   Нормальная физиология человека. — М.: Медицина, 2005. — 928 с.
5. Агаджанян H. A., Смирнов В. М.
   Нормальная физиология. — М.: ООО «Издательство «Медицинское информационное агентство»», 2009. — 520 с. — 5000 экз. — ISBN ISBN 978-5-9986-0001-2.
6. Гайтон А. К., Холл Д. Э.
   Медицинская физиология = Textbook of Medical Physiology / под ред. В.И. Кобрина. — М.: Логосфера, 2008. — С. 112. — 1296 с. — ISBN 978-5-98657-013-6.