hjertemuskel dit hjerte slår cirka en gang i sekundet i hele dit liv og har selvfølgelig ingen mulighed for at hvile. Dens output skal justeres hurtigt for at imødekomme kroppens behov og kan stige fra ca.5 liter blod/min i hvile til mere end 25 liter/min i kraftig træning. De særlige krav i hjertet kræver en særlig type muskel, hjertemuskel, som ikke findes andre steder i kroppen. Hjertemuskel ligner på nogle måder skelet og glat muskel. For eksempel trækker alle tre sig sammen, når en stigning i calcium inde i muskelcellen tillader interaktion mellem actin og myosinfilamenter. Imidlertid har hjertemuskulaturen en unik struktur og adskiller sig i den måde, hvorpå sammentrækning initieres og reguleres.Under mikroskopet ses hjertemuskel at bestå af interlacing bundter af hjerte myocytter (muskelceller). Ligesom skeletmuskulatur er den stribet med smalle mørke og lyse bånd på grund af det parallelle arrangement af actin-og myosinfilamenter, der strækker sig fra ende til ende af hver myocyt. Imidlertid er hjertemyocytter smallere og meget kortere end skeletmuskelceller, der er omkring 0,02 mm brede og 0,1 mm lange og er mere rektangulære end glatte muskelceller, som normalt er spindelformede. De er ofte forgrenede og indeholder en kerne, men mange mitokondrier, som giver den energi, der kræves til sammentrækning. Et fremtrædende og unikt træk ved hjertemuskel er tilstedeværelsen af uregelmæssigt adskilte mørke bånd mellem myocytter. Disse er kendt som interkalerede diske og skyldes områder, hvor membranerne i tilstødende myocytter kommer meget tæt sammen. De interkalerede diske har to vigtige funktioner: den ene er at ‘lime’ myocytterne sammen, så de ikke trækker sig fra hinanden, når hjertet trækker sig sammen; den anden er at tillade en elektrisk forbindelse mellem cellerne, som, som vi vil se, er afgørende for hjertets funktion som helhed. Den elektriske forbindelse foretages via specielle kryds (mellemrumskryds) mellem tilstødende myocytter, der indeholder porer, gennem hvilke små ioner og derfor elektrisk strøm kan passere. Da myocytterne er elektrisk forbundet, kaldes hjertemuskel ofte et funktionelt syncytium (kontinuerligt cellulært materiale).
sammentrækningsmekanisme
Hjertemyocytter trækker sig sammen, når spændingen over membranen, hvilemembranpotentialet, reduceres tilstrækkeligt til at indlede et handlingspotentiale. I de fleste dele af hjertet er dette forårsaget af et handlingspotentiale i en tilstødende myocyt, der overføres gennem spaltekrydsene. Handlingspotentialet starter med en meget hurtig reduktion i spænding mod nul, hvilket skyldes natriumioner, der kommer ind i myocyten. Denne fase af handlingspotentialet ses også i skeletmuskler og nerver. I hjertemuskel forbliver membranpotentialet imidlertid tæt på nul i cirka 0,3 sek-plateaufasen, hvilket i vid udstrækning skyldes indtræden af calciumioner. Det er denne indgang af calcium, der fører til sammentrækning. I slutningen af plateaufasen vender membranpotentialet tilbage til hvilende niveauer. Plateauet betyder, at hjertemuskelaktionspotentialer varer meget længere end dem i skeletmuskulatur eller nerver, hvor calcium ikke kommer ind i cellen, og der derfor ikke er nogen plateaufase.
når et handlingspotentiale initieres i en myocyt, får det en elektrisk strøm til at passere gennem spaltekryds i de interkalerede diske til sine naboer. Denne strøm initierer handlingspotentialer i disse celler, som igen stimulerer deres naboer. Som følge heraf passerer en bølge af aktivering og dermed sammentrækning gennem hjertet. Denne proces tillader synkronisering af sammentrækning i hele hjertet og er afgørende for korrekt funktion. Når det forstyrres, som i nogle typer hjertesygdomme, kan myocytterne miste synkronisering. I alvorlige tilfælde, såsom ventrikelflimmer, kan hjertet slet ikke pumpe og siges at ligne en ‘pose med (vridende) orme’.
mængden af calcium, der kommer ind i myocyten under et handlingspotentiale, er ikke nok til at forårsage sammentrækning. Imidlertid får dets indtræden mere calcium til at blive frigivet fra butikker i det sarkoplasmatiske retikulum, en membranøs struktur i myocyten. Dette er kendt som calciuminduceret calciumfrigivelse. Mængden af frigivet calcium afhænger af den mængde, der kommer ind under handlingspotentialet, således at kontraktil kraft derfor kan reguleres ved at kontrollere calciumindgangen. Dette øges af adrenalin og det autonome nervesystem. I slutningen af rytmen tages calcium hurtigt tilbage i det sarkoplasmatiske retikulum, hvilket forårsager afslapning. Overskydende calcium — den mængde, der kom ind under handlingspotentialet-udvises fra myocyten i intervallet mellem beats af pumper i membranen. Hvis hjertefrekvensen stiger, er der mindre tid til at fjerne dette calcium. Som et resultat er der mere calcium i myocyten til det næste slag, og derfor øges den udviklede kraft. Denne trappeeffekt gør det muligt for hjertet at udvise blod hurtigere, når hjerterytmen øges. Lægemidler, der hæmmer fjernelse af calcium fra myocyten, kan ligeledes øge hjertemuskulaturstyrken. Et eksempel er digitalis, som oprindeligt stammer fra rævehandsken og er blevet brugt til behandling af hjertesygdomme i århundreder.
særlige typer hjertemuskel
nogle områder af hjertet indeholder myocytter, der har specialiserede funktioner. Den ene er den sino-atriale knude eller pacemakerregion i højre atrium, hvor modificerede myocytter genererer handlingspotentialer automatisk og er ansvarlige for at indlede hjerteslag. Selvom nervøs aktivitet ikke er nødvendig for hjertet at slå, kan det autonome nervesystem modulere pacemakerens aktivitet og dermed hjertefrekvensen. Atrierne og ventriklerne adskilles af et ikke-ledende bånd undtagen ved den atrio-ventrikulære knude. Denne knude består af små myocytter, der udfører, men forsinker impulsen fra pacemakeren, hvilket gør det muligt for atrierne at indgå kontrakt før ventriklerne. Herfra fordeles impulsen hurtigt omkring ventriklerne via bundter af specialiserede store myocytter kaldet Purkinje fibre. Defekter i nogen del af dette ledningssystem kan føre til et forstyrret hjerteslag.
Jeremy afdeling
se også hjerte; pacemaker.