szívizom a szív egész életében másodpercenként egyszer ver, és természetesen nincs lehetősége pihenni. A teljesítménynek gyorsan alkalmazkodnia kell ahhoz, hogy megfeleljen a test igényeinek, és nyugalmi állapotban körülbelül 5 liter vér/perc-ről nehéz edzés közben több mint 25 liter/perc-re nőhet. A szív különleges követelményei egy speciális izomtípust, szívizomot igényelnek, amely a testben máshol nem található meg. A szívizom bizonyos szempontból hasonló a csontváz és a simaizomhoz. Például mindhárom összehúzódik, amikor az izomsejten belüli kalcium emelkedése lehetővé teszi az aktin és a miozin szálak közötti kölcsönhatást. A szívizomnak azonban egyedülálló szerkezete van, és különbözik attól, hogy a kontrakció megindul és szabályozott.A mikroszkóp alatt a szívizom látható, hogy a szív myocyták (izomsejtek) összefonódó kötegeiből áll. A vázizomhoz hasonlóan keskeny sötét és világos sávokkal van ellátva, az aktin és a miozin szálak párhuzamos elrendezése miatt, amelyek az egyes myocyták végétől a végéig terjednek. A szívizomsejtek azonban keskenyebbek és sokkal rövidebbek, mint a vázizomsejtek, körülbelül 0,02 mm szélesek és 0,1 mm hosszúak, és négyszögletesebbek, mint a simaizomsejtek, amelyek általában orsó alakúak. Gyakran elágazóak, egy magot tartalmaznak, de sok mitokondriumot tartalmaznak, amelyek biztosítják az összehúzódáshoz szükséges energiát. A szívizom kiemelkedő és egyedülálló tulajdonsága a szabálytalan távolságban lévő sötét sávok jelenléte a myocyták között. Ezeket interkalált korongoknak nevezik, és azoknak a területeknek köszönhetők, ahol a szomszédos myocyták membránjai nagyon közel vannak egymáshoz. Az interkalált korongoknak két fontos funkciója van: az egyik a myocyták összeragasztása, hogy azok ne szakadjanak szét, amikor a szív összehúzódik; a másik az, hogy lehetővé tegye a sejtek közötti elektromos kapcsolatot, amely, mint látni fogjuk, létfontosságú a szív egészének működéséhez. Az elektromos csatlakozás a szomszédos myocyták közötti speciális csomópontokon (réscsomópontokon) keresztül történik, amelyek pórusokat tartalmaznak, amelyeken keresztül kis ionok, ezért elektromos áram áthaladhatnak. Mivel a myocyták elektromosan kapcsolódnak egymáshoz, a szívizomot gyakran funkcionális syncytiumnak (folyamatos sejtes anyagnak) nevezik.
összehúzódási mechanizmus
a szív myocyták összehúzódnak, amikor a membránon átívelő feszültség, a nyugalmi membránpotenciál kellően csökken az akciós potenciál elindításához. A szív legtöbb részén ezt egy szomszédos myocita akciós potenciálja okozza,amely a réscsomópontokon keresztül terjed. Az akciós potenciál a feszültség nagyon gyors csökkenésével kezdődik nulla felé, ami a miocitába belépő nátriumionoknak köszönhető. Az akciós potenciál ezen fázisa a vázizomban és az idegekben is megfigyelhető. A szívizomban azonban a membránpotenciál körülbelül 0,3 másodpercig nulla közelében marad-a fennsík fázis, amely nagyrészt a kalciumionok bejutásának köszönhető. Ez a kalcium belépése összehúzódáshoz vezet. A platófázis végén a membránpotenciál visszatér nyugalmi szintre. A fennsík azt jelenti, hogy a szívizom akciós potenciálja sokkal hosszabb ideig tart, mint a vázizomban vagy az idegekben, ahol a kalcium nem jut be a sejtbe, ezért nincs fennsík fázis.
amikor egy myocyta akciós potenciált indít be, az elektromos áramot vezet át az interkalált korongok réscsatlakozásain a szomszédai felé. Ez az áram akciós potenciált indít el ezekben a sejtekben, amelyek viszont stimulálják szomszédaikat. Ennek eredményeként egy aktiválási hullám, tehát összehúzódás halad át a szíven. Ez a folyamat lehetővé teszi az összehúzódás szinkronizálását az egész szívben, és létfontosságú a megfelelő működéshez. Ha megszakad, mint bizonyos típusú szívbetegségekben, a myocyták elveszíthetik a szinkronizálást. Súlyos esetekben, mint például a kamrai fibrilláció, a szív egyáltalán nem tud pumpálni, és azt mondják, hogy úgy néz ki, mint egy zsák (vonagló) férgek.
az akciós potenciál során a myocytába belépő kalcium mennyisége nem elegendő az összehúzódáshoz. Belépése azonban több kalciumot szabadít fel a szarkoplazmatikus retikulum raktáraiból, amely a miocita membrán szerkezete. Ezt nevezik kalcium-indukált kalcium felszabadulásnak. A felszabaduló kalcium mennyisége az akciós potenciál során belépő mennyiségtől függ, így a kontraktilis erő szabályozható a kalcium bejutásának szabályozásával. Ezt fokozza az adrenalin és az autonóm idegrendszer. Az ütem végén a kalcium gyorsan visszavezethető a szarkoplazmatikus retikulumba, relaxációt okozva. A felesleges kalcium — az akciós potenciál során bevitt mennyiség-a membránon lévő szivattyúk által a verések közötti intervallum alatt kiürül a myocytából. Ha a pulzusszám növekszik, kevesebb idő van a kalcium eltávolítására. Ennek eredményeként a myocytában több kalcium van a következő ütemre, így a kialakult erő növekszik. Ez a lépcsőhatás lehetővé teszi, hogy a szív gyorsabban ürítse ki a vért, ha a pulzusszám megnő. Azok a gyógyszerek, amelyek gátolják a kalcium eltávolítását a myocytából, hasonlóan növelhetik a szívizom erejét. Példa erre a digitalis, amely eredetileg a foxglove-ból származik, és évszázadok óta használják a szívbetegségek kezelésére.
a szívizom speciális típusai
a szív egyes területei speciális funkciókkal rendelkező myocytákat tartalmaznak. Az egyik a sino-pitvari csomópont vagy pacemaker régió a jobb pitvarban, ahol a módosított myocyták automatikusan akciópotenciálokat generálnak, és felelősek a szívverés megindításáért. Bár a szívveréshez nincs szükség idegi aktivitásra, az autonóm idegrendszer modulálhatja a pacemaker aktivitását, így a pulzusszámot. A pitvarokat és a kamrákat egy nem vezető sáv választja el, kivéve az atrio-kamrai csomópontot. Ez a csomópont kis myocytákból áll, amelyek magatartást tanúsítanak, de késleltetik a pacemaker impulzusát, ezáltal lehetővé téve a pitvarok összehúzódását a kamrák előtt. Innen az impulzus gyorsan eloszlik a kamrák körül speciális nagy myocyták kötegein keresztül, amelyeket Purkinje rostoknak neveznek. A vezetési rendszer bármely részének hibái rendezetlen szívveréshez vezethetnek.
Jeremy Ward
Lásd még szív; pacemaker.