mușchiul cardiac inima ta bate aproximativ o dată pe secundă pentru întreaga viață și, desigur, nu are ocazia să se odihnească. Producția sa trebuie să se adapteze rapid pentru a satisface nevoile organismului și poate crește de la aproximativ 5 litri de sânge/min în repaus la mai mult de 25 litri/min în exerciții grele. Cerințele speciale ale inimii necesită un tip special de mușchi, mușchiul cardiac, care nu se găsește în altă parte a corpului. Mușchiul Cardiac este în unele moduri similar cu mușchiul scheletic și neted. De exemplu, toate cele trei se contractă atunci când o creștere a calciului în interiorul celulei musculare permite interacțiunea dintre filamentele de actină și miozină. Cu toate acestea, mușchiul cardiac are o structură unică și diferă în modul în care contracția este inițiată și reglementată.Sub microscop, mușchiul cardiac este considerat a fi format din legături intercalate de miocite cardiace (celule musculare). La fel ca mușchiul scheletic, este striat cu benzi înguste întunecate și ușoare, datorită aranjamentului paralel al filamentelor de actină și miozină care se extind de la capăt la capăt al fiecărui miocit. Cu toate acestea, miocitele cardiace sunt mai înguste și mult mai scurte decât celulele musculare scheletice, având o lățime de aproximativ 0,02 mm și o lungime de 0,1 mm și sunt mai dreptunghiulare decât celulele musculare netede, care sunt în mod normal în formă de fus. Ele sunt adesea ramificate și conțin un nucleu, dar multe mitocondrii, care furnizează energia necesară contracției. O caracteristică proeminentă și unică a mușchiului cardiac este prezența benzilor întunecate neregulate între miocite. Acestea sunt cunoscute sub numele de discuri intercalate și se datorează zonelor în care membranele miocitelor adiacente se apropie foarte mult. Discurile intercalate au două funcții importante: una este de a’ lipi ‘ miocitele împreună, astfel încât să nu se desprindă atunci când inima se contractă; cealaltă este de a permite o conexiune electrică între celule, care, după cum vom vedea, este vitală pentru funcția inimii în ansamblu. Conexiunea electrică se face prin joncțiuni speciale (joncțiuni gap) între miocitele adiacente, conținând pori prin care pot trece ioni mici și, prin urmare, curent electric. Deoarece miocitele sunt conectate electric, mușchiul cardiac este adesea denumit sincitiu funcțional (material celular continuu).
mecanism de contracție
miocitele cardiace se contractă atunci când tensiunea pe membrană, potențialul membranei de repaus, este redusă suficient pentru a iniția un potențial de acțiune. În majoritatea părților inimii, acest lucru este cauzat de un potențial de acțiune într-un miocit adiacent care este transmis prin joncțiunile gap. Potențialul de acțiune începe cu o reducere foarte rapidă a tensiunii spre zero, care se datorează ionilor de sodiu care intră în miocit. Această fază a potențialului de acțiune este observată și în mușchii scheletici și nervii. Cu toate acestea, în mușchiul cardiac, potențialul membranei rămâne aproape de zero timp de aproximativ 0,3 sec — faza de platou, care se datorează în mare parte intrării ionilor de calciu. Această intrare de calciu duce la contracție. La sfârșitul fazei de platou, potențialul membranei revine la nivelurile de repaus. Platoul înseamnă că potențialele de acțiune ale mușchiului cardiac durează mult mai mult decât cele din mușchii scheletici sau nervii, unde calciul nu intră în celulă și, prin urmare, nu există o fază de platou.
când un potențial de acțiune este inițiat într-un miocit, acesta determină trecerea unui curent electric prin joncțiunile gap din discurile intercalate către vecinii săi. Acest curent inițiază potențiale de acțiune în aceste celule, care la rândul lor stimulează vecinii lor. Ca urmare, un val de activare și, prin urmare, contracție, trece prin inimă. Acest proces permite sincronizarea contracției în întreaga inimă și este vital pentru buna funcționare. Când este întreruptă, ca și în unele tipuri de boli de inimă, miocitele pot pierde sincronizarea. În cazurile severe, cum ar fi fibrilația ventriculară, inima nu poate pompa deloc și se spune că arată ca o pungă de viermi.
cantitatea de calciu care intră în miocit în timpul unui potențial de acțiune nu este suficientă pentru a provoca contracția. Cu toate acestea, intrarea sa determină eliberarea mai multor calciu din depozitele din reticulul sarcoplasmic, o structură membranoasă din miocit. Aceasta este cunoscută sub numele de eliberare de calciu indusă de calciu. Cantitatea de calciu eliberată depinde de cantitatea care intră în timpul potențialului de acțiune, astfel încât forța contractilă poate fi, prin urmare, reglată prin controlul intrării de calciu. Aceasta este crescută de adrenalină și de sistemul nervos autonom. La sfârșitul bătăii, calciul este preluat rapid în reticulul sarcoplasmic, provocând relaxare. Excesul de calciu — cantitatea care a intrat în timpul potențialului de acțiune-este expulzat din miocit în intervalul dintre bătăi de către pompele din membrană. Dacă ritmul cardiac crește, este mai puțin timp pentru a elimina acest calciu. Ca urmare, există mai mult calciu în miocit pentru următoarea bătaie, astfel încât forța dezvoltată crește. Acest efect de scară permite inimii să expulzeze sângele mai rapid atunci când ritmul cardiac este crescut. Medicamentele care inhibă îndepărtarea calciului din miocit pot crește în mod similar forța musculară cardiacă. Un exemplu este digitalis, care a fost inițial derivat din foxglove și a fost folosit pentru tratarea bolilor de inimă de secole.
tipuri speciale de mușchi cardiac
unele zone ale inimii conțin miocite care au funcții specializate. Unul este nodul sino-atrial sau regiunea stimulatorului cardiac din atriul drept, unde miocitele modificate generează automat potențiale de acțiune și sunt responsabile de inițierea bătăilor inimii. Deși activitatea nervoasă nu este necesară pentru ca inima să bată, sistemul nervos autonom poate modula activitatea stimulatorului cardiac și, prin urmare, ritmul cardiac. Atriile și ventriculele sunt separate printr-o bandă neconductoare, cu excepția nodului atrio-ventricular. Acest nod constă din miocite mici care conduc, dar întârzie impulsul de la stimulatorul cardiac, permițând astfel atriilor să se contracte înainte de ventricule. De aici impulsul este distribuit rapid în jurul ventriculelor prin mănunchiuri de miocite mari specializate numite fibre Purkinje. Defectele din orice parte a acestui sistem de conducere pot duce la o bătăi cardiace dezordonate.
Jeremy Ward
Vezi și inima; stimulator cardiac.