Организация и строение кардиомиоцитов
Структурной единицей ткани является типичный кардиомиоцит — клетка цилиндрической формы. Соединяясь своими концами, кардиомиоциты выстраиваются в длинные тяжи — функциональные волокна.
Для обеспечения работы сердца как единого целого существуют боковые ответвления (анастомозы). Они связывают параллельные волокна, формируя обширную трехмерную сеть.
В отличие от скелетного мышечного волокна (миосимпласта), ядро кардиомиоцита (часто полиплоидное) располагается строго в центре клетки. Это связано с тем, что миофибриллы занимают лишь около 40% объема цитоплазмы и не оттесняют ядро к периферии. Снаружи каждое волокно покрыто базальной мембраной, которая окутывает только боковые поверхности клеток.
Вставочные диски — ключевая особенность
Места торцевых соединений соседних кардиомиоцитов называют вставочными дисками. При световой микроскопии они выглядят как толстые поперечные темные линии. Под электронным микроскопом диск представляет собой сложный комплекс соединений:
- Интердигитации — пальцевидные складки мембран, увеличивающие площадь контакта клеток.
- Десмосомы — обеспечивают механическую прочность, надежно сцепляя клетки, чтобы они не разорвались во время систулы.
- Нексусы (щелевые контакты) — содержат ионные каналы. Именно через них возбуждение мгновенно передается от клетки к клетке, заставляя их сокращаться синхронно.
Популяции клеток сердечной мышцы
Хотя основу миокарда составляют типичные (сократительные) клетки, ткань неоднородна. Выделяют три типа кардиомиоцитов:
- Типичные (сократительные) — выполняют главную насосную функцию, составляют подавляющее большинство.
- Атипичные — образуют проводящую систему сердца (генерируют и проводят импульсы).
- Секреторные — выполняют эндокринные задачи.
Энергетика и метаболизм
Сердце работает непрерывно, поэтому в кардиомиоцитах огромное количество митохондрий, липидных капель и миоглобина.
Обмен веществ здесь исключительно аэробный. В состоянии покоя сердце питается жирными кислотами и кетоновыми телами (поступающими из печени). Однако при интенсивных физических нагрузках миокард переключается на потребление лактата (который вырабатывают работающие скелетные мышцы) и глюкозы.
С возрастом в клетках накапливается липофусцин — пигмент старения, образующийся в телолизосомах из не до конца переваренных структур.
Вопросы регенерации
Долгое время считалось, что кардиомиоциты не делятся после рождения. Сейчас доказано наличие стволовых клеток сердца (преимущественно в предсердиях и на верхушке), которые работают в период активного роста организма до юношеского возраста.
Тем не менее во взрослом (постнатальном) состоянии их роль ничтожна. Основной механизм адаптации к нагрузкам (например, у спортсменов) или компенсации повреждений (после инфаркта) — это внутриклеточная гипертрофия. При ней увеличивается объем существующих клеток, но гиперплазии (увеличения их количества) не происходит.
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какие функции выполняют секреторные кардиомиоциты и в каком отделе сердца они преимущественно располагаются?
Секреторные кардиомиоциты выполняют эндокринную функцию и располагаются преимущественно в предсердиях (преобладают в правом предсердии).
Они синтезируют и накапливают в секреторных гранулах белковые гормоны:
- Гликопротеин — обладает противосвертывающим действием.
- Натрийуретический фактор (НУФ, ПНУФ, натрийуретический пептид) — усиливает выведение ионов натрия и воды почками, что приводит к гипотензивному действию (снижению артериального давления).
Одновременно с секрецией эти клетки сохраняют способность сокращаться, хотя их сократительный аппарат развит слабее, чем у рабочих кардиомиоцитов.
Из каких структур (узлов и пучков) состоит проводящая система сердца, образованная атипичными кардиомиоцитами?
Проводящая система сердца состоит из двух узлов и отходящих от них пучков:
- Синусный (синусно-предсердный) узел (узел Кис-Фляка) — расположен в верхней стенке правого предсердия. От него отходят три пучка в стенках предсердий (иногда называемые пучком Кис-Фляка).
- Атриовентрикулярный узел (узел Ашоффа—Тавары) — находится в нижней стенке правого предсердия возле перегородки.
- Пучок Гиса — отходит от атриовентрикулярного узла, идет в межжелудочковую перегородку и делится на правую и левую ножки.
- Волокна Пуркинье — ветви ножек пучка Гиса.
Каковы особенности строения саркотубулярной системы (Т-трубочек и саркоплазматического ретикулума) в кардиомиоцитах по сравнению со скелетной мышцей?
В кардиомиоцитах описаны следующие элементы саркотубулярной системы:
- Т-трубочки — глубокие впячивания плазмолеммы вокруг миофибрилл.
- L-система / саркоплазматический ретикулум — производное гладкой ЭПС; включает L-канальцы и терминальные цистерны.
- Саркоплазматическая сеть в мышечных тканях участвует в депонировании ионов Ca²⁺: при возбуждении сигнал проходит по плазмолемме и Т-трубочкам, затем открываются Ca²⁺-каналы терминальных цистерн, и выход Ca²⁺ в саркоплазму запускает сокращение миофибрилл.
В предоставленных источниках не указаны специальные отличия саркотубулярной системы типичных кардиомиоцитов от скелетной мышцы.
Вопросы с занятий и экзамена
Где находится ядро в кардиомиоците?
В отличие от скелетной мышечной ткани, в типичном кардиомиоците полиплоидное ядро расположено строго в центре клетки.
Зачем нужны нексусы во вставочных дисках?
Нексусы (щелевые контакты) обеспечивают электрическую связь. Через их гидрофильные каналы проходят ионы, что позволяет возбуждению быстро передаваться и клеткам сокращаться синхронно.
Может ли сердечная мышца восстанавливаться после инфаркта?
Полноценной регенерации с образованием новых волокон у взрослых не происходит. Замещение идет за счет рубцевания, а оставшиеся кардиомиоциты адаптируются путем гипертрофии (увеличения в объеме).
Что ещё разобрать по теме
- Ультраструктура саркомера кардиомиоцита (Z-линии, I- и A-диски)
- Мембранные системы: Т-трубочки и L-система (саркоплазматический ретикулум)
- Отличия атипичных и секреторных кардиомиоцитов
- Сравнительная таблица: сердечная и скелетная мышечные ткани
- Механизм образования и значение пигмента липофусцина
Разберите тему целиком в курсе «Гистология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Сердечная мышечная ткань» и ещё 3 438 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 137 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Мышечные ткани»
Бесплатные видеоуроки: гистологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.