Что нужно знать о мышечной ткани сердца

Мышечная ткань сердца, или миокард, является типом мышечной ткани, которая формирует сердце. Эта мышечная ткань сокращается непроизвольно, и отвечает за то, чтобы сердце качало кровь по всему телу.

Что такое мышечная ткань сердца?

Мышца — это волокнистая ткань, которая сокращаясь вызывает движение. В организме три типа мышечной ткани: скелетная, гладкая и сердечная. Сердечная мышца высокоорганизована и содержит много типов клеток, включая фибробласты, клетки гладких мышц и кардиомиоциты. Эти клетки выполняют высоко скоординированные действия, поддерживающие работу сердца и циркуляцию крови по всему телу.

В отличие от скелетных мышц, которые присутствуют в руках и ногах, сокращение ткани сердечной мышцы является непроизвольным. Это означает, что это происходит автоматически, и человек не может их контролировать.

Как работает мышечная ткань сердца?

Сердце содержит специализированные типы сердечной ткани, содержащие клетки «кардиостимулятора». Они сокращаются и расширяются в ответ на электрические импульсы от нервной системы. Клетки кардиостимулятора генерируют электрические импульсы или потенциалы действия, которые заставляют клетки сердечной мышцы сокращаться и расслабляться. Клетки кардиостимулятора контролируют частоту сердечных сокращений и определяют, как быстро сердце качает кровь.

Ткань сердечной мышцы приобретает силу благодаря взаимосвязанным клеткам сердечной мышцы или волокнам. Большинство клеток сердечной мышцы содержат одно ядро, но некоторые имеют два. В ядре находится весь генетический материал клетки. Клетки сердечной мышцы также содержат митохондрии, которые называют «электростанциями клеток». Эти органеллы преобразуют кислород и глюкозу в энергию в форме аденозинтрифосфата (АТФ).

Клетки сердечной мышцы под микроскопом выглядят полосатыми. Эти полосы возникают вследствие чередующихся нитей, которые содержат белки миозина и актина. Темные полосы указывают на толстые нити, которые содержат белки миозина. Тонкие, более легкие нити содержат актин. Когда клетка сердечной мышцы сокращается, миозиновая нить притягивает актиновые нити друг к другу, что приводит к сокращению клетки. Ячейка использует АТФ для питания этого сокращения. Одна нить миозина соединяется с двумя актиновыми нитями с каждой стороны. Это формирует единое целое мышечной ткани, называемое саркомером. Интеркалированные диски соединяют клетки сердечной мышцы. Разрывные соединения внутри интеркалированных дисков передают электрические импульсы от одной клетки сердечной мышцы к другой. Десмосомы — это другие структуры, присутствующие в интеркалированных дисках. Они помогают скреплять волокна сердечной мышцы.

Кардиомиопатия

Существуют заболевания, которые поражают ткани сердечной мышцы и нарушают способность сердца качать кровь или нормально расслабляться. К ним относится кардиомиопатия. Некоторые симптомы кардиомиопатии включают:

• затрудненное дыхание или одышку;
• усталость;
• отек ног, лодыжек и ступней;
• воспаление в области живота или шеи;
• аритмию;
• шумы в сердце;
• головокружение.

Факторы, которые могут увеличить риск развития кардиомиопатии:

• сахарный диабет;
• заболевание щитовидной железы;
• ишемическая болезнь сердца;
• инфаркт;
• высокое кровяное давление;
• вирусные инфекции, которые поражают сердечную мышцу;
• клапанная болезнь сердца;
• чрезмерное употребление алкоголя;
• семейная история кардиомиопатии.

Сердечный приступ вследствие закупорки артерии может остановить кровоснабжение в определенных областях сердца. В конце концов, сердечная мышечная ткань в этих областях начнет умирать. Гибель сердечной мышечной ткани может также произойти, когда потребность сердца в кислороде превышает предложение кислорода. Это вызывает выброс сердечных белков, таких как тропонин, в кровоток.

Некоторые разновидности кардиомиопатии

• Дилатационная кардиомиопатия вызывает растяжение сердечной мышечной ткани левого желудочка и расширение камер сердца.
• Гипертрофическая кардиомиопатия (ГКМ) — это генетическое состояние, при котором кардиомиоциты расположены не скоординированно, а дезорганизованы. ГКМ может прерывать кровоток из желудочков, вызывать аритмию (аномальные электрические ритмы) или приводить к застойной сердечной недостаточности.
• Рестриктивная кардиомиопатия возникает, когда стенки желудочков становятся жесткими. Если это происходит, желудочки не могут расслабиться, чтобы наполниться достаточным количеством крови.
• Аритмогенная дисплазия правого желудочка — эта редкая форма кардиомиопатии вызвана жировой инфильтрацией ткани сердечной мышцы в правом желудочке.
• Транстиретин амилоидная кардиомиопатия развивается, когда амилоидные белки накапливаются и образуют отложения в стенках левого желудочка. Отложения амилоида вызывают усиление стенок желудочка, что препятствует наполнению желудочка кровью и снижает его способность откачивать кровь из сердца.

Советы по сохранению здоровой ткани сердечной мышцы

Регулярные занятия аэробикой могут укрепить сердечную мышечную ткань и сохранить здоровье сердца и легких. Аэробная деятельность включает в себя движение больших скелетных мышц, что заставляет человека дышать быстрее и учащать сердцебиение. Выполнение этих видов деятельности позволяет тренировать сердце. Некоторые примеры аэробных упражнений включают в себя:

• бег трусцой;
• ходьбу;
• катание на велосипеде;
• плавание;
• прыжки со скакалкой;
• танцы;
• поднимание по лестнице.

Врачи дают следующие рекомендации по физической активности:

1. Дети в возрасте от 6 до 17 лет должны ежедневно выполнять 60 минут физической активности от умеренной до высокой интенсивности.
2. Взрослым старше 18 лет следует выполнять 150 минут аэробных упражнений средней интенсивности или 75 минут высокой интенсивности каждую неделю.
3. Беременные женщины должны выполнять аэробные упражнения средней интенсивности не менее 150 минут в неделю.
4. Взрослые с хроническими заболеваниями или инвалидностью могут заменить аэробные упражнения двумя тренировками в неделю для укрепления мышц.
5. Регулярные занятия аэробикой могут укрепить ткани сердечной мышцы и снизить риск сердечного приступа, инсульта и других сердечно-сосудистых заболеваний.

Приглашаем подписаться на наш канал в Яндекс Дзен

Сердечно мышечная ткань это

Гистогенез сердечной мышечной ткани. Источники развития сердечной мышечной ткани находятся в прекардиальной мезодерме. В гистогенезе возникают парные складчатые утолщения висцерального листка спланхнотома — миоэпикардиальные пластинки, содержащие стволовые клетки сердечной мышечной ткани. Последние путем дивергентной дифференцировки дают начало следующим клеточным дифферонам: рабочим, ритмзадающим (пейсмекерным), проводящим и секреторным кардиомиоцитам.

Исходные клетки сердечной мышечной ткани — кардиомиобласты характеризуются рядом признаков: клетки уплощены, содержат крупное ядро, светлую цитоплазму, бедную рибосомами и митохондриями. В дальнейшем происходит развитие комплекса Гольджи, гранулярной эндоплазматической сети. В кардиомиобластах обнаруживаются фибриллярные структуры, но миофибрилл нет. Клетки обладают высоким пролиферативным потенциалом. После ряда митотических циклов кардиомиобласты дифференцируются в кардиомиоциты, в которых начинается саркомерогенез. В цитоплазме кардиомиоцитов увеличивается число полисом, канальцев гранулярной эндоплазматической сети, накапливаются гранулы гликогена, возрастает объем актомиозинового комплекса. Кардиомиоциты сокращаются, но не теряют способность к дальнейшей пролиферации и дифференцировке. Развитие сократительного аппарата в позднем эмбриональном и постнатальном периодах происходит путем надставки новых саркомеров и наслоения вновь синтезированных миофиламентов. Дифференцировка кардиомиоцитов сопровождается увеличением числа митохондрий, распределением их у полюсов ядер и между миофибриллами и протекает параллельно со специализацией контактирующих поверхностей клеток. Кардиомиоциты путем контактов «конец в конец», «конец в бок» формируют клеточные комплексы — сердечные мышечные волокна, и в целом ткань представляет собой сетевидную структуру.

Строение сердечной мышечной ткани.

Структурно-функциональные единицы волокон — кардиомиоциты — это клетки, имеющие вытянутую прямоугольную форму. Длина рабочих кардиомиоцитов составляет 50-120 мкм, а ширина — 15-20 мкм. Одно-два ядра располагаются в центре клетки. Периферическую часть цитоплазмы кардиомиоцитов занимают поперечноисчерченные миофибриллы, аналогичные таковым в симпластах скелетномышечного волокна. Однако каналы саркоплазматической сети и Т-системы менее отчетливо выражены. Кардиомиоциты отличаются большим количеством митохондрий, расположенных тесными рядами между миофибриллами. Снаружи миоциты покрыты сарколеммой, в составе которой выделяются плазмолемма и базальная мембрана. Характерной особенностью ткани является наличие вставочных дисков на границе между контактирующими кардиомиоцитами. Вставочные диски пересекают волокно в виде волнистой или ступенчатой линии и включают межклеточные контакты от простых, по типу десмо-сом и до щелевых (нексусов).

Часть кардиомиоцитов на ранних этапах кардиомиогенеза являются сократительно-секреторными. В дальнейшем в результате дивергентной дифференцировки возникают «темные» (сократительные) и «светлые» (проводящие) миоциты, в которых исчезают секреторные гранулы, тогда как в предсердных миоцитах они сохраняются. Так формируется дифферон эндокринных кардиомиоцитов. Эти клетки содержат центрально расположенное ядро с диспергированным хроматином,

1-2 ядрышками. В цитоплазме хорошо развиты гранулярная эндоплазматическая сеть, диктиосомы комплекса Гольджи, в тесной связи с элементами которого находятся многочисленные секреторные гранулы диаметром около 2 мкм, содержащие электронноплотный материал. В дальнейшем секреторные гранулы обнаруживаются под сарколеммой и выделяются в межклеточное пространство путем экзоцитоза. Выделенный пептидный гормон кардиодилатин циркулирует в крови в виде кардионатрина, который вызывает сокращение гладких миоцитов артериол, увеличение почечного кровотока, ускоряет клубочковую фильтрацию и выделение натрия из организма.

Кардиомиоциты проводящей системы гетероморфны. В них слабо развит мио-фибриллярный аппарат, расположение миофиламентов в составе миофибрилл рыхлое, Z-линии имеют неправильную конфигурацию, эндоплазматическая сеть слабо развита, находится на периферии миоцитов, число митохондрий незначительное. По мере расположения этих кардиомиоцитов в проксимо-дистальном направлении соответственно движению импульсов от синусно-предсердного узла, через предсердно-желудочковый узел, пучок Гиса, его ножки и клетки Пуркиня к рабочим миоцитам проводящие кардиомиоциты по своей ультраструктуре приближаются к рабочим кардиомиоцитам.

Регенерация сердечной мышечной ткани.

В гистогенезе сердечной мышечной ткани специализированный камбий не возникает. Поэтому регенерация ткани протекает на основе внутриклеточных гиперпластических процессов. Вместе с тем для кардиомиоцитов млекопитающих, приматов и человека характерен процесс полиплоидизации. Например, у обезьян ядра до 50% терминально дифференцированных кардиомиоцитов становятся тетра- и октоплоидными. Полиплоидные кардиомиоциты возникают за счет ацитокинетического митоза, что приводит к многоядерности.

В условиях патологии сердечно-сосудистой системы человека (ревматизм, врожденные пороки сердца, инфаркт миокарда и другие) важная роль в компенсации повреждений кардиомиоцитов принадлежит внутриклеточной регенерации, полиплоидизации как ядер, так и кардиомиоцитов.

Мышечная ткань. Строение, функции, классификация

Мышечная ткань образует активную часть опорно-двигательного аппарата – скелетные мышцы и мышечные оболочки внутренних органов. Её главной особенностью является способность сокращаться и возвращаться в исходное положение под влиянием нервных импульсов. Именно так осуществляются процессы дыхания, движения крови по сосудам, различные перемещения тела в пространстве. Мышечная ткань развивается из мезодермы еще на стадии эмбрионального развития. Выделяют 3 различных вида этой ткани, каждый из которых следует рассмотреть детально. Это поперечнополосатая, гладкая и сердечная поперечнополосатая мышечная ткань.

Поперечнополосатая мышечная ткань

Эта ткань характерна для наших скелетных мышц, отвечающих за движение тела, мимику и т.д. Выглядит как длинные волокна чаще всего закрепленные концами с сухожилиями. Когда волокно сокращается, сухожилие натягивается, что приводит к некому движению, например сгибанию пальца. Длина мышечного волокна в разных участках тела сильно различается от нескольких миллиметров до 12,5 см. Диаметр составляет от 10 до 70 мкм. Снаружи отдельные мышцы и группы мышц покрыты соединительно тканым «чехлом» – фасцией.

Клеточное строение

В поперечнополосатой мышечной ткани клеток в привычном понимании этого слова нет. Здесь клетки сливаются в единое целое, образуя многоядерное волокно, с общими органоидами – так называемый симпласт. Внутренняя среда симпласта – саркоплазма, содержит включения жира и гликогена, что совершенно необходимо для окислительных процессов, происходящих в мышцах.

Сократительный аппарат

Главным элементом сократительного аппарата являются миофибриллы – многочисленные белковые полоски, протянутые вдоль симпласта. Их диаметр составляет примерно 1 мкм. Миофибриллы как раз и придают мышечной ткани полосатость и состоят из нитей, называемых миофиламентами – удлиненных молекул сократительных белков: актина и миозина.

Миофибрилла состоит из участков (полос) обладающих различными химическими и физическими свойствами. Эти участки принято называть дисками. I-диски преломляют луч света только один раз, это свойство называется изотропностью. Они светлого цвета и состоят из белков актина. А-диски являются анизотропными, т.к. преломляют луч дважды. Они заметно темнее и состоят из актина и миозина. Структура миофибриллы состоит из повторяющих участков с актином и миозином. Каждый такой участок, является сократительной единицей и назывется саркомером. При получении нервного импульса происходит сокращение саркомеров, а вместе с ними и миофибриллы. Важную роль в мышечном сокращении играют ионы кальция.

Иннервация

Двигательные нервные клетки (мотонейроны), имеют длинный отросток (аксон), который подходит к мышце. У поверхности мышечного волокна аксон заканчивается, разделяясь на несколько коротких отростков, которые проникают в мышечные углубления. Так формируется нервное окончание. Мышечная ткань в области «подключения» нерва именуется двигательной концевой пластинкой.

Соединение двигательной концевой пластинки и окончания аксона называется нервно-мышечным синапсом. Мотонейрон и все мышечные волокна, которые он контролирует, посредством аксона образуют двигательную (нейромоторную) единицу – функциональную единицу скелетной мускулатуры.

Типы волокон скелетных мышц

Большинство мышц человеческого тела включает в состав волокна различных типов, обычно с преобладанием какого-то одного вида, лучше выполняющего функции данной мышцы. Давайте рассмотрим эти типы:

• Медленные физические волокна окислительного типа – отличаются высоким содержанием белка миоглобина, способного связывать кислород. По своим свойствам миоглобин схож с гемоглобином. Мышцы с преобладанием этих волокон называют красными из-за их темно-красного цвета. Они выполняют функцию поддержания позы. Утомление происходит чрезвычайно медленно, а период полного восстановления очень короткий. Это достигается за счет миоглобина и большого числа митохондрий. Нейромоторные единицы красных мышц содержат большое количество мышечных волокон.
• Быстрые физические волокна окислительного типа способны производить быстрые сокращения без заметного утомления. Содержат большое количество митохондрий и способны образовывать АТФ методом окислительного фосфолирования. Нейромоторная единица содержат меньшее число волокон, чем в красных мышцах.
• Быстрые физические волокна с гликолитическим типом окисления – отличаются тем, что получают АТФ методом гликолиза. Из-за отсутствия миоглобина имеют белый цвет. Способны к сильным, быстрым сокращениям, но сравнительно быстро утомляются.
• Тонические волокна принципиально отличаются от остальных групп имеющих одну, максимум несколько концевых пластинок. Тонические волокна имеют очень много синаптических контактов с аксоном, вследствие чего напряжение и расслабление мышцы происходит постепенно. Тонические волокна входят в состав наружных мышц глаза.

Функции и свойства скелетных мышц

Функции удобно представить в виде следующего списка:

• обеспечение и поддержание позы;
• перемещение тела в пространстве;
• перемещение одной части тела относительно другой;
• терморегуляция (выделение тепла).

Свойства скелетных мышц:

• возбудимость – способность реагировать на действия раздражителя с последующим изменением мембранного потенциала и ионной проводимости (например, для ионов кальция). Пресипнатическое окончание аксона выделяет стимулирующее вещество – медиатор ацетилхолин, который и исполняет роль раздражителя;
• проводимость – способность распространять возбуждение (потенциал действия) вдоль и вглубь мышечного волокна;
• сократимость – способность укорачиваться или увеличивать напряжение во время возбуждения;
• эластичность – увеличения напряжения при растягивании;
• тонус – скелетные мышцы постоянно находятся в состоянии некоторого сокращения. При неврологических заболеваниях тонус может быть повышен либо понижен относительно нормы.

Гладкая мышечная ткань

Данный вид ткани находится в стенках внутренних органов, в лимфатических и кровеносных сосудах. Сокращения этой ткани в отличие от поперечнополосатой не подчиняется нашей воли. Поэтому ее еще называют непроизвольной мышечной тканью. Сокращается медленно, приблизительно за 60-80 секунд. Визуально отличается от других разновидностей мышечной ткани отсутствием поперечной исчерченности. Выделяют 2 подвида:

• висцеральные (унитарные) гладкие мышцы – почти вся гладкая мускулатура образована этим подвидом, за исключением ресничной мышцы и мышцы радужки глаза.
• мультиунитарные гладкие мышцы образуют ресничную мышцу и мышцы радужки глаза. Мультиунитарные отличаются от висцеральных большим количеством точек иннервации, что позволяет им работать с высокой скоростью. Это они отвечают за изменения диаметра зрачка под влиянием света.

Клеточное строение

Гладкая мышечная ткань состоит из отдельных клеток – миоцитов, имеющих веретенообразную форму. Длина миоцитов составляет 20-500 мкм, толщина 5-8 мкм. Ядро имеет эллипсовидную форму. Мембраны прилегающих к друг другу клеток образуют соединения – нексусы. Нексусы передают нервное возбуждение от одной клетки к другой. Миоциты содержат нити актина и миозина, но здесь они расположены менее упорядоченно, чем в поперечнополосатой мышечной ткани.

Иннервация

Гладкая мышечная ткань имеет двойную иннервацию: симпатическую (адренергическую) и парасимпатическую (холинэргическую). В зависимости от органа одна из них способствует возбуждению, а другая наоборот расслаблению гладкой мускулатуры. Например, мышечный тонус кишечника повышается под влиянием парасимпатической системы и уменьшается под влиянием симпатической. В тоже время адренергические нервы повышает тонус сосудистой стенки, а парасимпатическое влияние способствует снижению этого тонуса.

В гладкой мышечной ткани отсутствуют концевые пластинки и отдельно взятые нервные окончания. Холинергические и адренергические нервные волокна содержат утолщения – варикозы, которые расположены по всей длине мышцы. Эти варикозы содержат гранулы с химическими активными веществами – медиаторами. Для парасимпатической нервной системы медиатором служит ацетилхолин, а в симпатической системе его роль исполняет норадреналин. Миоциты не контактирующие с варикозами напрямую, активируются через нексусы.

Сердечная поперечнополосатая ткань

Данная ткань образует сердечную мышцу. По своей структуре частично совмещает в себе свойства гладкой и поперечнополосатой мышечной ткани. Клеточное строение представлено кардиомицитами. Сократительные кардиомиоциты отличаются цилиндрической формой и имеют длину 100-150 мкм. Их концы соединяются, образуя функциональные волокна толщиной 10-20 мкм. Также в сердечной ткани присутствуют проводящие кардиомиоциты. Они принимают сигналы от синусно-предсердного узла (главный узел проводящей системы сердца) и передают его сократительным кардиомиоцитам.