ลักษณะเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อหัวใจหน้าที่เนื้อเยื่อวิทยา - กายวิภาคศาสตร์และสรีรวิทยา

เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อหัวใจ , เรียกโดยทั่วไปเนื้อเยื่อหัวใจเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของหัวใจ ทั้งจากมุมมองของขนาดเนื่องจากมันประกอบไปด้วยมวลการเต้นของหัวใจส่วนใหญ่และการทำงานของมันเนื่องจากเป็นสิ่งที่พัฒนากิจกรรมหดตัว

หัวใจยังมีเนื้อเยื่อประเภทอื่น ๆ เช่นเส้นใยที่เรียงเป็นเส้นภายใน (เยื่อบุหัวใจตีบ) และภายนอก (epicardium) อื่นที่มีส่วนร่วมในการแยกระหว่าง atria และ ventricles; อีกอันที่แยก atria และ ventricles ออกจากกันและเนื้อเยื่อวาล์ว

ส่วนเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อหัวใจ (ที่มา: Alexander G.Cheroske จาก Wikimedia Commons)

หากไม่ได้พิจารณาถึงความสำคัญของเนื้อเยื่อที่เป็นเส้นใยเหล่านี้ในสถาปัตยกรรมการเต้นของหัวใจในฐานะที่สนับสนุนกิจกรรมเชิงกลของหัวใจหรือบทบาทของพวกมันในทิศทางของเลือด (วาล์ว) มันเป็นกล้ามเนื้อหัวใจที่สร้างกิจกรรมทางไฟฟ้าและการหดตัวของหัวใจที่จำเป็น เพื่อชีวิต.

ลักษณะเฉพาะ

เมื่อเราพูดถึงเนื้อเยื่อเราหมายถึงโครงสร้างที่ประกอบด้วยเซลล์ที่คล้ายกัน แต่สามารถมีได้หลายประเภทและสามารถจัดระเบียบในลักษณะที่ทำงานร่วมกันส่งผลให้เกิดการทำงานร่วมกันจากมุมมองทางสรีรวิทยา

เนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อหัวใจเป็นเนื้อเยื่อประเภทหนึ่งซึ่งตามชื่อระบุว่ามีลักษณะเป็นกล้ามเนื้อและตอบสนองการทำงานของการหดตัวและการพัฒนากองกำลังที่ก่อให้เกิดการเคลื่อนที่ของส่วนประกอบอินทรีย์หรือองค์ประกอบภายนอกอื่น ๆ

ลักษณะของเนื้อเยื่อสามารถกำหนดได้จากมุมมองของโครงสร้างทั้งทางกายวิภาคและเนื้อเยื่อวิทยาและจากมุมมองการทำงาน โครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์เนื้อเยื่ออวัยวะหรือระบบเกี่ยวข้องกัน

ลักษณะโครงสร้างจะได้รับการทบทวนในส่วนของเนื้อเยื่อวิทยาในขณะที่ในที่นี้จะมีการอ้างอิงถึงลักษณะการทำงานบางอย่างที่จัดกลุ่มภายใต้ชื่อ "คุณสมบัติของหัวใจ" ซึ่งรวมถึง: chronotropism, inotropism, dromotropism, bathmotropism และ lusotropism

Chronotropism

เพื่อให้เข้าใจถึงคุณสมบัตินี้จำเป็นต้องพิจารณาว่าการหดตัวของกล้ามเนื้อทั้งหมดต้องนำหน้าด้วยการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าในเยื่อหุ้มเซลล์และเป็นสิ่งกระตุ้นนี้ที่มีหน้าที่กระตุ้นให้เกิดเหตุการณ์ทางเคมีที่จะสิ้นสุดลงด้วยการกระทำทางกล

ในกล้ามเนื้อโครงร่างความตื่นเต้นนี้เป็นผลมาจากการกระทำของใยประสาทที่สัมผัสใกล้ชิดกับเยื่อหุ้มเซลล์ของกล้ามเนื้อ เมื่อเส้นใยนี้ตื่นเต้นจะปล่อยสารอะซิติลโคลีนออกมาศักยภาพในการออกฤทธิ์จะเกิดขึ้นในเยื่อหุ้มเซลล์และเซลล์กล้ามเนื้อจะหด

ในกรณีของเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อหัวใจไม่จำเป็นต้องดำเนินการของเส้นประสาท เนื้อเยื่อนี้ได้ปรับเปลี่ยนเส้นใยการเต้นของหัวใจที่มีความสามารถในการสร้างด้วยตัวเองโดยไม่มีสิ่งใดมาสั่งการและกระตุ้นทั้งหมดที่ทำให้หัวใจหดตัวโดยอัตโนมัติ นี่คือสิ่งที่เรียกว่า chronotropism

คุณสมบัตินี้เรียกอีกอย่างว่า cardiac automatism เซลล์ที่มีความสามารถในการทำงานอัตโนมัตินี้จะรวมกลุ่มกันในโครงสร้างที่อยู่ในเอเทรียมด้านขวาที่เรียกว่าโหนดไซนัส เนื่องจากโหนดนี้กำหนดจังหวะการหดตัวของหัวใจจึงเรียกว่าเครื่องกระตุ้นไฟฟ้าหัวใจ

ระบบหัวใจอัตโนมัติเป็นคุณสมบัติที่ช่วยให้หัวใจเต้นต่อไปแม้ว่าจะถูกกำจัดออกจากร่างกายและสิ่งที่ทำให้การปลูกถ่ายหัวใจเป็นไปได้สิ่งที่จะเป็นไปไม่ได้หากจำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อใหม่ของเส้นประสาทที่จำเป็นต่อการกระตุ้นกล้ามเนื้อหัวใจ

Inotropism

หมายถึงความสามารถของเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อหัวใจในการสร้างแรงทางกล (inos = force) แรงนี้ถูกสร้างขึ้นเนื่องจากเมื่อเซลล์มีความตื่นเต้นปรากฏการณ์ระดับโมเลกุลจะถูกกระตุ้นที่ทำให้ขนาดของเส้นใยกล้ามเนื้อหัวใจสั้นลง

เนื่องจากเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อหัวใจห้องล่างถูกจัดให้เป็นห้องกลวงรอบ ๆ (โพรง) ที่เต็มไปด้วยเลือดเมื่อผนังกล้ามเนื้อหดตัวกับมวลเลือดนี้ (systole) จะเพิ่มความดันในนั้นและเคลื่อนย้ายโดยวาล์วไปยังหลอดเลือดแดง

Inotropism เป็นเหมือนเป้าหมายสุดท้ายของการทำงานของหัวใจเนื่องจากเป็นคุณสมบัติที่ถือเป็นสาระสำคัญของเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อหัวใจโดยการปล่อยให้การเคลื่อนไหวและการไหลเวียนของเลือดไปยังเนื้อเยื่อและจากที่นั่นกลับไปที่หัวใจ

โรคลมชัก

มันเป็นความสามารถของกล้ามเนื้อหัวใจในการกระตุ้นที่เกิดขึ้นในเซลล์ของโหนดไซนัสซึ่งเป็นเครื่องกระตุ้นหัวใจตามธรรมชาติและการที่จะมีผลกับเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจจะต้องไปถึงพวกมันอย่างครบถ้วนและในเวลาเดียวกัน

เส้นใยบางชนิดใน atria มีความเชี่ยวชาญในการกระตุ้นจากไซนัสโหนดไปยัง myocytes ที่หดตัวในโพรง ระบบนี้เรียกว่า "ระบบการนำไฟฟ้า" และรวมถึงนอกเหนือจากการรวมกลุ่ม atrial แล้วกลุ่มของ His ที่มีสองสาขาคือด้านขวาและด้านซ้ายและระบบ Purkinje

Bathmotropism

มันเป็นความสามารถของเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อหัวใจในการตอบสนองต่อสิ่งเร้าทางไฟฟ้าโดยการสร้างสิ่งกระตุ้นทางไฟฟ้าของตัวเองซึ่งในทางกลับกันก็สามารถสร้างการหดตัวทางกลได้ ด้วยคุณสมบัตินี้ทำให้สามารถติดตั้งเครื่องกระตุ้นหัวใจเทียมได้

Lusitropism

มันคือความสามารถในการผ่อนคลาย ในตอนท้ายของการหดตัวของหัวใจช่องจะเหลือเลือดในปริมาณขั้นต่ำและจำเป็นต้องให้กล้ามเนื้อคลายตัวอย่างสมบูรณ์ (ไดแอสโทล) เพื่อให้ช่องสามารถเติมอีกครั้งและมีเลือดสำหรับซิสโทลถัดไป

คุณสมบัติ

หน้าที่หลักของกล้ามเนื้อหัวใจนั้นเกี่ยวข้องกับความสามารถในการสร้างแรงเชิงกลซึ่งเมื่อออกแรงกับมวลเลือดที่กักขังอยู่ภายในโพรงจะทำให้ความดันเพิ่มขึ้นและมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนไปยังสถานที่ที่ความดันต่ำกว่า

ในระหว่างไดแอสโทลเมื่อโพรงผ่อนคลายความดันในหลอดเลือดแดงจะช่วยให้วาล์วที่สื่อสารกับหัวใจห้องล่างปิดและหัวใจจะเต็ม ในซิสโทลโพรงจะหดตัวความดันจะเพิ่มขึ้นและเลือดจะออกจากหลอดเลือดแดง

ในการหดตัวแต่ละครั้งช่องแต่ละช่องจะดันเลือดจำนวนหนึ่ง (70 มล.) ไปยังหลอดเลือดแดงที่เกี่ยวข้อง ปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้นซ้ำหลาย ๆ ครั้งในหนึ่งนาทีเท่ากับอัตราการเต้นของหัวใจนั่นคือจำนวนครั้งที่หัวใจหดตัวในหนึ่งนาที

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดแม้อยู่ในสภาวะพักผ่อนต้องการให้หัวใจส่งเลือดไปประมาณ 5 ลิตร / นาที ปริมาตรที่หัวใจสูบฉีดในหนึ่งนาทีเรียกว่า cardiac output ซึ่งเท่ากับปริมาณเลือดที่มีการหดตัวแต่ละครั้ง (ปริมาตรของโรคหลอดเลือดสมอง) คูณด้วยอัตราการเต้นของหัวใจ

ดังนั้นหน้าที่ที่สำคัญของกล้ามเนื้อหัวใจคือการรักษาระดับการเต้นของหัวใจให้เพียงพอเพื่อให้ร่างกายได้รับเลือดในปริมาณที่จำเป็นสำหรับการบำรุงรักษาการทำงานที่สำคัญ ในระหว่างการออกกำลังกายความต้องการเพิ่มขึ้นและผลผลิตของหัวใจก็เพิ่มขึ้นด้วย

จุลกายวิภาคศาสตร์เนื้อเยื่อ

กล้ามเนื้อหัวใจมีโครงสร้างทางเนื้อเยื่อคล้ายกับกล้ามเนื้อโครงร่าง ประกอบด้วยเซลล์ยาวประมาณ 15 µm เส้นผ่านศูนย์กลางและยาวประมาณ 80 µm เส้นใยดังกล่าวได้รับการแยกส่วนและสัมผัสกันอย่างใกล้ชิดจนกลายเป็นโซ่

myocytes หรือเส้นใยกล้ามเนื้อหัวใจมีนิวเคลียสเดียวและส่วนประกอบภายในของพวกมันจะถูกจัดเรียงในลักษณะที่เมื่อสังเกตภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงพวกมันจะมีลักษณะเป็นริ้วเนื่องจากการสลับกันของแถบแสง (I) และแถบมืด (A) เช่นเดียวกับในกล้ามเนื้อ โครงกระดูก.

แผนภาพทางเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อหัวใจ (ที่มา: OpenStax CNX ผ่าน Wikimedia Commons)

เส้นใยประกอบด้วยชุดของทินเนอร์และโครงสร้างทรงกระบอกที่เรียกว่าไมโอไฟบริลซึ่งจัดเรียงตามแกนหลัก (ตามยาว) ของเส้นใย myofibril แต่ละอันเป็นผลมาจากการรวมกันตามลำดับของส่วนที่สั้นกว่าที่เรียกว่า sarcomeres

sarcomere เป็นหน่วยทางกายวิภาคและการทำงานของเส้นใยซึ่งเป็นช่องว่างระหว่างเส้น Z สองเส้นในนั้นเส้นใยแอกตินบาง ๆ จะถูกยึดไว้ที่แต่ละด้านซึ่งมุ่งตรงไปที่กึ่งกลางของ sarcomere โดยไม่ให้ปลายสัมผัสกันซึ่ง พวกมันประสาน (พัน) ด้วยเส้นใยไมโอซินหนา

เส้นใยหนาอยู่ในภาคกลางของ sarcomere บริเวณที่พวกมันอยู่คือบริเวณที่สามารถมองเห็นได้ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงเป็นแถบมืด A. จากเส้น Z แต่ละเส้นที่คั่นระหว่างเส้นตรงไปยังแถบนั้น A มีเส้นใยบาง ๆ เท่านั้นและบริเวณนั้นชัดเจนกว่า ( ผม).

Sarcomeres ถูกห่อหุ้มด้วยเรติคูลัม sarcoplasmic ที่เก็บ Ca ++ การแพร่กระจายของเยื่อหุ้มเซลล์ (ท่อ T) ไปถึงร่างแห การกระตุ้นของเมมเบรนในท่อเหล่านี้จะเปิดช่อง Ca ++ ที่เข้าสู่เซลล์และทำให้ร่างแหปล่อย Ca ++ และทำให้เกิดการหดตัว

Myocardium เป็นซินไซเทียม

เส้นใยกล้ามเนื้อหัวใจสัมผัสกันที่ส่วนปลายและผ่านโครงสร้างที่เรียกว่าอธิกสุรทินดิสก์ จุดเชื่อมต่อแน่นมากที่ไซต์เหล่านี้ทำให้ช่องว่างระหว่างพวกเขาอยู่ที่ประมาณ 20 นาโนเมตร ที่นี่ desmosomes และสหภาพการสื่อสารมีความโดดเด่น

Desmosomes เป็นโครงสร้างที่เชื่อมโยงเซลล์หนึ่งไปยังเซลล์ถัดไปและอนุญาตให้มีการส่งแรงระหว่างเซลล์เหล่านี้ รอยแยกช่องว่างทำให้เกิดการไหลของไอออนิกระหว่างเซลล์ใกล้เคียงสองเซลล์และทำให้เกิดการกระตุ้นที่จะส่งจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งและเนื้อเยื่อจะทำหน้าที่เป็นซินไซเทียม

อ้างอิง

Brenner B: Musculatur ใน Physiologie, 6th ed; R Klinke et al (eds) สตุ๊ตการ์ท, เฟรดธีมีเวอร์, 2010
Ganong WF: เนื้อเยื่อที่กระตุ้นได้: กล้ามเนื้อ, ในการทบทวนสรีรวิทยาทางการแพทย์, 25th ed. นิวยอร์ก, McGraw-Hill Education, 2016
Guyton AC, Hall JE: กล้ามเนื้อหัวใจ; หัวใจเป็นปั๊มและการทำงานของลิ้นหัวใจในตำราสรีรวิทยาการแพทย์ฉบับที่ 13 AC Guyton JE Hall (eds) ฟิลาเดลเฟีย Elsevier Inc. , 2016
Linke WA และ Pfitzer G: Kontraktionmechanismen ใน Physiologie des Menschen mit Pathophysiologie, 31th ed, RF Schmidt et al (eds) ไฮเดลเบิร์ก Springer Medizin Verlag, 2010
Widmaier EP, Raph H และ Strang KT: กล้ามเนื้อในสรีรวิทยาของมนุษย์ของแวนเดอร์: กลไกการทำงานของร่างกายฉบับที่ 13; EP Windmaier et al (eds) นิวยอร์ก, McGraw-Hill, 2014

ลักษณะเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อหัวใจหน้าที่เนื้อเยื่อวิทยา - กายวิภาคศาสตร์และสรีรวิทยา - 2025