Anatomy and Physiology I

Figure 1. Hartspierweefsel. Hartspierweefsel wordt alleen in het hart gevonden. LM × 1600. (Microfoto ter beschikking gesteld door de Regents of University of Michigan Medical School © 2012)

Hartspierweefsel komt alleen voor in het hart. Sterk gecoördineerde samentrekkingen van de hartspier pompen bloed in de bloedvaten van het bloedvatenstelsel. Net als skeletspieren zijn hartspieren gestrieerd en georganiseerd in sarcomeren, met dezelfde bandorganisatie als skeletspieren (figuur 1).

Het is echter zo dat hartspiervezels korter zijn dan skeletspiervezels en gewoonlijk slechts één kern bevatten, die zich in het centrale deel van de cel bevindt. Hartspiervezels bezitten ook veel mitochondriën en myoglobine, aangezien ATP voornamelijk via aërobe stofwisseling wordt geproduceerd. De hartspiercellen zijn ook sterk vertakt en zijn aan de uiteinden met elkaar verbonden door intercalerende schijven. Een intercalated disc stelt de hartspiercellen in staat om samen te trekken in een golf-achtig patroon, zodat het hart kan werken als een pomp.

Intercalated discs maken deel uit van het sarcolemma en bevatten twee structuren die belangrijk zijn voor de samentrekking van de hartspier: gap junctions en desmosomen. Een gap junction vormt kanalen tussen aangrenzende hartspiervezels waardoor de depolariserende stroom die door kationen wordt opgewekt, van de ene hartspiercel naar de volgende kan vloeien. Deze verbinding wordt elektrische koppeling genoemd, en in de hartspier maakt zij de snelle overdracht van actiepotentialen en de gecoördineerde samentrekking van het gehele hart mogelijk. Dit netwerk van elektrisch verbonden hartspiercellen vormt een functionele eenheid van samentrekking die een syncytium wordt genoemd. De rest van de intercalerende schijf bestaat uit desmosomen. Een desmosoom is een celstructuur die de uiteinden van hartspiervezels aan elkaar verankert zodat de cellen niet uit elkaar trekken tijdens de stress van het samentrekken van de afzonderlijke vezels (figuur 2).

Figuur 2. Hartspier. De tussenliggende schijfjes maken deel uit van het sarcolemma van de hartspier en bevatten gap junctions en desmosomen.

Contracties van het hart (hartslagen) worden gecontroleerd door gespecialiseerde hartspiercellen die pacemakercellen worden genoemd en die rechtstreeks de hartslag regelen. Hoewel de hartspier niet bewust kan worden aangestuurd, reageren de pacemakercellen op signalen van het autonome zenuwstelsel (ANS) om de hartslag te versnellen of te vertragen. De pacemakercellen kunnen ook reageren op verschillende hormonen die de hartslag moduleren om de bloeddruk te regelen.

De samentrekkingsgolf die het hart in staat stelt als een eenheid te werken, een functioneel syncytium genoemd, begint bij de pacemakercellen. Deze groep cellen is zelfexciteerbaar en in staat tot depolarisatie tot de drempel en het afvuren van actiepotentialen op hun eigen, een kenmerk dat autoritmiek wordt genoemd; zij doen dit met vaste intervallen die de hartslag bepalen. Omdat zij met spleetjuncties verbonden zijn met de omliggende spiervezels en de gespecialiseerde vezels van het geleidingssysteem van het hart, zijn de pacemakercellen in staat de depolarisatie over te brengen op de andere hartspiervezels op een wijze die het hart in staat stelt op een gecoördineerde wijze samen te trekken.

Een ander kenmerk van hartspier is de relatief lange actiepotentialen in de vezels, die een aanhoudend depolarisatie-“plateau” hebben. Het plateau wordt veroorzaakt door Ca++ toegang via spanningsgevoelige calciumkanalen in het sarcolemma van hartspiervezels. Deze aanhoudende depolarisatie (en Ca++ -toetreding) zorgt voor een langere contractie dan wordt veroorzaakt door een actiepotentiaal in skeletspieren. In tegenstelling tot skeletspieren komt een groot percentage van het Ca++ dat de contractie in hartspieren initieert van buiten de cel in plaats van uit het SR.

Zelfcontrolevragen

Doe de quiz hieronder om te zien of je hartspierweefsel begrijpt: