Anatomi och fysiologi I

Figur 1. Hjärtmuskelvävnad. Hjärtmuskelvävnad finns endast i hjärtat. LM × 1600. (Mikrograf tillhandahållen av Regents of University of Michigan Medical School © 2012)

Hjärtmuskelvävnad finns endast i hjärtat. Högt samordnade sammandragningar av hjärtmuskeln pumpar in blod i cirkulationssystemets kärl. I likhet med skelettmuskulaturen är hjärtmuskulaturen strimmig och organiserad i sarkomerer, som har samma bandorganisation som skelettmuskulaturen (figur 1).

Hur som helst är dock hjärtmuskelfibrerna kortare än skelettmuskelfibrerna och innehåller vanligen bara en kärna, som är belägen i cellens centrala region. Hjärtmuskelfibrerna har också många mitokondrier och myoglobin, eftersom ATP huvudsakligen produceras genom aerob metabolism. Hjärtmuskelfibercellerna är också kraftigt förgrenade och är förbundna med varandra i ändarna genom interkalerade skivor. En interkalerad skiva gör att hjärtmuskelcellerna kan dra ihop sig i ett vågliknande mönster så att hjärtat kan fungera som en pump.

Interkalerade skivor är en del av sarkolemma och innehåller två strukturer som är viktiga för hjärtmuskelns sammandragning: gap junctions och desmosomer. En gap junction bildar kanaler mellan intilliggande hjärtmuskelfibrer som gör att den depolariserande ström som produceras av katjoner kan flöda från en hjärtmuskelcell till nästa. Denna sammanfogning kallas elektrisk koppling, och i hjärtmuskeln möjliggör den en snabb överföring av aktionspotentialer och en samordnad sammandragning av hela hjärtat. Detta nätverk av elektriskt sammankopplade hjärtmuskelceller skapar en funktionell kontraktionsenhet som kallas syncytium. Resten av den interkalerade skivan består av desmosomer. En desmosom är en cellstruktur som förankrar ändarna av hjärtmuskelfibrerna tillsammans så att cellerna inte dras isär under den stress som uppstår när enskilda fibrer drar ihop sig (figur 2).

Figur 2. Hjärtmuskel. Interkalerade skivor är en del av hjärtmuskelns sarkolemma och de innehåller gap junctions och desmosomer.

Hjärtats sammandragningar (hjärtslag) styrs av specialiserade hjärtmuskelceller, s.k. pacemakerceller, som direkt styr hjärtfrekvensen. Även om hjärtmuskeln inte kan kontrolleras medvetet reagerar pacemakercellerna på signaler från det autonoma nervsystemet (ANS) för att påskynda eller sänka hjärtfrekvensen. Pacemakercellerna kan också reagera på olika hormoner som modulerar hjärtfrekvensen för att kontrollera blodtrycket.

Den sammandragningsvåg som gör att hjärtat fungerar som en enhet, ett så kallat funktionellt syncytium, börjar med pacemakercellerna. Denna grupp av celler är självexciterande och kan depolarisera till tröskelvärdet och avfyra aktionspotentialer på egen hand, en egenskap som kallas autorytmicitet; de gör detta med bestämda intervaller som bestämmer hjärtfrekvensen. Eftersom de är anslutna med gap junctions till omgivande muskelfibrer och de specialiserade fibrerna i hjärtats ledningssystem, kan pacemakercellerna överföra depolariseringen till de andra hjärtmuskelfibrerna på ett sätt som gör det möjligt för hjärtat att dra ihop sig på ett koordinerat sätt.

Ett annat kännetecken för hjärtmuskeln är dess relativt långa aktionspotentialer i fibrerna, som har en ihållande depolarisering ”platå”. Plattan produceras av att Ca++ tränger in genom spänningsstyrda kalciumkanaler i hjärtmuskelfibrernas sarkolemma. Denna långvariga depolarisering (och Ca++-tillträde) ger en längre sammandragning än vad som produceras av en aktionspotential i skelettmuskulaturen. Till skillnad från skelettmuskulaturen kommer en stor andel av det Ca++ som initierar kontraktionen i hjärtmuskulaturen från utsidan av cellen snarare än från SR.

Självkontrollfrågor

Tävla nedanstående frågesport för att kontrollera din förståelse av Hjärtmuskelvävnad: