Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

17.3A: Механізм і скорочення подій серцевих м'язових волокон

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    69767

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Серцеві м'язові волокна піддаються скоординованому скороченню за допомогою кальцієвого вивільнення кальцію, що проводиться через інтеркальовані диски.

    Цілі навчання

    • Опишіть механізм і події скорочення серцевих м'язових волокон

    Ключові моменти

    • Серцеві м'язові волокна скорочуються за допомогою збудливо-скорочення зв'язку, використовуючи механізм, унікальний для серцевого м'яза, який називається кальцієм, індукованим вивільненням кальцію.
    • Збудження-скорочення муфти описує процес перетворення електричного подразника (потенціалу дії) в механічну відповідь (скорочення м'язів).
    • Вивільнення кальцію, індуковане кальцієм, передбачає проведення іонів кальцію в кардіоміоцити, запускаючи подальше вивільнення іонів в цитоплазму.
    • Кальцій подовжує тривалість деполяризації м'язових клітин до того, як відбудеться реполяризація.Скорочення в серцевому м'язі відбувається за рахунок зв'язування головки міозину з аденозинтрифосфату (АТФ), який потім тягне актинові нитки до центру саркомеру, механічної сили скорочення.

    Ключові умови

    • муфта скорочення збудження (ECC): Фізіологічний процес перетворення електричного подразника в механічну реакцію.
    • Вивільнення кальцію, індуковане кальцієм (CICR): Процес, за допомогою якого кальцій може спровокувати вивільнення подальшого кальцію з саркоплазматичної сітки м'язів.

    Кардіоміоцити здатні до скоординованого скорочення, контрольованого через щілинні з'єднання інтеркальованих дисків. Розривні з'єднання поширюють потенціали дії для підтримки синхронізованого скорочення міокарда. У серцевій, скелетній та деякій гладкій м'язовій тканині скорочення відбувається через явище, відоме як з'єднання скорочення збудження (ECC). ECC описує процес перетворення електричного подразника від нейронів в механічну відповідь, що полегшує рух м'язів. Потенціали дії - це електричний стимул, який викликає механічну реакцію в ЕКК.

    Кальцій індукований вивільнення кальцію

    У серцевому м'язі ЕКК залежить від явища, яке називається кальцієвим вивільненням кальцію (CICR), яке передбачає приплив іонів кальцію в клітину, викликаючи подальше вивільнення іонів в цитоплазму. Механізм CIRC - це рецептори всередині кардіоміоцита, які зв'язуються з іонами кальцію, коли іонні канали кальцію відкриваються під час деполяризації, виділяючи більше іонів кальцію в клітину.

    Подібно до скелетних м'язів, приплив іонів натрію викликає початкову деполяризацію; однак у серцевому м'язі приплив іонів кальцію підтримує деполяризацію, так що вона триває довше. CICR створює «фазу плато», в якій заряд клітини залишається трохи позитивним (деполяризованим) ненадовго, перш ніж він стане більш негативним, оскільки він реполяризується через приплив іонів калію. Скелетні м'язи, навпаки, реполяризуються відразу.

    Шляхи скорочення серцевого м'яза

    Фактична реакція механічного скорочення в серцевому м'язі відбувається за допомогою ковзної нитки моделі скорочення. У моделі ковзної нитки нитки міозину ковзають уздовж актинових ниток, щоб скоротити або подовжити м'язове волокно для скорочення та розслаблення. Шляхи скорочення можна описати в п'ять етапів:

    1. Потенціал дії, індукований клітинами кардіостимулятора в синоатріальному (SA) і атріовентрикулярному (AV) вузлах, проводиться до скорочувальних кардіоміоцитів через розривні з'єднання.
    2. Коли потенціал дії переміщається між саркомерами, він активує кальцієві канали в Т-канальцях, що призводить до припливу іонів кальцію в кардіоміоцити.
    3. Кальцій в цитоплазмі потім зв'язується з серцевим тропоніну-С, який переміщує комплекс тропоніну від місця зв'язування актину. Це видалення комплексу тропоніну звільняє актин зв'язуватися міозином і ініціює скорочення.
    4. Головка міозину зв'язується з АТФ і тягне актинові нитки до центру саркомера, скорочуючи м'яз.
    5. Внутрішньоклітинний кальцій потім видаляється саркоплазматичним ретикулумом, знижуючи внутрішньоклітинну концентрацію кальцію, повертаючи комплекс тропоніну в своє інгібуюче положення на активній ділянці актину та ефективно припиняючи скорочення, коли актинові нитки повертаються у вихідне положення, розслабляючи м'яз.

    Ця діаграма моделі ковзної нитки скорочення вказує на I-діапазони, зону H, ковпачок Z, титін, Z диск, міозінну головку, хвіст міозину, актиновий нитку, лінію M.

    Модель ковзної нитки скорочення: м'язові волокна в розслаблених (вище) і скорочених (нижче) положеннях

    зображення

    Анімація міозину та актину: Ця анімація показує, що нитки міозину (червоні) ковзають уздовж актинових ниток (рожевих), щоб скоротити м'язову клітину.