Kardiomiocitas

Širdies raumuo

Kardiomiocitas (lot. cardiomyocytus) – širdies raumens (miokardo) struktūrinis funkcinis vienetas. Normalus kardiomiocitas yra 10–20 mikrometrų pločio ir 80–100 mikrometrų ilgio, jo centre yra vienas arba du branduoliai. Pagrindinės kardiomiocito sudedamosios dalys – tai kontraktilinis miocito vienetas – sarkomeras, įterptiniai diskai, plyšinės jungtys bei mitochondrijos.

Pagrindinė funkcija – kontraktiliškumas. Periodiškai susitraukinėdamas kardiomiocitas ir visas širdies raumuo geba palaikyti efektyvią maisto medžiagų ir deguonies apykaitą žmogaus organizme. Susitraukimo jėga periodiškai gali keistis dėl dviejų reguliavimo mechanizmų: heterometrinio ir homeometrinio.

Kardiomiocito sandara

Sarkomerai

Kardiomiocito sandara

Dryžuota skaidulos išvaizda yra dėl sarkomerų, t. y. kontraktilinių kardiomiocito vienetų, kuriuos sudaro kontraktilūs baltymai – aktinas ir miozinas. Morfologiškai kardiomiocito sarkomeras yra panašus, bet ne tapatus griaučių raumenų sarkomerui. Kardiomiocitų miofibrilių struktūra ir susitraukimo mechanizmas tapatūs griaučių ruožuotojo raumens miofibrilėms. Tarpus tarp miofibrilių užpildo sarkoplazma. Jos yra daugiau apie branduolius. Sarkoplazmoje gausu per visą sarkomero ilgį išsidėsčiusių didelių šakotų sarkosomų, daug glikogeno. Dėl to širdies raumuo yra gerai aprūpinamas deguonimi. Sarkoplazminį tinklą sudaro siaurų cisternų sistema, apgaubianti kiekvieną miofibrilę. Į jį T vamzdeliai įsiterpia ties Z linijomis. T vamzdeliai du kartus platesni už skeleto skersaruožių raumenų ir kontaktuoja tik su viena terminaline cisterna. Toks kontaktas vadinamas diada. Terminalinės cisternos nedidelės ir nesudaro tipinių triadų.

Įterptiniai diskai

Širdies raumens ląstelės yra glaudžiai susijungusios viena su kita kardiomiocitų galuose esančiomis gausiomis interdigitacijomis bei specialiomis jungtimis, dar vadinamomis įterptiniais diskais. Šios struktūros neleidžia susitraukimo metu ląstelei atitrūkti nuo ląstelės. Stebint šviesos mikroskopu įterptiniai diskai matomi kaip statmeni brūkšneliai, elektroniniu mikroskopu – atrodo kaip laipteliai. Įterptinių diskų skersinėse srityse yra daug desmosomų (sukibimo dėmių, lot. macula adherens). Desmosomos sujungia ląsteles mechaniškai.

Plyšinės jungtys

Srityse, lygiagrečiose miofibrilėms, yra plyšinės jungtys (lot. macula communicans, nexus). Jomis plinta nervinis impulsas iš ląstelės į ląstelę, todėl jos susitraukia sinchroniškai. Kardiomiocitus iš išorės apkloja pamatinė membrana. Jungdamiesi tarpusavyje jie sudaro skaidulas, tačiau nesuformuoja pluoštų, bet jungiasi nereguliariomis anastomozėmis. Tarp tarp skaidulų yra plonas puraus jungiamojo audinio sluoksnis, kuriame gausu kraujagyslių.

Mitochondrijos

Kardiomiocitų, kuriems būdingas aerobinis metabolizmas, citoplazmoje yra labai daug mitochondrijų. Jos sudaro 35 proc. ląstelės tūrio ir yra išsidėsčiusios tarp miofibrilių, šalia jų po sarkolema ir aplink branduolį. Mitochondrijų ultrastruktūra labai greitai kinta veikiant žalingiems veiksniams. Net dėl trumpalaikės išemijos gali atsirasti ryškių pakitimų (edema ir vakuolizacija).

Kardiomiocito funkcija

Skaidulos susitraukimo mechanizmas

Širdies raumens kontraktiliškumas (gebėjimas susitraukti) yra viena svarbiausių jo savybių. Skaidulos susitraukimo metu aktino ir miozino filamentų ilgis nekinta. Aktino laisvieji galai priartėja prie M linijos, sumažindami H zonos plotį. Priešingi aktino filamentų galai prisitvirtinę prie Z linijos, todėl jiems slystant atsirandanti tempimo jėga suartina Z linijas, I disko plotis sumažėja, A disko plotis nepakinta, sarkomeras sutrumpėja. Raumenį ištempus, sarkomeras pailgėja, tačiau dėl jo elastinių savybių vėl atsistato. Skaidulai maksimaliai susitraukiant, sarkomero plonieji filamentai giliai įsiterpia tarp storų ir jų laisvi galai net gali susiliesti, o H zona visai išnykti. Raumeninių skaidulų susitraukimą valdo sarkoplazminis tinklas, kontroliuodamas Ca jonų koncentraciją miofibrilėse.

Heterometrinis ir homeometrinis mechanizmai

Sveikos širdies heterometrinis reguliavimas vyksta pagal Franko-Starlingo dėsnį. Kuo skilveliai daugiau išsiplečia diastolėje (kuo daugiau priplūsta kraujo ir atitinkamai padidėja prisipildymo spaudimas) ir labiau išsitempia raumens skaidulos, tuo stipriau jie susitraukia. Heterometrinis reguliavimo mechanizmas yra labai svarbus širdies kontrakcijos savireguliacijai padidėjus krūviui. Antrasis širdies susitraukimo jėgos reguliavimo mechanizmas – homeometrinis, nesusijęs su sarkomerų ilgio kitimu. Veikiant kai kuriems veiksniams, pvz., katecholaminams, širdies kontrakcija didėja nepailgėjus raumens skaiduloms. Kad širdies raumuo normaliai susitraukinėtų, turi būti normali kontraktilinių elementų struktūra ir veiksmingi reguliavimo mechanizmai.