Строение сердечной ткани: Мышечная и нервная ткани — урок. Биология, Человек (8 класс).

Гистология.mp3 — Мышечные ткани

Слушать (13 464 Кб):

Общая гистология — скелетная, сердечная и гладкая мышечные ткани

Мышечными тканями называют ткани, различные по строению и происхождению, но сходные по способности к выраженным сокращениям. Они обеспечивают перемещения в пространстве всего организма в целом или его частей (пример – скелетная мускулатура) и движение органов внутри организма (пример – сердце, язык, кишечник).

Свойством изменения формы обладают клетки многих тканей, но в мышечных тканях эта способность становится главной функцией.

Общая характеристика и классификация

Основные морфологические признаки элементов мышечных тканей — удлиненная форма, наличие продольно расположенных миофибрилл и миофиламентов — специальных органелл, обеспечивающих сократимость, расположение митохондрий рядом с сократительными элементами, наличие включений гликогена, липидов и миоглобина.

Специальные сократительные органеллы — миофиламенты обеспечивают сокращение, которое возникает при взаимодействии в них двух основных фибриллярных белков — актина и миозина при обязательном участии ионов кальция. Митохондрии обеспечивают эти процессы энергией. Запас источников энергии образуют гликоген и липиды. Миоглобин — это белок-пигмент (наподобие гемоглобина), обеспечивающий связывание кислорода и создание его запаса на момент сокращения мышцы, когда сдавливаются кровеносные сосуды (и поступление кислорода при этом резко падает).

В основу классификации мышечных тканей положены два принципа — морфофункциональный и гистогенетический. В соответствии с морфофункциональным принципом, в зависимости от структуры органелл сокращения, мышечные ткани подразделяют на две подгруппы: исчерченные мышечные ткани и гладкие мышечные ткани.

Поперечнополосатые (исчерченные) мышечные ткани. В цитоплазме их элементов миозиновые филаменты постоянно полимеризованы, образуют с актиновыми нитями постоянно существующие миофибриллы. Последние организованы в характерные комплексы — саркомеры. В соседних миофибриллах структурные субъединицы саркомеров расположены на одинаковом уровне и создают поперечную исчерченность. Исчерченные мышечные ткани сокращаются быстрее, чем гладкие.

Гладкие (неисчерченные) мышечные ткани. Эти ткани характеризуются тем, что вне сокращения миозиновые филаменты деполимеризованы. В присутствии ионов кальция они полимеризуются и вступают во взаимодействие с филаментами актина. Образующиеся при этом миофибриллы не имеют поперечной исчерченности: при специальных окрасках они представлены равномерно окрашенными по всей длине нитями.

В соответствии с гистогенетическим принципом в зависимости от источников развития (т.е. эмбриональных зачатков) мышечные ткани подразделяются на 5 типов:

1. мезенхимные (из десмального зачатка в составе мезенхимы)
2. эпидермальные (из кожной эктодермы и из прехордальной пластинки)
3. нейральные (из нервной трубки)
4. целомические (из миоэпикардиальной пластинки висцерального листка спланхнотома)
5. соматические (миотомные)

Первые три типа относятся к подгруппе гладких мышечных тканей, четвертый и пятый — к подгруппе поперечнополосатых.

Поперечнополосатые мышечные ткани

Имеется две основные разновидности поперечнополосатых (исчерченных) тканей — скелетная мышечная ткань и сердечная мышечная ткань.

Скелетная мышечная ткань

Гистогенез

Источником развития элементов скелетной (соматической) поперечнополосатой мышечной ткани являются клетки миотомов — миобласты. Одни из них дифференцируются на месте и участвуют в образовании так называемых аутохтонных мышц. Другие клетки мигрируют из миотомов в мезенхиму. Они уже детерминированы, хотя внешне не отличаются от других клеток мезенхимы. Их дифференцировка продолжается в местах закладки других мышц тела.

В ходе дифференцировки возникают две клеточные линии. Клетки одной из линий сливаются, образуя удлиненные симпласты — мышечные трубочки (миотубы). В них происходит дифференцировка специальных органелл — миофибрилл. В это время в миотубах отмечается хорошо развитая гранулярная эндоплазматическая сеть.

Миофибриллы сначала располагаются под плазмолеммой, а затем заполняют большую часть миотубы. Ядра, напротив, из центральных отделов смещаются к периферии. Клеточные центры и микротрубочки при этом полностью исчезают. Гранулярная эндоплазматическая сеть редуцируется в значительной степени. Такие дефинитивные структуры называют миосимпластами.

Клетки другой линии остаются самостоятельными и дифференцируются в миосателлитоциты (или миосателлиты). Эти клетки располагаются на поверхности миосимпластов.

Строение

Основной структурной единицей скелетной мышечной ткани является мышечное волокно, состоящее из миосимпласта и миосателлитоцитов, покрытых общей базальной мембраной.

Длина всего волокна может измеряться сантиметрами при толщине всего 50—100 мкм. Комплекс, состоящий из плазмолеммы миосимпласта и базальной мембраны, называют сарколеммой.

Миосимпласт имеет множество продолговатых ядер, расположенных непосредственно под сарколеммой. Их количество в одном симпласте может достигать нескольких десятков тысяч. У полюсов ядер располагаются органеллы общего значения — аппарат Гольджи и небольшие фрагменты гранулярной эндоплазматической сети. Миофибриллы заполняют основную часть миосимпласта и расположены продольно.

Саркомер — это структурная единица миофибриллы. Каждая миофибрилла имеет поперечные темные и светлые диски, имеющие неодинаковое лучепреломление (анизотропные A-диски и изотропные I-диски). Каждая миофибрилла окружена продольно расположенными и анастомозирующими между собой петлями агранулярной эндоплазматической сети — саркоплазматической сети, или саркоплазматического ретикулума. Соседние саркомеры имеют общую пограничную структуру — Z-линию (или телофрагму). Она построена в виде сети из белковых фибриллярных молекул, среди которых существенную роль играет альфа-актинин. С этой сетью связаны концы тонких, актиновых, филаментов. От соседних Z-линий актиновые филаменты направляются к центру саркомера, но не доходят до его середины.

Филаменты актина объединены с Z-линией и нитями миозина фибриллярными нерастяжимыми молекулами небулина. Посередине темного диска саркомера располагается сеть, построенная из миомезина. Она образует в сечении М-линию, или мезофрагму. В узлах этой М-линии закреплены концы толстых, миозиновых филаментов. Другие их концы направляются в сторону Z-линий и располагаются между филаментами актина, но до самих Z-линий тоже не доходят. Вместе с тем эти концы фиксированы по отношению к Z-линиям растяжимыми гигантскими белковыми молекулами титина.

Молекулы миозина имеют длинный хвост и на его конце две головки. При повышении концентрации ионов кальция в области присоединения головок (в своеобразном шарнирном участке) молекула миозина изменяет свою конфигурацию. При этом (поскольку между миозиновыми филаментами расположены актиновые) головки миозина связываются с актином (при участии вспомогательных белков — тропомиозина и тропонина). Затем головка миозина наклоняется и тянет за собой актиновую молекулу в сторону М-линии. Z-линии сближаются, саркомер укорачивается.

Альфа-актининовые сети Z-линий соседних миофибрилл связаны друг с другом промежуточными филаментами. Они подходят к внутренней поверхности плазмолеммы и закрепляются в кортикальном слое цитоплазмы, так что саркомеры всех миофибрилл располагаются на одном уровне. Это и создает при наблюдении в микроскоп впечатление поперечной исчерченности всего волокна.

Источником ионов кальция служат цистерны агранулярной эндоплазматической сети. Они вытянуты вдоль миофибрилл около каждого саркомера и образуют саркоплазматическую сеть. Именно в ней аккумулируются ионы кальция, когда миосимпласт находится в расслабленном состоянии. На уровне Z-линий (у амфибии) или на границе А- и I-дисков (у млекопитающих) канальцы сети меняют направление и располагаются поперечно, образуя расширенные терминальные или (латеральные)

L-цистерны.

С поверхности миосимпласта плазмолемма образует длинные трубочки, идущие поперечно в глубину клетки (Т-трубочки) на уровне границ между темными и светлыми дисками. Когда клетка получает сигнал о начале сокращения, этот сигнал перемещается по плазмолемме в виде потенциала действия и распространяется отсюда на мембрану Т-трубочек. Поскольку эта мембрана сближена с мембранами саркоплазматической сети, состояние последних меняется, кальций освобождается из цистерн сети и взаимодействует с актино-миозиновыми комплексами (они сокращаются). Когда потенциал действия исчезает, кальций снова аккумулируется в цистернах саркоплазматического ретикулума и сокращение миофибрилл прекращается. Для развития усилия сокращения нужна энергия. Она освобождается за счет АТФ- АДФ-превращений. Роль АТФазы выполняет миозин. Источником АТФ служат главным образом митохондрии, поэтому они и располагаются непосредственно между миофибриллами.

Большую роль в деятельности миосимпластов играют включения миоглобина и гликогена. Гликоген служит источником энергии, необходимой не только для совершения мышечной работы, но и поддержания теплового баланса всего организма. Миоглобин связывает кислород, когда мышца расслаблена и через мелкие кровеносные сосуды свободно протекает кровь. Во время сокращения мышцы сосуды сдавливаются, а запасенный кислород освобождается из миоглобина и участвует в биохимических реакциях.

Миосателлитоциты — это малодифференцированные клетки, являющиеся источником регенерации мышечной ткани. Они прилежат к поверхности миосимпласта, так что их плазмолеммы соприкасаются. Миосателлитоциты одноядерны, их ядра овальной формы и мельче, чем в симпластах. Они обладают всеми органеллами общего значения (в том числе и клеточным центром).

Типы мышечных волокон. Разные мышцы (как органы) функционируют в неодинаковых биомеханических условиях. Поэтому и мышечные волокна в составе разных мышц обладают разной силой, скоростью и длительностью сокращения, а также утомляемостью. Ферменты в них обладают разной активностью и представлены в различных изомерных формах. Заметно различие в них содержания дыхательных ферментов — гликолитических и окислительных.

По соотношению миофибрилл, митохондрий и миоглобина различают белые, красные и промежуточные волокна. По функциональным особенностям мышечные волокна подразделяют на быстрые, медленные и промежуточные. Наиболее заметно мышечные волокна различаются особенностями молекулярной организации миозина. Среди различных его изоформ существуют две основных — «быстрая» и «медленная». При постановке гистохимических реакций их различают по АТФазной активности. С этими свойствами коррелирует и активность дыхательных ферментов. Обычно в быстрых волокнах преобладают гликолитические процессы, они более богаты гликогеном, в них меньше миоглобина, поэтому их называют также белыми. В медленных волокнах, напротив, выше активность окислительных ферментов, они богаче миоглобином, выглядят более красными.

Свойства мышечных волокон меняются при изменении нагрузок — спортивных, профессиональных, а также в экстремальных условиях (таких как невесомость). При возврате к обычной деятельности такие изменения обратимы. При некоторых заболеваниях (мышечные атрофии, дистрофии, последствия денервации) мышечные волокна с разными исходными свойствами изменяются неодинаково. Это позволяет уточнять диагноз, для чего исследуют биоптаты скелетных мышц.

Регенерация скелетной мышечной ткани

Ядра миосимпластов делиться не могут, так как у них отсутствуют клеточные центры. Камбиальными элементами служат миосателлитоциты. Пока организм растет, они делятся, а дочерние клетки встраиваются в концы симпластов. По окончании роста размножение миосателлитоцитов затухает. После повреждения мышечного волокна на некотором протяжении от места травмы оно разрушается и его фрагменты фагоцитируются макрофагами.

Восстановление любых тканей организма может осуществляется за счет двух механизмов: гипертрофии и гиперплазии. Под гипертрофией подразумевают компенсаторное увеличение объема самого симпласта, в т.ч. за счет увеличения количества миофибрилл. В симпласте активизируются гранулярная эндоплазматическая сеть и аппарат Гольджи. Происходит синтез веществ, необходимых для восстановления саркоплазмы и миофибрилл, а также сборка мембран, так что восстанавливается целостность плазмолеммы. Поврежденный конец миосимпласта при этом утолщается, образуя мышечную почку. Под гиперплазией понимают пролиферацию миосателлитоцитов. Сохранившиеся рядом с повреждением миосателлитоциты делятся. Одни из них мигрируют к мышечной почке и встраиваются в нее, другие сливаются (так же, как миобласты при гистогенезе) и образуют миотубы, которые затем входят в состав вновь образованных мышечных волокон или формируют новые волокна.

Скелетная мышца как орган

Передача усилий сокращения на скелет осуществляется посредством сухожилий или прикрепления мышц непосредственно к надкостнице. На конце каждого мышечного волокна плазмолемма образует глубокие узкие впячивания. В них со стороны сухожилия или надкостницы проникают тонкие коллагеновые волокна. Последние спирально оплетаются ретикулярными волокнами. Концы волокон направляются к базальной мембране, входят в нее, поворачивают назад и по выходе снова оплетают коллагеновые волокна соединительной ткани.

Между мышечными волокнами находятся тонкие прослойки рыхлой волокнистой соединительной ткани — эндомизий. Коллагеновые волокна наружного листка базальной мембраны вплетаются в него, что способствует объединению усилий при сокращении миосимпластов. Более толстые прослойки рыхлой соединительной ткани окружают по нескольку мышечных волокон, образуя перимизий и разделяя мышцу на пучки. Несколько пучков объединяются в более крупные группы, разделенные более толстыми соединительнотканными прослойками. Соединительную ткань, окружающую поверхность мышцы, называют эпимизием.

Васкуляризация. Артерии вступают в мышцу и распространяются по прослойкам соединительной ткани, постепенно истончаясь. Ветви 5—6-го порядка образуют в перимизии артериолы. В эндомизии расположены капилляры. Они идут вдоль мышечных волокон, анастомозируя друг с другом. Венулы, вены и лимфатические сосуды проходят рядом с приносящими сосудами. Как обычно, рядом с сосудами много тканевых базофилов, принимающих участие в регуляции проницаемости сосудистой стенки.

Иннервация. В мышцах выявлены миелинизированные эфферентные (двигательные), афферентные (чувствительные), а также немиелинизированные вегетативные нервные волокна. Отросток нервной клетки, приносящий импульс от моторного нейрона спинного мозга, ветвится в перимизии. Каждая его ветвь проникает сквозь базальную мембрану, и у поверхности симпласта на плазмолемме образует терминали, участвуя в организации так называемой моторной бляшки, или нервно-мышечного соединения. При поступлении нервного импульса из терминали выделяется ацетилхолин — медиатор, который вызывает возбуждающий потенциал действия, распространяющееся отсюда по плазмолемме миосимпласта.

Итак, каждое мышечное волокно иннервируется самостоятельно и окружено сетью гемокапилляров, образуя комплекс, именуемый мионом. Группа же мышечных волокон, иннервируемых одним мотонейроном, называется нервно-мышечной единицей. Характерно, что мышечные волокна, принадлежащие к одной нервно-мышечной единице, лежат не рядом, а расположены мозаично среди волокон, относящихся к другим единицам.

Чувствительные нервные окончания располагаются не на рабочих мышечных волокнах, а связаны со специализированными мышечными волокнами в так называемых мышечных веретенах, которые расположены в перимизии. Волокна в таких чувствительных мышечных веретенах именуются интрафузальными волокнами, а обычные рабочие мышечные волокна – экстрафузальными.

Интрафузальные мышечные волокна веретен значительно тоньше рабочих. Существует два их вида — волокна с ядерной сумкой и волокна с ядерной цепочкой. Каждое мышечное волокно веретена спирально обвито терминалью чувствительного нервного волокна. В результате сокращения или расслабления рабочих мышечных волокон изменяется натяжение соединительнотканной капсулы веретена, соответственно изменяется тонус интрафузальных мышечных волокон. Вследствие этого возбуждаются чувствительные нервные окончания, обвивающие их, и в области терминалей возникают афферентные нервные импульсы. На каждом миосимпласте располагается также своя моторная бляшка. Поэтому интрафузальные мышечные волокна постоянно находятся в напряжении, подстраиваясь к длине мышечного брюшка в целом.

Сердечная мышечная ткань

Гистогенез и виды клеток. Источники развития сердечной поперечнополосатой мышечной ткани — симметричные участки висцерального листка спланхнотома в шейной части зародыша — так называемые миоэпикардиалъные пластинки. Из них дифференцируются также клетки мезотелия эпикарда. В ходе гистогенеза возникает 3 вида кардиомиоцитов:

1. рабочие, или типичные, или же сократительные, кардиомиоциты,
2. атипичные кардиомиоциты (сюда входят пейсмекерные, проводящие и переходные кардиомиоциты, а также
3. секреторные кардиомиоциты.

Рабочие (сократительные) кардиомиоциты образуют свои цепочки. Укорачиваясь, они обеспечивают силу сокращения всей сердечной мышцы. Рабочие кардиомиоциты способны передавать управляющие сигналы друг другу. Синусные (пейсмекерные) кардиомиоциты способны автоматически в определенном ритме сменять состояние сокращения на состояние расслабления. Они воспринимают управляющие сигналы от нервных волокон, в ответ на что изменяют ритм сократительной деятельности. Синусные (пейсмекерные) кардиомиоциты передают управляющие сигналы переходным кардиомиоцитам, а последние — проводящим. Проводящие кардиомиоциты образуют цепочки клеток, соединенных своими концами. Первая клетка в цепочке воспринимает управляющие сигналы от синусных кардиомиоцитов и передает их далее — другим проводящим кардиомиоцитам. Клетки, замыкающие цепочку, передают сигнал через переходные кардиомиоциты рабочим.

Секреторные кардиомиоциты выполняют особую функцию. Они вырабатывают гормон — натрийуретический фактор, участвующий в процессах регуляции мочеобразования и в некоторых других процессах.

Сократительные кардиомиоциты имеют удлиненную (100—150 мкм) форму, близкую к цилиндрической. Их концы соединяются друг с другом, так что цепочки клеток составляют так называемые функциональные волокна (толщиной до 20 мкм). В области контактов клеток образуются так называемые вставочные диски. Кардиомиоциты могут ветвиться и образуют трехмерную сеть. Их поверхности покрыты базальной мембраной, в которую снаружи вплетаются ретикулярные и коллагеновые волокна. Ядро кардиомиоцита (иногда их два) овальное и лежит в центральной части клетки. У полюсов ядра сосредоточены немногочисленные органеллы общего значения. Миофибриллы слабо обособлены друг от друга, могут расщепляться. Их строение аналогично строению миофибрилл миосимпласта скелетного мышечного волокна. От поверхности плазмолеммы в глубь кардиомиоцита направлены Т-трубочки, находящиеся на уровне Z-линии. Их мембраны сближены, контактируют с мембранами гладкой эндоплазматической (т.е. саркоплазматической) сети. Петли последней вытянуты вдоль поверхности миофибрилл и имеют латеральные утолщения (L-системы), формирующие вместе с Т-трубочками триады или диады. В цитоплазме имеются включения гликогена и липидов, особенно много включений миоглобина. Механизм сокращения кардиомиоцитов такой же, как у миосимпласта.

Кардиомиоциты соединяются друг с другом своими торцевыми концами. Здесь образуются так называемые вставочные диски: эти участки выглядят как тонкие пластинки при увеличении светового микроскопа. Фактически же концы кардиомиоцитов имеют неровную поверхность, поэтому выступы одной клетки входят во впадины другой. Поперечные участки выступов соседних клеток соединены друг с другом интердигитациями и десмосомами. К каждой десмосоме со стороны цитоплазмы подходит миофибрилла, закрепляющаяся концом в десмоплакиновом комплексе. Таким образом, при сокращении тяга одного кардиомиоцита передается другому. Боковые поверхности выступов кардиомиоцитов объединяются нексусами (или щелевыми соединениями). Это создает между ними метаболические связи и обеспечивает синхронность сокращений.

Возможности регенерации сердечной мышечной ткани. При длительной усиленной работе (например, в условиях постоянно повышенного артериального давления крови) происходит рабочая гипертрофия кардиомиоцитов. Стволовых клеток или клеток-предшественников в сердечной мышечной ткани не обнаружено, поэтому погибающие кардиомиоциты (в частности, при инфаркте миокарда) не восстанавливаются, а замещаются элементами соединительной ткани.

Гладкие мышечные ткани

По происхождению различают три группы гладких (или неисчерченных) мышечных тканей — мезенхимные, эпидермальные и нейральные.

Мышечная ткань мезенхимного происхождения

Гистогенез. Стволовые клетки и клетки-предшественники гладкой мышечной ткани, будучи уже детерминированными, мигрируют к местам закладки органов. Дифференцируясь, они синтезируют компоненты матрикса и коллаген базальной мембраны, а также эластин. У дефинитивных клеток (миоцитов) синтетическая способность снижена, но не исчезает полностью.

Структурно-функциональной единицей гладкой, или неисчерченной, мышечной ткани является гладко-мышечная клетка, или гладкий миоцит — это веретеновидная клетка длиной 20—500 мкм, шириной 5—8 мкм. Ядро клетки палочковидное, находится в ее центральной части. Когда миоцит сокращается, его ядро изгибается и даже закручивается. Органеллы общего значения, среди которых много митохондрий, сосредоточены в цитоплазме около полюсов ядра. Аппарат Гольджи и гранулярная эндо плазматическая сеть развиты слабо, что свидетельствует о малой активности синтетических функций. Рибосомы в большинстве своем расположены свободно.

Филаменты актина образуют в цитоплазме трехмерную сеть, вытянутую преимущественно продольно, точнее косо-продольно. Концы филаментов скреплены между собой и с плазмолеммой специальными сшивающими белками. Эти участки хорошо видны на электронных микрофотографиях как плотные тельца.

Миозиновые филаменты находятся в деполимеризованном состоянии. Мономеры миозина располагаются рядом с филаментами актина. Сигнал к сокращению обычно поступает по нервным волокнам. Медиатор, который выделяется из их терминалей, изменяет состояние плазмолеммы. Она образует впячивания — кавеолы, в которых концентрируются ионы кальция. Кавеолы отшнуровываются в сторону цитоплазмы в виде пузырьков (здесь из пузырьков освобождается кальций). Это влечет за собой как полимеризацию миозина, так и взаимодействие миозина с актином. Актиновые филаменты смещаются друг другу навстречу, плотные пятна сближаются, усилие передается на плазмолемму, и вся клетка укорачивается. Когда поступление сигналов со стороны нервной системы прекращается, ионы кальция эвакуируются из кавеол, миозин деполимеризуется и «миофибриллы» распадаются. Таким образом, актино-миозиновые комплексы существуют в гладких миоцитах только в период сокращения.

Гладкие миоциты располагаются без заметных межклеточных пространств и разделены базальной мембраной. На отдельных участках в ней образуются «окна», поэтому плазмолеммы соседних миоцитов сближаются. Здесь формируются нексусы, и между клетками возникают не только механические, но и метаболические связи. Поверх «чехликов» из базальной мембраны между миоцитами проходят эластические и ретикулярные волокна, объединяющие клетки в единый тканевой комплекс. Ретикулярные волокна проникают в щели на концах миоцитов, закрепляются там и передают усилие сокращения клетки всему их объединению.

Регенерация. Физиологическая регенерация гладкой мышечной ткани проявляется в условиях повышенных функциональных нагрузок. Наиболее отчетливо это видно в мышечной оболочке матки при беременности. Такая регенерация осуществляется не столько на тканевом, сколько на клеточном уровне: миоциты растут, в цитоплазме активизируются синтетические процессы, количество миофиламентов увеличивается (рабочая гипертрофия клеток). Не исключена, однако, и пролиферация клеток (т.е. гиперплазия).

В составе органов миоциты объединяются в пучки, между которыми располагаются тонкие прослойки соединительной ткани. В эти прослойки вплетаются ретикулярные и эластические волокна, окружающие миоциты. В прослойках проходят кровеносные сосуды и нервные волокна. Терминали последних оканчиваются не непосредственно на миоцитах, а между ними. Поэтому после поступления нервного импульса медиатор распространяется диффузно, возбуждая сразу многие клетки. Гладкая мышечная ткань мезенхимного происхождения представлена главным образом в стенках кровеносных сосудов и многих трубчатых внутренних органов, а также образует отдельные мелкие мышцы.

Гладкая мышечная ткань в составе конкретных органов имеет неодинаковые функциональные свойства. Это обусловлено тем, что на поверхности органов имеются разные рецепторы к конкретным биологически активным веществам. Поэтому и на многие лекарственные препараты их реакция неодинакова.

Гладкая мышечная ткань эпидермального происхождения

Миоэпителиальные клетки развиваются из эпидермального зачатка. Они встречаются в потовых, молочных, слюнных и слезных железах и имеют общих предшественников с железистыми секреторными клетками. Миоэпителиальные клетки непосредственно прилежат к собственно эпителиальным и имеют общую с ними базальную мембрану. При регенерации те и другие клетки восстанавливаются из общих малодифференцированных предшественников. Большинство миоэпителиальных клеток имеют звездчатую форму. Эти клетки нередко называют корзинчатыми: их отростки охватывают концевые отделы и мелкие протоки желез. В теле клетки располагаются ядро и органеллы общего значения, а в отростках — сократительный аппарат, организованный, как и в клетках мышечной ткани мезенхимного типа.

Гладкая мышечная ткань нейрального происхождения

Миоциты этой ткани развиваются из клеток нейрального зачатка в составе внутренней стенки глазного бокала. Тела этих клеток располагаются в эпителии задней поверхности радужки. Каждая из них имеет отросток, который направляется в толщу радужки и ложится параллельно ее поверхности. В отростке находится сократительный аппарат, организованный так же, как и во всех гладких миоцитах. В зависимости от направления отростков (перпендикулярно или параллельно краю зрачка) миоциты образуют две мышцы — суживающую и расширяющую зрачок.

Некоторые термины из практической медицины:

• лейомиома — доброкачественная опухоль, развивающаяся из гладкой мышечной ткани;
• миогелез — образование в мышцах болезненных очагов уплотнения, обусловленное переходом коллоидов миофибрилл в фазу геля, их гомогенизацией и восковидным некрозом; наблюдается, напр., при охлаждении тела, травмах;
• миоциты Аничкова — клетки с характерным расположением ядерного хроматина в виде зубчатой полоски, проявляющие фагоцитарную активность; встречаются в миокарде, напр. при миокардитах;

 

Строение сердца человека и особенности его работы. Пройдите обследование своего сердца в МЕДСИ

Сердце человека располагается в грудной клетке, ориентировочно в центре с небольшим смещением влево. Представляет собой полый мышечный орган. Снаружи окружено оболочкой – перикардом (околосердечной сумкой). Между сердцем и околосердечной сумкой находится жидкость, увлажняющая сердце и уменьшающая трение при его сокращениях.

Сердце разделено на четыре камеры: две правые – правое предсердие и правый желудочек, и две левые – левое предсердие и левый желудочек. В норме правая и левая половины сердца между собой не сообщаются. При врожденных пороках в межпредсердной и межжелудочковой перегородках могут сохраняться отверстия, через которые кровь попадает из одной половины сердца в другую. Предсердия и желудочки соединяются между собой отверстиями. 

По краям отверстий располагаются створчатые клапаны сердца: справа – трехстворчатый, слева – двустворчатый, или митральный. Двустворчатый и трехстворчатый клапаны обеспечивают ток крови в одном направлении – из предсердий в желудочки. Между левым желудочком и отходящей от него аортой, а также между правым желудочком и отходящей от него легочной артерией тоже имеются клапаны. Из-за формы створок они названы полулунными. Каждый полулунный клапан состоит из трех листков, напоминающих кармашки. Свободным краем кармашки обращены в просвет сосудов. Полулунные клапаны обеспечивают ток крови только в одном направлении – из желудочков в аорту и легочную артерию.

Работа сердца включает две фазы: сокращение (систола) и расслабление (диастола). Сердечный цикл состоит из сокращения предсердий, сокращения желудочков и последующего расслабления предсердий и желудочков. Сокращение предсердий длится 0,1 сек, сокращение желудочков – 0,3 сек.

• Во время диастолы: левое предсердие наполняется кровью, через митральное отверстие кровь перетекает в левый желудочек, во время сокращения левого желудочка кровь выталкивается через аортальный клапан, попадает в аорту и разноситься по всем органам. В органах происходит передача кислорода тканям организма, для их питания. Далее кровь по венам собирается в правое предсердие, через трикуспидальный клапан попадает в правый желудочек.  

• Во время систолы желудочков: венозная кровь выталкивается в легочную артерию и попадает в сосуды легких. В легких кровь оксигенируется, то есть насыщается кислородом. Насыщенная кислородом кровь через легочные вены собирается в левое предсердие.

Ритмичное, постоянное чередование фаз систолы и диастолы, необходимое для нормальной работы, обеспечивается возникновением и проведением электрического импульса по системе особых клеток – по узлам и волокнам проводящей системы сердца. Импульсы возникают вначале в самом верхнем, так называемом, синусовом узле, который располагается в правом предсердии, далее проходят ко второму, атрио-вентрикулярному узлу, а от него – по более тонким волокнам (ножкам пучка Гиса) – к мышце правого и левого желудочков, вызывая сокращение всей их мускулатуры.

Самому сердцу, как и любому другому органу для питания и нормальной деятельности требуется кислород. К сердечной мышце он доставляется по собственным сосудам сердца – коронарным. Иногда эти артерии называют венечными.

Коронарные сосуды отходят от основания аорты. Делятся на правую коронарную артерию и левую коронарную артерию. Левая коронарная артерия в свою очередь разделяется на переднюю межжелудочковую и огибающую артерии. Правая коронарная артерия кровоснабжает стенки правого предсердия и желудочка, заднюю часть межжелудочковой перегородки и заднюю стенку левого желудочка, синусовый и атриовентрикулярный узел. Левая коронарная артерия снабжает кровью переднюю часть межжелудочковой перегородки, переднюю и боковую стенки левого желудочка, левое предсердие.

Нормальная частота сердечных сокращений колеблется от 55 до 85 в мин. При нагрузке частота закономерно увеличивается. Определить частоту сердечных сокращений можно по пульсу. 

Пульс – это колебания артериальной стенки, возникающие при каждом сокращении сердца.

Движение крови по сосудам зависит от создаваемого сердцем давления в момент выброса крови и сопротивления стенок сосудов току крови. Давление в аорте в момент сокращения желудочков сердца является максимальным, и называется систолическим. Во время расслабления в левом желудочке сохраняется остаточное давление, которое называется диастолическим. На величину кровяного давления влияют просвет кровеносных сосудов, вязкость крови, количество циркулирующей в сосудах крови. По мере удаления от сердца давление крови уменьшается и становится наименьшим в венах. Разность между высоким давлением крови в аорте и низким давлением в полых венах обеспечивает непрерывный ток крови по сосудам.

Мышечные ткани, подготовка к ЕГЭ по биологии

Мышечные ткани — это ткани, для которых способность к сокращению является главным свойством. Мышечные ткани составляют активную часть опорно-двигательного аппарата (пассивной частью являются кости, соединения костей).

Общими свойствами всех мышечных тканей является сократимость и возбудимость. К данной группе тканей относятся гладкая, поперечнополосатая скелетная и поперечнополосатая сердечная мышечные ткани. Клетки мышечной ткани имеют хорошо развитый цитоскелет, содержат много митохондрий.

Гладкая (висцеральная) мускулатура

Эта мышечная ткань встречается в стенках внутренних органах (бронхи, кишечник, желудок, мочевой пузырь), в стенках сосудов, протоках желез. Эволюционно является наиболее древним видом мускулатуры.

Состоит из веретенообразных миоцитов — коротких одноядерных клеток. Между клетками имеются межклеточные контакты — нексусы (лат. nexus — связь). Благодаря нексусам возбуждение, возникшее в одной клетке, волнообразно распространяется на все остальные клетки.

Гладкая мышечная ткань отличается своей способностью к длительному тоническому напряжению, что очень важно для работы внутренних органов (к примеру мочевого пузыря), сокращается медленно, практически не утомляется. Скелетная мышечная ткань, которую мы изучим чуть позже, такой способностью не обладает — сокращается и утомляется быстро.

Осуществляется сокращение с помощью клеточных органоидов — миофиламентов, которые расположены в клетке хаотично и не имеют такой упорядоченной структуры, как миофибриллы в скелетной мускулатуре (все познается в сравнении, уже скоро мы их тоже изучим).

Особо заметим, что в гладкой мышечной ткани миофиламенты собираются в миофибриллы только во время сокращения. У таких временных миофибрилл не может быть регулярной организации, а значит ни у таких миофибрилл, ни у гладких миоцитов не может быть поперечной исчерченности.

Гладкая мышечная ткань сокращается непроизвольно (неподвластна воле человека). Работа гладких мышц обеспечивается вегетативной (автономной) нервной системой. К примеру невозможно по желанию сузить или расширить бронхи, кровеносные сосуды, зрачок.

Гладкая мышечная ткань называется неисчерченной, так как не обладает поперечной исчерченностью, характерной для поперечнополосатых скелетной и сердечной мышечных тканей.

Скелетная (поперечнополосатая) мышечная ткань

Скелетная мышечная ткань образует диафрагму (дыхательную мышцу), мускулатуру туловища, конечностей, головы, голосовых связок.

В отличие от гладкой мускулатуры, скелетная образована не отдельными одноядерными клетками, а длинными многоядерными волокнами, имеющими до 100 и более ядер — миосимпластами. Миосимпласт (греч. sim — вместе + plast — образованный) представляет совокупность слившихся клеток, имеет длину от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров (соответствует длине мышцы).

Внутри миосимпласта находится саркоплазма, снаружи миосимпласт покрыт сарколеммой. Сократительные элементы — миофибриллы (лат. fibra — волоконце) — длинные тяжеобразные органеллы в миосимпласте (около 1400).

Характерная черта данной ткани — поперечная исчерченность, выражающаяся в равномерном чередовании светлых и темных полос на мышечном волокне. Это происходит потому, что границы саркомеров в соседних миофибриллах совпадают, вследствие чего все волокно приобретает поперечную исчерченность. Теперь самое время изучить микроскопическую основу мышцы — саркомер.

Саркомер (от греч. sarco — мясо (мышца) + mere — маленький)

Саркомер — элементарная сократительная единица поперечнополосатых мышц, структурная единица миофибриллы. В состав саркомера (и миофибриллы в целом) входят миофиламенты (лат. filamentum — нить) двух типов, которые обеспечивают сократимость мышечной ткани.

Саркомер состоит из актиновых (тонких) и миозиновых (толстых) филаментов, которые образованы главным образом белками актином и миозином. Сокращение происходит за счет взаимного перемещения миофиламентов: они тянутся навстречу друг другу, саркомер укорачивается (и мышца в целом).

Источником энергии для сокращения служат молекулы АТФ. К тому же невозможно представить сокращение мышц без участия ионов кальция: именно они связываются с тропонином, что приводит к изменению конформации тропомиозина (тропонин и тропомиозин — регуляторные белки между нитями актина), за счет чего становится возможно соединение актина и миозина. При сокращении мышц выделяется тепло (сократительный термогенез).

Замечу, что трупное окоченение (лат. rigor mortis) — посмертное затвердевание мышц — связано именно с ионами кальция, которые устремляются в область низкой концентрации (в саркоплазму миосимпласта), способствуя связыванию актина и миозина.

После смерти в мышце перестает синтезироваться АТФ, ее уровень быстро снижается. Как следствие этого перестает функционировать Ca-АТФаза — насос, выкачивающий ионы Ca из саркоплазмы в саркоплазматический ретикулум (мембранная органелла мышечных клеток (сходная с ЭПС), в которой запасаются ионы Ca).

В саркоплазме повышается концентрация ионов Ca — замыкаются мостики между актином и миозином, однако разомкнуться они уже не могут, в связи с чем наблюдается стойкая мышечная контрактура (лат. contractura — стягивание, сужение): конечности очень сложно разогнуть или согнуть.

Вернемся к скелетным мышцам. Имеется еще ряд важных моментов, о которых нужно знать.

В процесс возбуждения вовлекается изолированно один миосимпласт, соседние миосимпласты (волокна) не возбуждают друг друга, в отличие от гладких миоцитов, где возбуждение предается между соседними клетками через нексусы. Скелетные мышцы сокращаются быстро и быстро утомляются (у гладких мышц фазы сокращения и расслабления растянуты во времени, мало утомляются) .

Скелетные мышцы сокращаются произвольно: они подконтрольны нашему сознанию. К примеру, по желанию мы можем изменить скорость движения руки, темп бега, силу прыжка. Мышцы покрыты фасцией, крепятся к костям сухожилиями, и, сокращаясь, приводят в движение суставы.

Сердечная поперечнополосатая мышечная ткань

Сердечная мышечная ткань образует мышечную оболочку сердца — миокард (от др. -греч. μῦς «мышца» + καρδία — «сердце»). Миокард — средний слой сердца, составляющий основную часть его массы. При работе сердечная мышечная ткань не утомляется.

Сердечная мышечная ткань состоит из кардиомиоцитов — одиночных клеток, имеющих поперечную исчерченность. Соединяясь друг с другом, кардиомиоциты образуют функциональные волокна.

Этот тип мышечной ткани удивительным образом сочетает свойства двух предыдущих, изученных нами, тканей (возбудимость, сократимость) и имеет одно новое уникальное свойство — автоматизм.

Автоматизм — способность сердечной мышечной ткани возбуждаться и сокращаться самопроизвольно, без влияний извне. Это легко можно подтвердить, наблюдая сокращения изолированного сердца лягушки в физиологическом растворе: сокращения сердца в нем будут продолжаться несколько десятков минут после отделения сердца от организма.

Места контактов соседних кардиомиоцитов — вставочные диски (в их составе находятся нексусы), благодаря которым возбуждение одной клетки передается на соседние, таким образом волнообразно охватываются возбуждением и сокращаются новые участки миокарда.

Большое число контактов между кардиомиоцитами обеспечивает высокую эффективность и надежность проведения возбуждения по миокарду. Сокращается эта ткань непроизвольно, не утомляется.

На рисунке или микропрепарате узнать данную ткань можно по центральному положению ядер в клетках, поперечной исчерченности, наличию вставочных дисков и анастомозов (греч. anastomosis — отверстие) — мест соединений боковых поверхностей функциональных волокон (кардиомиоцитов).

В норме возбуждение проводится по проводящей системе сердца от предсердий к желудочкам (однонаправленно). Участок сердечной мышцы, в котором генерируются импульсы, определяющие частоту сердечных сокращений — водитель сердечного ритма.

Автоматизм возможен благодаря наличию в миокарде особых пейсмекерных (англ. pacemaker — задающий ритм) клеток, которые также называют водителями ритма. Они спонтанно генерируют нервные импульсы, которые охватывают весь миокард, в результате чего осуществляется сокращение. Именно благодаря водителям ритма сердце лягушки продолжает биться, будучи полностью отделенным от тела.

Ответ мышц на физическую нагрузку

Физические нагрузки приводят к гипертрофии мышц (от др.-греч. ὑπερ- чрез, слишком + τροφή — еда, пища) — в них увеличивается количество мышечных волокон, объем мышечной массы нарастает.

В условиях гиподинамии (от греч. ὑπό — под и δύνᾰμις — сила), то есть пониженной активности, мышцы уменьшаются вплоть до полной атрофии (греч. а – «не» + trophe – питание). В худшем случае волокна мышечной ткани перерождаются в соединительную ткань, после чего пациент становится обездвиженным.

Необходимо отметить, что сердечная мышечная ткань также дает ответную реакцию на чрезмерную нагрузку: сердце увеличивается в размере, нарастает масса миокарда. Причиной могут быть генетические заболевания, повышенное артериальное давление. Гипертрофия сердца — состояние, требующее вмешательства врача и наблюдения за пациентом.

В большинстве случае гипертрофия сердца обратима, а у спортсменов наблюдается так называемая физиологическая гипертрофия (вариант нормы).

Происхождение мышц

Мышцы развиваются из среднего зародышевого листка — мезодермы.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Мышечная ткань

Группы клеток и межклеточное вещество, имеющие сходное строение и происхождение, выполняющие общие функции, называются тканями. Каждый орган состоит из нескольких тканей, но одна из них, как правило, преобладает. В мышцах, преобладает мышечная ткань, но наряду с ней встречаются и соединительная, и нервная. Межклеточное вещество тоже может быть однородным, как у хряща, но может включать различные структурные образования в виде эластичных лент, нитей, придающих тканям эластичность и упругость.

Мышечная и нервная ткани реагируют на раздражение по-разному: нервная ткань вырабатывает нервные импульсы — электрохимические сигналы. С их помощью она регулирует работу клеток, связанных с нею. Мышечная ткань сокращается, таким образом мышечная ткань обладает возбудимостью и сократимостью.

Существует три разновидности мышечной ткани:

1. гладкая — состоит из веретеновидных клеток с одним палочковидным ядром. Эта ткань обеспечивает работу кровеносных сосудов и внутренних органов, например желудка, кишечника, бронхов, то есть органов, работающих помимо нашей воли, автоматически. С помощью гадких мышц изменяются размеры зрачка, кривизна хрусталика глаза и т.п.
2. поперечнополосатая — образует скелетные мышцы, которые работают как рефлекторно, так и по нашей воле (произвольно), например перемещают тело в пространстве. Они способны как к быстрому сокращению, так и к длительному пребыванию в сокращенном или расслабленном состояние. Поперечнополосатая мышечная ткань состоит из длинных многоядерных волокон. Ядра мышечного волокна обычно располагаются под наружной мембраной. Среднюю часть мышечного волокна занимают сократительные нити. Они состоят из чередующихся пластинок белков разной плотности(актина и миозина), поэтому в оптическом микроскопе кажутся исчерченными поперек (поперечнополосатыми).
3. сердечная — тоже состоит из мышечных волокон, но они имеют ряд особенностей. Во-первых, здесь соседние мышечные волокна соединены между собой. Во-вторых, они имеют небольшое число ядер, расположенных в центре волокна. Благодаря такому строению возбуждение возникшее в одном месте, быстро охватывает всю мышечную ткань, участвующую в сокращении.

---

Другие заметки по биологии

Лекция 09. Мышечные ткани

Лекция 09. Мышечные ткани

---

---

Официальный план лекции:

Тема 2.6. Мышечные ткани.

1. Место ибиологическое значение мышечных тканей в организации тела человека и животных.
2. Морфологические критерии и принципы организации мышечных тканей: виды. Классификации мышечных тканей.
3. Особенности морфологического строения скелетных мышечных тканей. Строение поперечно-полосатого мышечного волокна. Сократительный аппарат. Иннервация мышечного волокна и особенности взаимодействия сократительных белков. Теория «скользящих нитей» Хаксли. Гистогенез. Регенерация.
4. Строение сердечной мышечной ткани. Особенности регенерации. Гистогенез.
5. Строение гладкой мышечной ткани. Особенности организации сократительного аппарата. Иннервация. Регенерация. Гистогенез.

---

Материалы по теме лекции:

Содержание:

Функции:

1. Сокращение
2. Участие в движении

Способности

1. Сокращение и расслабление
2. Генерация силы

Классификации

Морфологическая классификация

1. Поперечно-полосатая (поперечно-исчерченная)
2. Гладкая (неисчерченная)

Классификация по локализации

1. Скелетная
2. Внутренностная
3. Сердечная

Гистогенетическая классификация (по Н.

Г. Хлопину)

• Гладкие мышечные ткани
  • Висцерального типа
  • Мионейрального типа
  • Миоэпителиального типа (часть морфологов не выделяют данный вид мышечных тканей, считая миоэпителиальные клетки специфическими клетками эпителия – миоидными клетками эпителия)
• Поперечно-полосатая мышечная ткань соматического типа
• Поперечно-полосатая мышечная ткань целомического типа

Мышечные ткани Гладкие Поперечно-полосатые Мионейрального типа Висцерального типа Целомического типа Соматического типа Мышца суживающая и мышца расширяющая зрачок Сократимые элементы желез эпителия эпидермального типа (потовые, млечные, слюнные) Мускулатура внутренних органов: большей части пищеварительного тракта; кровеносных сосудов, урогенитального тракта, воздухоносных путей, ресничная (цилиарная) мышца глаза Мускулатура миокарда сердца Мускулатура тела, начального отдела пищеварительного тракта, глазодвигательные мышцы

 

Миоидные клетки

Миоидные клетки – сократимые элементы немышечных тканей

• Миоэпителиальные клетки
• Миофибробласты
• Миоидные клетки стенки извитых семенных канальцев

Структурная организация мышечных тканей

1. Гладкая мышечная ткань висцерального (внутренностного) типа
   • Гладкий миоцит – одноядерная клетка вытянутой веретеновидной формы
2. Поперечно-полосатая мышечная ткань соматического (скелетного) типа
   • Мышечные волокна, основу которых составлчют миосимпласты – многоядерные структуры, которые образуются при слиянии одноядерных клеток миобластов. Кроме миосимпластов в состав мышечных волокон входят и клетки – миосателлитоциты, они образуют камбиальный резерв мышечной скелетной ткани.
3. Поперечно-полосатая мышечная ткань целомического (сердечного) типа
   • Кардиомиоцит – сердечная мышечная клетка, одноядерная или двуядерная. Кардиомиоциты соединяются торцевыми участками в функциональные сердечные мышечные волокна, однако эти волокна имеют клеточную структуру. Функциональные волокна анастомозируют боковыми поверхностями

Классификация по типу контроля мышечной актичности

1. Поперечно-полосатая мышечная ткань скелетного типа – соматическая нервная система, возможна сознательная регуляция.
2. Гладкая мышечная ткань внутренних органов – вегетативная (автомномная) нервная система, в большинстве случаев не контролируется сознательно.
3. Поперечно-полосатая мышечная ткань сердечного типа – вегетативная иннервация до 4 нд внутриутробного развития. Затем регуляция собственной проводящей системой сердца. Водители ритма (пейсмекеры). Вегетативная нервная система контролирует деятельность водителей ритма.

Гистологическая структура скелетной мышцы как органа

• Пучки мышечных волокон
• Соединительнотканный футляр – Эпимизий
• Прослойки соединительной ткани
  • Эндомизий – прослойки между волокнами
  • Перимизий – прослойки между пучками волокон
• Сухожилие
• Иннервация
  • Нервномышечные синапсы – моторные бляшки

Поперечно-полосатая мышечная ткань скелетного типа

• Структурная единица – мышечное волокно
  • Мышечное волокно
    • Миосимпласт
      • Оболочка – сарколемма
        • плазмолемма
        • базальная мембрана
      • Ядра
      • Саркоплазма
        • Исчерченность саркоплазмы – проявление упорядоченной структуры миофибрилл
      • Органеллы
        • Миофибриллы – специальные сократительные органеллы мышечных волокон
        • Митохондрии
        • Саркоплазматический ретикулум
      • Включения
        • Гранулы гликогена
        • Миоглобин – железосодержащий белок, акцептирующий кислород

    • Миосателлитоциты – камбиальные, малодифференцированные клетки, принимающие участие в репаративной регенерации мышечных волокон

• Миофибриллы (см. схему организации миофибриллы)
  • Саркомеры
    • Телофрагмы – границы саркомеров
    • Миофиламенты (нити)
    • Цитоскелетные белки
    • Упорядоченное расположение миофиламентов в саркомере
    • Сопоставление ультроструктурных и светооптическими данных
      • В составе саркомера:
        • две половины двух I – дисков, только актин
          • Z -линии – телофрагмы (а-актинин, винкулин, десмин)
      • A-диски – зона перекрытия актиновых и миозиновых филаментов
        • H-полоска – только миозин
        • M-линия – мезофрагма (зона фиксации толстых миозиновых филаментов
• Механизм мышечного сокращения
  • Передача сигнала к сокращению
• Волна деполяризации плазмолеммы
• Триады и передача сигнала на саркоплазматическую сеть
  • Т-канальцы
  • Саркоплазматический ретикулум – депо Са⁺⁺
    • Цистерны
    • Канальцы
  • Выброс Са⁺⁺ в саркоплазму
  • Взаимодействие тонких и толстых миофиламентов
    • Сократимые белки и взаимодействие между ними
      • Гипотеза скользящих нитей
      • Потребности в: АТФ и Са⁺⁺
• Укорочение саркомеров и сокращение мышечного волокна
• Расслабление
• Классификация мышечных волокон
• Мышечная сила
  • Зависит от степени развития мышцы.
  • Мышечные волокна закладываются до рождения
  • Гипертрофия (увеличение объема мышцы)
    • Увеличение объема существующих мышечных волокон
      • Увеличение количества миофибрилл
  • Наследственная мышечная дистрофия. Болезнь Вердинга-Гофмана
• Методы дифференциального окрашивания
  1. Метод Маллори
  2. Метод Ван-Гизона
  3. Метод гистохимического выявления Сукцинатдегидрогеназы
• Эмбриональный гистогенез поперечно-полосатой мышечной ткани соматического типа
  • Миобластический период.
    Направление дифференцировки:
    • Симпластическое
    • Миосаттелитоциты
  • Симпластическая стадия
  • Образование мышечных трубочек
  • Формирование мышечных волокон

!!! Строение гладкой мышечной ткани и сердечной поперечно-полосатой мышечной ткани на лекции не рассматривалось. Изучить самостоятельно.

Кардиогенез. Генетический контроль

Дополнительные источники информации по теме Мышечные ткани

1. Трифонов Е.В. Психофизиология человека Толковый русско-английский словарь
2. Трифонов Е.В. МИОЛОГИЯ: РЕСУРСЫ ИНТЕРНЕТ [myology: resources of the Internet]
3. John W. Kimball. Muscles. In: Kimball’s Biology Pages. Мышцы.
   В руководстве: «Страницы биологии д-ра Кимбалла»
4. On-Line Biology Book: Muscular and Skeletal Systems. In: M.J. Farabee. On-Line Biology Book.
   Мышечная и скелетная система. В руководстве «Биология».
5. Michael W. King, Ph.D.: Muscle Biochemistry. In: Michael W. King, Ph.D. Medical Biochemistry. Terre Haute Center for Medical Education.
   Биохимия мышцы. В руководстве «Медицинская биохимия».

 

 

Анатомия сердечно-сосудистой системы

Для того чтобы говорить о заболеваниях сердечно-сосудистой системы необходимо представлять её строение. Кровеносная система делится на артериальную и венозную. По артериальной системе кровь течёт от сердца, по венозной — притекает к сердцу. Различают большой и малый круг кровообращения. Большой круг включает в себя аорту (восходящая и нисходящая, дуга аорты, грудной и брюшной отдел), по которой течёт кровь от левых отделов сердца. От аорты кровь попадает в сонные артерии, кровоснабжающие головной мозг, подключичные артерии, кровоснабжающие руки, почечные артерии, артерии желудка, кишечника, печени, селезёнки, поджелудочной железы, органов малого таза, подвздошные и бедренные артерии, кровоснабжающие ноги. От внутренних органов кровь оттекает по венам, которые впадают в верхнюю полую вену (собирает кровь от верхней половины туловища) и нижнюю полую вену (собирает кровь от нижней половины туловища). Полые вены впадают в правое сердце. Малый круг кровообращения включает в себя лёгочную артерию (по которой, тем не менее, течёт венозная кровь). По лёгочной артерии кровь поступает в лёгкие, где обогащается кислородом и становиться артериальной. По лёгочным венам (четыре) артериальная кровь поступает в левое сердце. Перекачивает кровь сердце — полый мышечный орган, состоящий из четырёх отделов. Это правое предсердие и правый желудочек, составляющие правое сердце и левое предсердие и левый желудочек, составляющие левое сердце. Богатая кислородом кровь, поступающая из лёгких по лёгочным венам попадает в левое предсердие, из него — в левый желудочек и далее в аорту. Венозная кровь по верхней и нижней полой венам попадает в правое предсердие, оттуда в правый желудочек и далее по лёгочной артерии в лёгкие, где обогащается кислородом и снова поступает в левое предсердие. Различают перикард, миокард и эндокард. Сердце расположено в сердечной сумке — перикарде. Сердечная мышца — миокард состоит из нескольких слоёв мышечных волокон, в желудочках их больше чем в предсердиях. Эти волокна, сокращаясь, проталкивают кровь из предсердий в желудочки и из желудочков в сосуды. Внутренние полости сердца и клапаны выстилает эндокард. Правая коронарная артерия Передняя нисходящая артерия Ушко Верхняя полая вена Нижняя полая вена Аорта Лёгочная артерия Ветви аорты Правое предсердие Правый желудочек Левое предсердие Левый желудочек Трабекулы Хорды Трикуспидальный клапан Митральный клапан Клапан лёгочной артерии Клапанный аппарат сердца. Между левым предсердием и левым желудочком находится митральный (двухстворчатый) клапан, между правым предсердием и правым желудочком — трикуспидальный (трёхстворчатый). Аортальныё клапан находится между левым желудочком и аортой, клапан лёгочной артерии — между лёгочной артерией и правым желудочком. Работа сердца. Из левого и правого предсердия кровь поступает в левый и правый желудочек, при этом митральный и трикуспидальный клапан открыты, аортальный и клапан лёгочной артерии закрыты. Эта фаза в работе сердца называется диастолой. Затем митральный и трикуспидальный клапаны закрываются, желудочки сокращаются и через открывшиеся аортальный и клапан лёгочной артерии кровь, соответственно, устремляется в аорту и лёгочную артерию. Эта фаза называется систолой, систола короче диастолы. Проводящая система сердца. Можно сказать, что сердце работает автономно — само генерирует электрический импульс, который распространяется по сердечной мышце, заставляя её сокращаться. Импульс должен вырабатываться с определённой частотой — в норме около 50-80 импульсов в минуту. В проводящей системе сердца различаю т синусовый узел (находится в правом предсердии), от него идут нервные волокна к атрио-вентрикулярному (предсердно-желудочковому) узлу (расположен в межжелудочковой перегородке — стенке между правым и левым желудочками). От атрио-вентрикулярного узла нервные волокна идут крупными пучками (правая и левая ножка Гиса), делящимися в стенках желудочков на более мелкие (волокна Пуркинье). Электрический импульс генерируется в синусовом узле и по проводящей системе распространяется в толще миокарда (сердечная мышца). Кровоснабжение сердца. Как и все органы сердце должно получать кислород. Доставка кислорода осуществляется по артериям, которые называются коронарными. Коронарные артерии (правая и левая) отходят от самого начала восходящей аорты (в месте отхождения аорты от левого желудочка). Ствол левой коронарной артерии делиться на нисходящую артерию (она же передняя межжелудочковая) и огибающую. Эти артерии отдают веточки — артерия тупого края, диагональные и др. Иногда от ствола отходит так называемая срединная артерия. Ветви левой коронарной артерии кровоснабжают переднюю стенку левого желудочка, большую часть межжелудочковой перегородки, боковую стенку левого желудочка, левое предсердие. Правая коронарная артерия кровоснабжает часть правого желудочка и заднюю стенку левого желудочка. Теперь, когда Вы стали специалистом в области анатомии сердечно-сосудистой системы, перейдём к её заболеваниям.

Вступить в РМОАГ

Функции гладкой мышечной ткани. Гладкая мышечная ткань: строение

Ткань — это совокупность схожих по строению клеток, которые объединены общими функциями. Практически все многоклеточные организмы состоят из разных типов тканей.

Классификация

У животных и человека в организме присутствуют следующие типы тканей:

• эпителиальная;
• нервная;
• соединительная;
• мышечная.

Эти группы объединяют по несколько разновидностей. Так, соединительная ткань бывает жировой, хрящевой, костной. Также сюда относятся кровь и лимфа. Эпителиальная ткань существует многослойная и однослойная, в зависимости от строения клеток можно выделить также плоский, кубический, цилиндрический эпителий и т. д. Нервная бывает только одного вида. А о мышечном типе ткани мы поговорим подробнее в этой статье.

Виды мышечной ткани

В организме всех животных выделяют три ее разновидности:

• гладкая мускулатура;
• поперечно-полосатые мышцы;
• сердечная мышечная ткань.

Функции гладкой мышечной ткани отличаются от таковых у поперечно-полосатой и сердечной, поэтому другое у нее и строение. Давайте рассмотрим подробнее структуру каждого вида мускулатуры.

Общая характеристика мышечных тканей

Так как все три вида относятся к одному типу, у них есть много общего.

Клетки мышечной ткани называются миоцитами, или волокнами. В зависимости от разновидности ткани, они могут иметь различную структуру.

Мышечная ткань, фото которой можно увидеть ниже, практически не имеет межклеточного вещества.

Еще одним общим признаком всех видов мышц является то, что они способны сокращаться, однако у разных видов этот процесс происходит индивидуально.

Особенности миоцитов

Клетки гладкой мышечной ткани, как и поперечно-полосатой и сердечной, обладают вытянутой формой. Кроме того, в них есть особые органоиды, которые называются миофибриллы, или миофиламенты. В них содержатся сократительные белки (актин, миозин). Они необходимы для того, чтобы обеспечить движение мышцы. Обязательным условием функционирования мускула, кроме наличия сократительных белков, также является присутствие в клетках ионов кальция. Поэтому недостаточное или избыточное употребление продуктов с высоким содержанием данного элемента может привести к некорректной работе мускулатуры — как гладкой, так и поперечно-полосатой.

Кроме того, в клетках присутствует еще один специфический белок — миоглобин. Он необходим для того, чтобы связываться с кислородом и запасать его.

Что касается органоидов, то кроме наличия миофибрилл особенным для мышечных тканей является содержание большого количества в клетке митохондрий — двумембранных органоидов, отвечающих за клеточное дыхание. И это неудивительно, так как мышечному волокну для сокращения необходимо большое количество энергии, вырабатываемой при дыхании митохондриями.

В некоторых миоцитах также присутствует более чем одно ядро. Это характерно для поперечно-полосатой мускулатуры, в клетках которой может содержаться около двадцати ядер, а иногда эта цифра доходит и до ста. Это связано с тем, что волокно поперечно-полосатой мышцы сформировано из нескольких клеток, объединенных впоследствии в одну.

Строение поперечно-полосатых мышц

Данный тип ткани еще называют скелетной мускулатурой. Волокна этого типа мышц длинные, собранные в пучки. Их клетки могут достигать нескольких сантиметров в длину (вплоть до 10-12). В них содержится много ядер, митохондрий и миофибрилл. Основная структурная единица каждой миофибриллы поперечно-полосатой ткани — саркомер. Он состоит из сократительного белка.

Главная особенность этой мускулатуры заключается в том, что она может контролироваться сознательно, в отличие от гладкой и сердечной.

Волокна данной ткани прикрепляются к костям с помощью сухожилий. Именно поэтому такие мышцы и называются скелетными.

Структура гладкой мышечной ткани

Гладкие мышцы выстилают некоторые внутренние органы, такие как кишечник, матка, мочевой пузырь, а также сосуды. Кроме того, из них формируются сфинктеры и связки.

Гладкое мышечное волокно не такое длинное, как поперечно-полосатое. Но толщина его больше, чем в случае со скелетными мускулами. Клетки гладкой мышечной ткани обладают веретоноподобной формой, а не нитевидной, как миоциты поперечно-полосатой.

Структуры, которые обесечивают сокращение гладких мышц, называются протофибриллами. В отличие от миофибрилл, они обладают более простой структурой. Но материал, из которого они построены, — все те же сократительные белки актин и миозин.

Митохондрий в миоцитах гладкой мускулатуры также меньше, чем в клетках поперечно-полосатой и сердечной. Кроме того, в них содержится только одно ядро.

Особенности сердечной мышцы

Некоторые исследователи определяют ее как подвид поперечно-полосатой мышечной ткани. Их волокна и вправду во многом похожи. Клетки сердца — кардиомиоциты — также содержат несколько ядер, миофибриллы и большое количество митохондрий. Данная ткань, как и скелетные мышцы, способна сокращаться намного быстрее и сильнее, нежели гладкая мускулатура.

Однако основной особенностью, отличающей сердечную мышцу от поперечно-полосатой, является то, что она не может контролироваться сознательно. Сокращение ее происходит только автоматически, как и в случае с гладкими мышцами.

В составе сердечной ткани, кроме типичных клеток, присутствуют также секреторные кардиомиоциты. Они не содержат в себе миофибрилл и не сокращаются. Эти клетки отвесают за выработку гормона атриопептина, который необходим для регуляции артериального давления и контроля объема циркулирующей крови.

Функции поперечно-полосатых мышц

Основная их задача — перемещение тела в пространстве. Также это перемещение частей тела относительно друг друга.

Из других функций поперечно-полосатых мышц можно отметить поддержание позы, депо воды и солей. Кроме того, они выполняют защитную роль, что особенно касается мышц брюшного пресса, предотвращающих механическое повреждение внутренних органов.

К функциям поперечно-полосатой мускулатуры можно также причислить регуляцию температуры, так как при активном сокращении мышц происходит выделение значительного количества тепла. Вот почему при перемерзании мышцы начинают непроизвольно дрожать.

Функции гладкой мышечной ткани

Мускулатура данного вида выполняет эвакуаторную функцию. Она заключается в том, что гладкие мышцы кишечника проталкивают каловые массы к месту их выведения из организма. Также эта роль проявляется при родах, когда гладкие мышцы матки выталкивают плод из органа.

Функции гладкой мышечной ткани этим не ограничиваются. Также немаловажна их сфинктерная роль. Из ткани данного вида формируются специальные круговые мышцы, которые могут смыкаться и размыкаться. Сфинктеры присутствуют в мочевых путях, в кишечнике, между желудком и пищеводом, в желчном пузыре, в зрачке.

Еще одна важная роль, которую играют гладкие мышцы, — формирование связочного аппарата. Он необходим для поддержания правильного положения внутренних органов. При понижении тонуса этих мышц может происходить опущение некоторых органов.

На этом функции гладкой мышечной ткани заканчиваются.

Предназначение сердечной мышцы

Здесь, в принципе, особо говорить не о чем. Основная и единственная функция этой ткани — обеспечение циркуляции крови в организме.

Вывод: различия между тремя видами мышечной ткани

Для раскрытия этого вопроса представляем таблицу:

Гладкая мускулатура	Поперечно-полосатые мышцы	Сердечная мышечная ткань
Сокращается автоматически	Может контролироваться сознательно	Сокращается автоматически
Клетки удлинненные, веретеноподобные	Клетки длинные, нитевидные	Удлинненные клетки
Волокна не объединяются в пучки	Волокна объединяются в пучки	Волокна объединяются в пучки
Одно ядро в клетке	Несколько ядер в клетке	Несколько ядер в клетке
Сравнительно небольшое количество митохондрий	Большое количество митохондрий
Отсутствуют миофибриллы	Присутствуют миофибриллы	Есть миофибриллы
Клетки способны делиться	Волокна не могут делиться	Клетки не могут делиться
Сокращаются медленно, слабо, ритмично	Сокращаются быстро, сильно	Сокращаются быстро, сильно, ритмично
Выстилают внутренние органы (кишечник, матка, мочевой пузырь), формируют сфинктеры	Крепятся к скелету	Формируют сердце

Вот и все основные характеристики поперечно-полосатой, гладкой и сердечной мышечных тканей. Теперь вы ознакомлены с их функциями, строением и главными различиями и сходствами.

Гистология сердца — StatPearls — NCBI Bookshelf

Введение

Сердце — четырехкамерный орган, отвечающий за перекачку крови по всему телу. Он получает деоксигенированную кровь из организма, направляет ее в легкие, получает обогащенную кислородом кровь из легких, а затем распределяет насыщенную кислородом кровь по всему телу. На гистологическом уровне клеточные особенности сердца играют жизненно важную роль в нормальной функции и адаптации сердца.

Вопросы, вызывающие озабоченность

Клетки, из которых состоит сердце, уникальны.Он может инициировать и распространять электричество по каждой сердечной клетке. Эта физиология позволяет сердцу сокращаться синхронно, обеспечивая оптимальную функцию циркуляции крови в легких и остальных дистальных органах.

Структура

Волокнистый скелет, сердечная мышца и система проведения импульсов составляют основу сердца. Основание сердца содержит очень плотную структуру, известную как волокнистый или сердечный скелет. Функции фиброзного скелета включают создание прочного каркаса для кардиомиоцитов, закрепление створок клапана и действие в качестве электрической изоляции, разделяющей проводимость в предсердиях и желудочках.[1]

Стенка сердца делится на следующие слои: эпикард, миокард и эндокард. Эти три слоя сердца эмбриологически эквивалентны трем слоям кровеносных сосудов: адвентициальной, средней и внутренней оболочкам соответственно. Сердце окружает двухслойный заполненный жидкостью мешок, известный как перикард. Два слоя перикарда называются наружным фиброзным/париетальным перикардом и внутренним серозным/висцеральным перикардом. Эпикард состоит из висцерального перикарда, подлежащей фиброэластической соединительной ткани и жировой ткани.[2] Под эпикардом проходят коронарные артерии и вены, лимфатические сосуды и нервы. Эндокард состоит из эндотелия и субэндотелиального слоя соединительной ткани. Субэндокард находится между эндокардом и миокардом и содержит систему проведения импульсов.

Система проведения импульсов имеет специализированные сердечные клетки для проведения электрических импульсов по всему сердцу. Электрические импульсы инициируются в синоатриальном (СА) узле, расположенном в месте соединения верхней полой вены и правого предсердия.Эти импульсы проходят через предсердия, пока не достигают атриовентрикулярного (АВ) узла; располагается между межпредсердной и межжелудочковой перегородками. По мере продвижения волокон книзу они проникают в центральное волокнистое тело сердечного скелета, образуя пучок Гиса. Эти волокна являются волокнами Пуркинье после того, как они делятся в межжелудочковой перегородке и разветвляются в желудочки.

Клапаны являются важным компонентом сердца. Они не только служат выходными воротами, но и предотвращают обратный поток в камеру.Аортальный клапан, отделяющий аорту от левого желудочка, и легочный клапан, отделяющий легочную артерию от правого желудочка, известны как полулунные клапаны. Двумя атриовентрикулярными (АВ) клапанами являются трехстворчатый и митральный клапаны. Трехстворчатый клапан отмечает разделение между правым предсердием и правым желудочком, в то время как митральный клапан отделяет левое предсердие от левого желудочка. Уникальным аспектом атриовентрикулярных клапанов является их прикрепление к желудочкам с помощью сухожильных хорд, прикрепляющихся к сосочковой мышце желудочков.

Назначение

Основная функция сердца — перекачивать кровь по всему телу. Сердечная функция может быть лучше всего представлена ​​сердечным выбросом, количеством крови, выкачиваемой из сердца в минуту. Многие факторы определяют сердечный выброс. Произведение ударного объема и частоты сердечных сокращений равно сердечному выбросу. Следовательно, сердечный выброс напрямую зависит от изменений этих двух факторов. Ударный объем — это объем крови, выбрасываемый после сокращения желудочка, который рассчитывается как разница между конечно-диастолическим объемом и конечно-систолическим объемом. Сократимость, постнагрузка и преднагрузка могут изменить ударный объем.

Преднагрузка представляет собой величину нагрузки, оказываемой на кардиомиоциты конечно-диастолическим объемом перед систолой. Конечно-диастолический объем является лучшим способом измерения преднагрузки. С другой стороны, постнагрузка — это общее напряжение, оказываемое на желудочек, которое должно преодолеть во время систолы. Закон Лапласа лежит в основе определения постнагрузки. Следовательно, изменения давления, радиуса или толщины стенки напрямую влияют на постнагрузку.[3][4]

Препарат ткани

Гистологические и цитологические исследования сердца необходимы для диагностических целей, оценки отторжения аллотрансплантата после трансплантации сердца или оценки влияния токсичности лекарств на сердце. Эндомиокардиальная биопсия получает сердечную ткань для анализа.

Во время эндомиокардиальной биопсии из правого желудочка берется от 1 до 2 мм3 эндокарда и миокарда.[5] Периферическая близость к венозному входу в биоптом и более толстая стенка по сравнению с предсердием делает правый желудочек идеальным местом для биопсии. Затем образец сердца помещают в фиксатор, такой как формалин, для сохранения ткани. Затем эти сохраненные образцы помещают в кассеты, заливают парафином, тонко нарезают и помещают на предметные стекла. Гематоксилин-эозин является исходным, основным красителем для визуализации сердечной ткани под световой микроскопией.

В зависимости от цели эндомиокардиальной биопсии метод подготовки ткани может различаться. Например, если проводится дифференциальная диагностика вирусного миокардита, для идентификации вируса с помощью полимеразной цепной реакции необходим замороженный образец.[6]

Гистохимия и цитохимия

Изучение клеток и тканей (гистохимия) и внутриклеточной активности (цитохимия) полезно для уточнения правильного диагноза. Иммуногистохимия использует антитела для нацеливания на определенные антигены в образце. Затем комплекс антитело-антиген можно окрасить, чтобы оценить присутствие конкретного антигена. Этот тест может помочь в диагностике острого отторжения аллотрансплантата, амилоидоза, новообразований и кардиомиопатии. [5]   Т-лимфоциты, наблюдаемые при миокардите, также можно идентифицировать с помощью иммуногистохимии.Иммунофлуоресценция очень похожа на иммуногистохимию. Однако антитела содержат флуоресцентный краситель, который виден, когда антитело присоединено к антигену. Иммунофлуоресценция может помочь в диагностике отторжения аллотрансплантата и некоторых кардиомиопатий.[7]

Специальные красители выделяют определенные компоненты в образце, которые трудно визуализировать с помощью гематоксилина и эозина . Окрашивание конго красным и метиловым фиолетовым полезно для обнаружения отложений амилоида в тканях.При миокардите или отторжении аллотрансплантата окраска метиловым зеленым и пиронином может выявить лимфоциты. Эластичный трихром Массона окрашивает соединительную ткань, такую ​​как эластические волокна и коллаген. У пациентов с кардиомиопатией, связанной с перегрузкой железом, возможно, из-за гемохроматоза, любое отложение железа в ткани можно окрасить с помощью окраски берлинской лазурью. [5]

Светильник для микроскопии

Гистологически сердце состоит в основном из кардиомиоцитов и соединительной ткани. Плотная соединительная ткань с эластическими волокнами присутствует в сердечном/волокнистом скелете.Некоторые красители, такие как красители эластичного трихрома Массона, могут помочь визуализировать эти компоненты. Перикард подразделяется на два слоя: поверхностный фиброзный слой и более глубокий серозный слой. Фиброзный слой состоит из волокнистой соединительной ткани. Серозный слой далее делится на два слоя: внешний слой, неотделимый от фиброзного перикарда, и внутренний слой, покрывающий миокард. Оба эти слоя гистологически одинаковы; состоит из сплошного слоя мезотелиальных клеток с микроворсинками, обращенными в полость перикарда.Сочетание фиброзного перикарда и наружного серозного перикарда известно как париетальный перикард. Внутренний серозный перикард, известный как висцеральный перикард, также является частью эпикарда. Между наружным и внутренним серозным слоем находится потенциальное пространство, известное как полость перикарда, содержащее перикардиальную жидкость, которая вырабатывается и реабсорбируется микроворсинками мезотелиальных клеток.

Большая часть сердечной стенки состоит из миокарда. Кардиомиоциты соединяются вместе, чтобы составить этот слой.Эти кардиомиоциты имеют поперечно-полосатую структуру, как и миоциты скелетных мышц. Однако, в отличие от клеток скелетных мышц, они разветвлены, содержат вставочные диски и обычно одноядерны. Они также не могут регенерировать. После инсульта, такого как инфаркт миокарда, некротическая область замещается рубцовой тканью. Это гистологическое изменение видно при световой микроскопии, поскольку фиброзный компонент рубцовой ткани окрашивается в синий цвет при окраске трихромом по Массону.

Эндокард состоит из одного слоя эндотелиальных клеток, выстилающих камеры сердца.Иногда небольшое количество гладких мышц также может находиться в эндокарде. По сравнению с правым предсердием левое предсердие имеет более толстый эндокард из-за высокого давления легочных вен. Субэндотелиальный слой между миокардом и эндокардом содержит рыхлую эластическую ткань, пучки коллагена, нервы и иногда кровеносные сосуды.

Проводящая система состоит из специализированных клеток миокарда и волокон, обеспечивающих инициацию и распространение импульсов. Узел SA состоит из узловых (P) клеток и переходных (T) клеток.Эти клетки похожи на клетки миокарда, но содержат меньше миофибрилл. Плотная соединительная ткань изолирует и отделяет эту область от остальной части предсердий. Атриовентрикулярный (АВ) узел, расположенный рядом с фиброзным скелетом сердца, имеет специализированные мышечные волокна, которые получают импульсы от СА-узла. Волокна Пуркинье, ответвления от атриовентрикулярных узлов, могут располагаться в эпикарде. Эти волокна богаты гликогеном и содержат меньше миофибрилл.[8]

Клапаны имеют три слоя: спонгиозный, фиброзный, желудочковый.Идентификация этих слоев может помочь сориентировать клапаны при микроскопии. Губчатая оболочка находится на предсердной стороне атриовентрикулярных клапанов или на артериальной стороне полулунных клапанов. Большое количество протеогликанов, таких как гликозаминогликан, и рыхлая соединительная ткань характерны для спонгиозного слоя. [9] Фиброзная ткань, являющаяся продолжением сердечного скелета, содержит плотную соединительную ткань неправильной формы. ventricularis, расположенный на желудочковой стороне клапана, имеет эластические волокна и эндотелиальную выстилку.В атриовентрикулярных клапанах ветви желудочков образуют сухожильные хорды. Сухожильные хорды преимущественно состоят из плотной регулярной соединительной ткани, наряду с коллагеновыми эластическими волокнами, которые удерживают эти клапаны от высокого давления.

Микроскопия Электрон

Электронная микроскопия позволяет визуализировать ультраструктуры сердца, невидимые при световой микроскопии. Болезнь Фабри, сердечная миксома, кардиомиопатия и амилоидоз — вот несколько примеров заболеваний, диагностируемых с помощью электронной микроскопии.[5]

Отдельные саркомеры миофибрилл хорошо видны с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Критические области саркомера включают Z-линии на концах, центральную Н-зону, богатую миозином А-полосу и богатую актином I-полосу. [10] Также ценятся клеточные структуры, уникальные для кардиомиоцитов. При электронной микроскопии видны плотный эндомизий кардиомиоцитов, обильные митохондрии между миофибриллами, вставочные диски и Т-трубочки (присутствуют на Z-линиях).

Кардиальные миоциты могут иметь две необычные характеристики: гранулы липофусцина и тела предсердий с плотным ядром.Гранулы липофусцина образуются в результате лизосомного пищеварения. Количество гранул липофусцина увеличивается с возрастом. С другой стороны, предсердные тела с плотным ядром обнаруживаются в предсердии и визуально более непрозрачны, чем гранулы липофусцина.

Патофизиология

При гипертрофической кардиомиопатии изменения на клеточном уровне оказывают значительное влияние на общую структуру и физиологию сердца. Существует несколько причин гипертрофической кардиомиопатии. Некоторые примеры включают генетическую мутацию, гипертонию и аортальный стеноз.Ключевыми гистологическими находками являются расстройство кардиомиоцитов (гипертрофированные и дезорганизованные миоциты) и интерстициальный фиброз левого желудочка и межжелудочковой перегородки [11]. Эти клеточные изменения могут быть связаны с повышенной постнагрузкой на левый желудочек или мутациями в белках саркомера, таких как гены тяжелой цепи B-миозина (MYH7) и сердечного миозин-связывающего белка C (MYBPC3) [12]. Под электронной микроскопией видны аномальные миоциты и саркомеры в областях беспорядка миоцитов. Эластичная окраска трихромом по Массону может помочь выявить участки фиброза.Дальнейшая гипертрофия миокарда вызывает диастолическую дисфункцию и сердечную недостаточность.

Клиническое значение

Различные патологии могут поражать каждую область сердца. Волокнистый скелет находится вблизи сердечных клапанов и проводящих волокон. Во время клапанэктомии части фиброзного скелета могут быть случайно удалены. Осложнения, такие как аритмии, могут возникать при повреждении проводящих волокон.[1]

Констриктивный перикардит и тампонада сердца являются двумя серьезными патологиями, затрагивающими перикард.Иногда требуется перикардэктомия, чтобы сердце могло нормально функционировать. Перикард теперь является образцом, который должен пройти оценку. Фиброз и хроническое воспаление присутствуют при констриктивном перикардите. Гранулематозная инфекция и метастазы встречаются редко, но их необходимо исключить. Эпикардиальный жир может быть случайной находкой в ​​этих образцах.

Миокард занимает большую часть сердца. Рестриктивная кардиомиопатия, вирусный миокардит, отторжение сердечного аллотрансплантата могут иметь необычные гистологические признаки.При рестриктивной кардиомиопатии гистология зависит от основной этиологии. Некоторые примеры причин рестриктивной кардиомиопатии включают саркоидоз, амилоидоз, кардиомиопатию с перегрузкой железом и новообразования. При вирусном миокардите вирус вызывает инфильтрацию миокарда лимфоцитами, а инфицированные кардиомиоциты подвергаются некрозу. Вскоре после трансплантации сердца может произойти отторжение сердечного аллотрансплантата, что должно быть диагностировано с помощью эндомиокардиальной биопсии. Выводы включают аномальные миоциты и наличие лимфоцитов. [5]

Старение может привести к значительным изменениям в клапанах и проводящей системе. Увеличение коллагеновых волокон и кальцификация приводят к клапанным аномалиям. Примером клапанных изменений у пожилых людей является аортальный стеноз. Если клапан не заменить, тяжелый аортальный стеноз может вызвать обмороки, стенокардию и, в конечном итоге, смерть. Фиброз СА узла и ножки пучка Гиса также является результатом старения. Следовательно, у пациентов может развиться блокада левой ножки пучка Гиса или другие сопутствующие аритмии.

Ссылки

1.

Сареми Ф., Санчес-Кинтана Д., Мори С., Муресян Х., Спайсер Д.Е., Хассани С., Андерсон Р.Х. Волокнистый скелет сердца: анатомический обзор и оценка патологических состояний с помощью КТ и МРТ. Рентгенография. 2017 сен-октябрь;37(5):1330-1351. [PubMed: 28820653]

2.

Rodriguez ER, Tan CD. Строение и анатомия перикарда человека. Prog Cardiovasc Dis. 2017 январь — февраль; 59 (4): 327-340. [PubMed: 28062264]

3.

Нортон Дж.М. На пути к согласованным определениям предварительной нагрузки и постнагрузки. Adv Physiol Educ. 2001 Декабрь; 25 (1-4): 53-61. [PubMed: 11824209]

4.

Rothe C. На пути к согласованным определениям предварительной и постнагрузки — пересмотр. Adv Physiol Educ. 2003 г.; 27 декабря (1–4): 44–5; автор ответ 89-90. [PubMed: 12594075]

5.

Cunningham KS, Veinot JP, Butany J. Подход к интерпретации эндомиокардиальной биопсии. Джей Клин Патол. 2006 г., февраль; 59(2):121-9. [Бесплатная статья PMC: PMC1860308] [PubMed: 16443725]

6.

Van Linthout S, Tschöpe C. Вирусный миокардит: яркий пример диагностики и терапии под контролем эндомиокардиальной биопсии. Карр Опин Кардиол. 2018 май; 33(3):325-333. [Статья бесплатно PMC: PMC53] [PubMed: 29528906]

7.

Шауэр А., Гоцман И., Керен А., Цвас Д.Р., Хеллман Ю., Дерст Р., Адмон Д. Острый вирусный миокардит: современные концепции диагностики и лечения. Isr Med Assoc J. 2013 Mar; 15 (3): 180-5. [PubMed: 23662385]

8.

Murphy C, Lazzara R. Современные концепции анатомии и электрофизиологии синусового узла.J Interv Card Электрофизиол. 2016 июнь;46(1):9-18. [PubMed: 27142063]

9.

Мисфельд М., Сиверс Х.Х. Макро- и микроструктура клапанов сердца. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2007 г., 29 августа; 362 (1484): 1421-36. [Бесплатная статья PMC: PMC2440405] [PubMed: 17581807]

10.

Sommer JR, Waugh RA. Ультраструктура сердечной мышцы. Перспектива охраны окружающей среды. 1978 окт; 26:159-67. [Бесплатная статья PMC: PMC1637244] [PubMed: 363414]

11.

Варнава А.М., Эллиотт П.М., Бабуян С., Дэвисон Ф., Дэвис М.Дж., МакКенна В.Дж.Гипертрофическая кардиомиопатия: гистопатологические особенности внезапной смерти при болезни сердечного тропонина Т. Тираж. 2001 г., 18 сентября; 104 (12): 1380-4. [PubMed: 11560853]

12.

Марон Б.Дж., Марон М.С. Гипертрофическая кардиомиопатия. Ланцет. 2013 19 января; 381 (9862): 242-55. [PubMed: 22874472]

13.

Рамарадж Р., Соррелл В.Л. Дегенеративный аортальный стеноз. БМЖ. 2008 08 марта; 336 (7643): 550-5. [Бесплатная статья PMC: PMC2265359] [PubMed: 18325966]

Гистология, сердце — StatPearls — NCBI Bookshelf

Введение

Сердце — это четырехкамерный орган, отвечающий за перекачку крови по всему телу.Он получает деоксигенированную кровь из организма, направляет ее в легкие, получает обогащенную кислородом кровь из легких, а затем распределяет насыщенную кислородом кровь по всему телу. На гистологическом уровне клеточные особенности сердца играют жизненно важную роль в нормальной функции и адаптации сердца.

Вопросы, вызывающие озабоченность

Клетки, из которых состоит сердце, уникальны. Он может инициировать и распространять электричество по каждой сердечной клетке. Эта физиология позволяет сердцу сокращаться синхронно, обеспечивая оптимальную функцию циркуляции крови в легких и остальных дистальных органах.

Структура

Волокнистый скелет, сердечная мышца и система проведения импульсов составляют основу сердца. Основание сердца содержит очень плотную структуру, известную как волокнистый или сердечный скелет. Функции фиброзного скелета включают создание прочного каркаса для кардиомиоцитов, закрепление створок клапана и действие в качестве электрической изоляции, разделяющей проводимость в предсердиях и желудочках.

Стенка сердца делится на следующие слои: эпикард, миокард и эндокард.Эти три слоя сердца эмбриологически эквивалентны трем слоям кровеносных сосудов: адвентициальной, средней и внутренней оболочкам соответственно. Сердце окружает двухслойный заполненный жидкостью мешок, известный как перикард. Два слоя перикарда называются наружным фиброзным/париетальным перикардом и внутренним серозным/висцеральным перикардом. Эпикард представляет собой висцеральный перикард, лежащую в основе фиброэластическую соединительную ткань и жировую ткань.[2] Под эпикардом проходят коронарные артерии и вены, лимфатические сосуды и нервы. Эндокард состоит из эндотелия и субэндотелиального слоя соединительной ткани. Субэндокард находится между эндокардом и миокардом и содержит систему проведения импульсов.

Система проведения импульсов имеет специализированные сердечные клетки для проведения электрических импульсов по всему сердцу. Электрические импульсы инициируются в синоатриальном (СА) узле, расположенном в месте соединения верхней полой вены и правого предсердия. Эти импульсы проходят через предсердия, пока не достигают атриовентрикулярного (АВ) узла; располагается между межпредсердной и межжелудочковой перегородками.По мере продвижения волокон книзу они проникают в центральное волокнистое тело сердечного скелета, образуя пучок Гиса. Эти волокна являются волокнами Пуркинье после того, как они делятся в межжелудочковой перегородке и разветвляются в желудочки.

Клапаны являются важным компонентом сердца. Они не только служат выходными воротами, но и предотвращают обратный поток в камеру. Аортальный клапан, отделяющий аорту от левого желудочка, и легочный клапан, отделяющий легочную артерию от правого желудочка, известны как полулунные клапаны. Двумя атриовентрикулярными (АВ) клапанами являются трехстворчатый и митральный клапаны. Трехстворчатый клапан отмечает разделение между правым предсердием и правым желудочком, в то время как митральный клапан отделяет левое предсердие от левого желудочка. Уникальным аспектом атриовентрикулярных клапанов является их прикрепление к желудочкам с помощью сухожильных хорд, прикрепляющихся к сосочковой мышце желудочков.

Назначение

Основная функция сердца — перекачивать кровь по всему телу.Сердечная функция может быть лучше всего представлена ​​сердечным выбросом, количеством крови, выкачиваемой из сердца в минуту. Многие факторы определяют сердечный выброс. Произведение ударного объема и частоты сердечных сокращений равно сердечному выбросу. Следовательно, сердечный выброс напрямую зависит от изменений этих двух факторов. Ударный объем — это объем крови, выбрасываемый после сокращения желудочка, который рассчитывается как разница между конечно-диастолическим объемом и конечно-систолическим объемом. Сократимость, постнагрузка и преднагрузка могут изменить ударный объем.

Преднагрузка представляет собой величину нагрузки, оказываемой на кардиомиоциты конечно-диастолическим объемом перед систолой. Конечно-диастолический объем является лучшим способом измерения преднагрузки. С другой стороны, постнагрузка — это общее напряжение, оказываемое на желудочек, которое должно преодолеть во время систолы. Закон Лапласа лежит в основе определения постнагрузки. Следовательно, изменения давления, радиуса или толщины стенки напрямую влияют на постнагрузку.[3][4]

Препарат тканей

Гистологические и цитологические исследования сердца необходимы для диагностических целей, оценки отторжения аллотрансплантата после трансплантации сердца или оценки влияния токсичности лекарств на сердце.Эндомиокардиальная биопсия получает сердечную ткань для анализа.

Во время эндомиокардиальной биопсии из правого желудочка берется от 1 до 2 мм3 эндокарда и миокарда.[5] Периферическая близость к венозному входу в биоптом и более толстая стенка по сравнению с предсердием делает правый желудочек идеальным местом для биопсии. Затем образец сердца помещают в фиксатор, такой как формалин, для сохранения ткани. Затем эти сохраненные образцы помещают в кассеты, заливают парафином, тонко нарезают и помещают на предметные стекла.Гематоксилин-эозин является исходным, основным красителем для визуализации сердечной ткани под световой микроскопией.

В зависимости от цели эндомиокардиальной биопсии метод подготовки ткани может различаться. Например, если проводится дифференциальная диагностика вирусного миокардита, для идентификации вируса с помощью полимеразной цепной реакции необходим замороженный образец.[6]

Гистохимия и цитохимия

Изучение клеток и тканей (гистохимия) и внутриклеточной активности (цитохимия) полезно для уточнения правильного диагноза.Иммуногистохимия использует антитела для нацеливания на определенные антигены в образце. Затем комплекс антитело-антиген можно окрасить, чтобы оценить присутствие конкретного антигена. Этот тест может помочь в диагностике острого отторжения аллотрансплантата, амилоидоза, новообразований и кардиомиопатии. [5]   Т-лимфоциты, наблюдаемые при миокардите, также можно идентифицировать с помощью иммуногистохимии. Иммунофлуоресценция очень похожа на иммуногистохимию. Однако антитела содержат флуоресцентный краситель, который виден, когда антитело присоединено к антигену.Иммунофлуоресценция может помочь в диагностике отторжения аллотрансплантата и некоторых кардиомиопатий.[7]

Специальные красители выделяют определенные компоненты в образце, которые трудно визуализировать с помощью гематоксилина и эозина . Окрашивание конго красным и метиловым фиолетовым полезно для обнаружения отложений амилоида в тканях. При миокардите или отторжении аллотрансплантата окраска метиловым зеленым и пиронином может выявить лимфоциты. Эластичный трихром Массона окрашивает соединительную ткань, такую ​​как эластические волокна и коллаген.У пациентов с кардиомиопатией, связанной с перегрузкой железом, возможно, из-за гемохроматоза, любое отложение железа в ткани можно окрасить с помощью окраски берлинской лазурью. [5]

Светильник для микроскопии

Гистологически сердце состоит в основном из кардиомиоцитов и соединительной ткани. Плотная соединительная ткань с эластическими волокнами присутствует в сердечном/волокнистом скелете. Некоторые красители, такие как красители эластичного трихрома Массона, могут помочь визуализировать эти компоненты. Перикард подразделяется на два слоя: поверхностный фиброзный слой и более глубокий серозный слой.Фиброзный слой состоит из волокнистой соединительной ткани. Серозный слой далее делится на два слоя: внешний слой, неотделимый от фиброзного перикарда, и внутренний слой, покрывающий миокард. Оба эти слоя гистологически одинаковы; состоит из сплошного слоя мезотелиальных клеток с микроворсинками, обращенными в полость перикарда. Сочетание фиброзного перикарда и наружного серозного перикарда известно как париетальный перикард. Внутренний серозный перикард, известный как висцеральный перикард, также является частью эпикарда.Между наружным и внутренним серозным слоем находится потенциальное пространство, известное как полость перикарда, содержащее перикардиальную жидкость, которая вырабатывается и реабсорбируется микроворсинками мезотелиальных клеток.

Большая часть сердечной стенки состоит из миокарда. Кардиомиоциты соединяются вместе, чтобы составить этот слой. Эти кардиомиоциты имеют поперечно-полосатую структуру, как и миоциты скелетных мышц. Однако, в отличие от клеток скелетных мышц, они разветвлены, содержат вставочные диски и обычно одноядерны.Они также не могут регенерировать. После инсульта, такого как инфаркт миокарда, некротическая область замещается рубцовой тканью. Это гистологическое изменение видно при световой микроскопии, поскольку фиброзный компонент рубцовой ткани окрашивается в синий цвет при окраске трихромом по Массону.

Эндокард состоит из одного слоя эндотелиальных клеток, выстилающих камеры сердца. Иногда небольшое количество гладких мышц также может находиться в эндокарде. По сравнению с правым предсердием левое предсердие имеет более толстый эндокард из-за высокого давления легочных вен.Субэндотелиальный слой между миокардом и эндокардом содержит рыхлую эластическую ткань, пучки коллагена, нервы и иногда кровеносные сосуды.

Проводящая система состоит из специализированных клеток миокарда и волокон, обеспечивающих инициацию и распространение импульсов. Узел SA состоит из узловых (P) клеток и переходных (T) клеток. Эти клетки похожи на клетки миокарда, но содержат меньше миофибрилл. Плотная соединительная ткань изолирует и отделяет эту область от остальной части предсердий.Атриовентрикулярный (АВ) узел, расположенный рядом с фиброзным скелетом сердца, имеет специализированные мышечные волокна, которые получают импульсы от СА-узла. Волокна Пуркинье, ответвления от атриовентрикулярных узлов, могут располагаться в эпикарде. Эти волокна богаты гликогеном и содержат меньше миофибрилл.[8]

Клапаны имеют три слоя: спонгиозный, фиброзный, желудочковый. Идентификация этих слоев может помочь сориентировать клапаны при микроскопии. Губчатая оболочка находится на предсердной стороне атриовентрикулярных клапанов или на артериальной стороне полулунных клапанов.Большое количество протеогликанов, таких как гликозаминогликан, и рыхлая соединительная ткань характерны для спонгиозного слоя. [9] Фиброзная ткань, являющаяся продолжением сердечного скелета, содержит плотную соединительную ткань неправильной формы. ventricularis, расположенный на желудочковой стороне клапана, имеет эластические волокна и эндотелиальную выстилку. В атриовентрикулярных клапанах ветви желудочков образуют сухожильные хорды. Сухожильные хорды преимущественно состоят из плотной регулярной соединительной ткани, наряду с коллагеновыми эластическими волокнами, которые удерживают эти клапаны от высокого давления.

Микроскопия Электрон

Электронная микроскопия позволяет визуализировать ультраструктуры сердца, невидимые при световой микроскопии. Болезнь Фабри, сердечная миксома, кардиомиопатия и амилоидоз — вот лишь несколько примеров заболеваний, диагностируемых с помощью электронной микроскопии.[5]

Отдельные саркомеры миофибрилл хорошо видны с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Критические области саркомера включают Z-линии на концах, центральную Н-зону, богатую миозином А-полосу и богатую актином I-полосу. [10] Также ценятся клеточные структуры, уникальные для кардиомиоцитов. При электронной микроскопии видны плотный эндомизий кардиомиоцитов, обильные митохондрии между миофибриллами, вставочные диски и Т-трубочки (присутствуют на Z-линиях).

Кардиальные миоциты могут иметь две необычные характеристики: гранулы липофусцина и тела предсердий с плотным ядром. Гранулы липофусцина образуются в результате лизосомного пищеварения. Количество гранул липофусцина увеличивается с возрастом. С другой стороны, предсердные тела с плотным ядром обнаруживаются в предсердии и визуально более непрозрачны, чем гранулы липофусцина.

Патофизиология

При гипертрофической кардиомиопатии изменения на клеточном уровне оказывают значительное влияние на общую структуру и физиологию сердца. Существует несколько причин гипертрофической кардиомиопатии. Некоторые примеры включают генетическую мутацию, гипертонию и аортальный стеноз. Ключевыми гистологическими находками являются расстройство кардиомиоцитов (гипертрофированные и дезорганизованные миоциты) и интерстициальный фиброз левого желудочка и межжелудочковой перегородки [11]. Эти клеточные изменения могут быть связаны с повышенной постнагрузкой на левый желудочек или мутациями в белках саркомера, таких как гены тяжелой цепи В-миозина (MYH7) и сердечного миозин-связывающего белка С (MYBPC3).[12] При электронной микроскопии в областях беспорядка миоцитов видны аномальные миоциты и саркомеры. Эластичная окраска трихромом по Массону может помочь выявить участки фиброза. Дальнейшая гипертрофия миокарда вызывает диастолическую дисфункцию и сердечную недостаточность.

Клиническое значение

Различные патологии могут поражать каждую область сердца. Волокнистый скелет находится вблизи сердечных клапанов и проводящих волокон. Во время клапанэктомии части фиброзного скелета могут быть случайно удалены.Осложнения, такие как аритмии, могут возникать при повреждении проводящих волокон.[1]

Констриктивный перикардит и тампонада сердца являются двумя серьезными патологиями, затрагивающими перикард. Иногда требуется перикардэктомия, чтобы сердце могло нормально функционировать. Перикард теперь является образцом, который должен пройти оценку. Фиброз и хроническое воспаление присутствуют при констриктивном перикардите. Гранулематозная инфекция и метастазы встречаются редко, но их необходимо исключить.Эпикардиальный жир может быть случайной находкой в ​​этих образцах.

Миокард занимает большую часть сердца. Рестриктивная кардиомиопатия, вирусный миокардит, отторжение сердечного аллотрансплантата могут иметь необычные гистологические признаки. При рестриктивной кардиомиопатии гистология зависит от основной этиологии. Некоторые примеры причин рестриктивной кардиомиопатии включают саркоидоз, амилоидоз, кардиомиопатию с перегрузкой железом и новообразования. При вирусном миокардите вирус вызывает инфильтрацию миокарда лимфоцитами, а инфицированные кардиомиоциты подвергаются некрозу.Вскоре после трансплантации сердца может произойти отторжение сердечного аллотрансплантата, что должно быть диагностировано с помощью эндомиокардиальной биопсии. Выводы включают аномальные миоциты и наличие лимфоцитов. [5]

Старение может привести к значительным изменениям в клапанах и проводящей системе. Увеличение коллагеновых волокон и кальцификация приводят к клапанным аномалиям. Примером клапанных изменений у пожилых людей является аортальный стеноз. Если клапан не заменить, тяжелый аортальный стеноз может вызвать обморок, стенокардию и, в конечном итоге, смерть.[13] Фиброз СА узла и ножки пучка Гиса также является результатом старения. Следовательно, у пациентов может развиться блокада левой ножки пучка Гиса или другие сопутствующие аритмии.

Ссылки

1.

Сареми Ф., Санчес-Кинтана Д., Мори С., Муресян Х., Спайсер Д.Е., Хассани С., Андерсон Р.Х. Волокнистый скелет сердца: анатомический обзор и оценка патологических состояний с помощью КТ и МРТ. Рентгенография. 2017 сен-октябрь;37(5):1330-1351. [PubMed: 28820653]

2.

Родригес ER, Tan CD. Строение и анатомия перикарда человека. Prog Cardiovasc Dis. 2017 январь — февраль; 59 (4): 327-340. [PubMed: 28062264]

3.

Нортон Дж.М. На пути к согласованным определениям предварительной нагрузки и постнагрузки. Adv Physiol Educ. 2001 Декабрь; 25 (1-4): 53-61. [PubMed: 11824209]

4.

Rothe C. На пути к согласованным определениям предварительной и постнагрузки — пересмотр. Adv Physiol Educ. 2003 г.; 27 декабря (1–4): 44–5; автор ответ 89-90. [PubMed: 12594075]

5.

Cunningham KS, Veinot JP, Butany J. Подход к интерпретации эндомиокардиальной биопсии. Джей Клин Патол. 2006 г., февраль; 59(2):121-9. [Статья бесплатно PMC: PMC1860308] [PubMed: 16443725]

6.

Van Linthout S, Tschöpe C. Вирусный миокардит: яркий пример диагностики и терапии под контролем эндомиокардиальной биопсии. Карр Опин Кардиол. 2018 май; 33(3):325-333. [Бесплатная статья PMC: PMC53] [PubMed: 29528906]

7.

Шауэр А., Гоцман И., Керен А., Цвас Д.Р., Хеллман Ю., Дерст Р., Адмон Д.Острый вирусный миокардит: современные представления о диагностике и лечении. Isr Med Assoc J. 2013 Mar; 15 (3): 180-5. [PubMed: 23662385]

8.

Murphy C, Lazzara R. Современные концепции анатомии и электрофизиологии синусового узла. J Interv Card Электрофизиол. 2016 июнь;46(1):9-18. [PubMed: 27142063]

9.

Мисфельд М., Сиверс Х.Х. Макро- и микроструктура клапанов сердца. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2007 г., 29 августа; 362 (1484): 1421-36. [Бесплатная статья PMC: PMC2440405] [PubMed: 17581807]

10.

Соммер младший, Во Р.А. Ультраструктура сердечной мышцы. Перспектива охраны окружающей среды. 1978 окт; 26:159-67. [Бесплатная статья PMC: PMC1637244] [PubMed: 363414]

11.

Варнава А.М., Эллиотт П.М., Бабуян С., Дэвисон Ф., Дэвис М.Дж., МакКенна В.Дж. Гипертрофическая кардиомиопатия: гистопатологические особенности внезапной смерти при болезни сердечного тропонина Т. Тираж. 2001 г., 18 сентября; 104 (12): 1380-4. [PubMed: 11560853]

12.

Марон Б.Дж., Марон М.С. Гипертрофическая кардиомиопатия.Ланцет. 2013 19 января; 381 (9862): 242-55. [PubMed: 22874472]

13.

Рамарадж Р., Соррелл В.Л. Дегенеративный аортальный стеноз. БМЖ. 2008 08 марта; 336 (7643): 550-5. [Бесплатная статья PMC: PMC2265359] [PubMed: 18325966]

Гистология, сердце — StatPearls — NCBI Bookshelf

Введение

Сердце — это четырехкамерный орган, отвечающий за перекачку крови по всему телу. Он получает деоксигенированную кровь из организма, направляет ее в легкие, получает обогащенную кислородом кровь из легких, а затем распределяет насыщенную кислородом кровь по всему телу.На гистологическом уровне клеточные особенности сердца играют жизненно важную роль в нормальной функции и адаптации сердца.

Вопросы, вызывающие озабоченность

Клетки, из которых состоит сердце, уникальны. Он может инициировать и распространять электричество по каждой сердечной клетке. Эта физиология позволяет сердцу сокращаться синхронно, обеспечивая оптимальную функцию циркуляции крови в легких и остальных дистальных органах.

Структура

Волокнистый скелет, сердечная мышца и система проведения импульсов составляют основу сердца.Основание сердца содержит очень плотную структуру, известную как волокнистый или сердечный скелет. Функции фиброзного скелета включают создание прочного каркаса для кардиомиоцитов, закрепление створок клапана и действие в качестве электрической изоляции, разделяющей проводимость в предсердиях и желудочках.

Стенка сердца делится на следующие слои: эпикард, миокард и эндокард. Эти три слоя сердца эмбриологически эквивалентны трем слоям кровеносных сосудов: адвентициальной, средней и внутренней оболочкам соответственно.Сердце окружает двухслойный заполненный жидкостью мешок, известный как перикард. Два слоя перикарда называются наружным фиброзным/париетальным перикардом и внутренним серозным/висцеральным перикардом. Эпикард представляет собой висцеральный перикард, лежащую в основе фиброэластическую соединительную ткань и жировую ткань.[2] Под эпикардом проходят коронарные артерии и вены, лимфатические сосуды и нервы. Эндокард состоит из эндотелия и субэндотелиального слоя соединительной ткани.Субэндокард находится между эндокардом и миокардом и содержит систему проведения импульсов.

Система проведения импульсов имеет специализированные сердечные клетки для проведения электрических импульсов по всему сердцу. Электрические импульсы инициируются в синоатриальном (СА) узле, расположенном в месте соединения верхней полой вены и правого предсердия. Эти импульсы проходят через предсердия, пока не достигают атриовентрикулярного (АВ) узла; располагается между межпредсердной и межжелудочковой перегородками.По мере продвижения волокон книзу они проникают в центральное волокнистое тело сердечного скелета, образуя пучок Гиса. Эти волокна являются волокнами Пуркинье после того, как они делятся в межжелудочковой перегородке и разветвляются в желудочки.

Клапаны являются важным компонентом сердца. Они не только служат выходными воротами, но и предотвращают обратный поток в камеру. Аортальный клапан, отделяющий аорту от левого желудочка, и легочный клапан, отделяющий легочную артерию от правого желудочка, известны как полулунные клапаны. Двумя атриовентрикулярными (АВ) клапанами являются трехстворчатый и митральный клапаны. Трехстворчатый клапан отмечает разделение между правым предсердием и правым желудочком, в то время как митральный клапан отделяет левое предсердие от левого желудочка. Уникальным аспектом атриовентрикулярных клапанов является их прикрепление к желудочкам с помощью сухожильных хорд, прикрепляющихся к сосочковой мышце желудочков.

Назначение

Основная функция сердца — перекачивать кровь по всему телу.Сердечная функция может быть лучше всего представлена ​​сердечным выбросом, количеством крови, выкачиваемой из сердца в минуту. Многие факторы определяют сердечный выброс. Произведение ударного объема и частоты сердечных сокращений равно сердечному выбросу. Следовательно, сердечный выброс напрямую зависит от изменений этих двух факторов. Ударный объем — это объем крови, выбрасываемый после сокращения желудочка, который рассчитывается как разница между конечно-диастолическим объемом и конечно-систолическим объемом. Сократимость, постнагрузка и преднагрузка могут изменить ударный объем.

Преднагрузка представляет собой величину нагрузки, оказываемой на кардиомиоциты конечно-диастолическим объемом перед систолой. Конечно-диастолический объем является лучшим способом измерения преднагрузки. С другой стороны, постнагрузка — это общее напряжение, оказываемое на желудочек, которое должно преодолеть во время систолы. Закон Лапласа лежит в основе определения постнагрузки. Следовательно, изменения давления, радиуса или толщины стенки напрямую влияют на постнагрузку.[3][4]

Препарат тканей

Гистологические и цитологические исследования сердца необходимы для диагностических целей, оценки отторжения аллотрансплантата после трансплантации сердца или оценки влияния токсичности лекарств на сердце.Эндомиокардиальная биопсия получает сердечную ткань для анализа.

Во время эндомиокардиальной биопсии из правого желудочка берется от 1 до 2 мм3 эндокарда и миокарда.[5] Периферическая близость к венозному входу в биоптом и более толстая стенка по сравнению с предсердием делает правый желудочек идеальным местом для биопсии. Затем образец сердца помещают в фиксатор, такой как формалин, для сохранения ткани. Затем эти сохраненные образцы помещают в кассеты, заливают парафином, тонко нарезают и помещают на предметные стекла.Гематоксилин-эозин является исходным, основным красителем для визуализации сердечной ткани под световой микроскопией.

В зависимости от цели эндомиокардиальной биопсии метод подготовки ткани может различаться. Например, если проводится дифференциальная диагностика вирусного миокардита, для идентификации вируса с помощью полимеразной цепной реакции необходим замороженный образец.[6]

Гистохимия и цитохимия

Изучение клеток и тканей (гистохимия) и внутриклеточной активности (цитохимия) полезно для уточнения правильного диагноза.Иммуногистохимия использует антитела для нацеливания на определенные антигены в образце. Затем комплекс антитело-антиген можно окрасить, чтобы оценить присутствие конкретного антигена. Этот тест может помочь в диагностике острого отторжения аллотрансплантата, амилоидоза, новообразований и кардиомиопатии. [5]   Т-лимфоциты, наблюдаемые при миокардите, также можно идентифицировать с помощью иммуногистохимии. Иммунофлуоресценция очень похожа на иммуногистохимию. Однако антитела содержат флуоресцентный краситель, который виден, когда антитело присоединено к антигену.Иммунофлуоресценция может помочь в диагностике отторжения аллотрансплантата и некоторых кардиомиопатий.[7]

Специальные красители выделяют определенные компоненты в образце, которые трудно визуализировать с помощью гематоксилина и эозина . Окрашивание конго красным и метиловым фиолетовым полезно для обнаружения отложений амилоида в тканях. При миокардите или отторжении аллотрансплантата окраска метиловым зеленым и пиронином может выявить лимфоциты. Эластичный трихром Массона окрашивает соединительную ткань, такую ​​как эластические волокна и коллаген.У пациентов с кардиомиопатией, связанной с перегрузкой железом, возможно, из-за гемохроматоза, любое отложение железа в ткани можно окрасить с помощью окраски берлинской лазурью. [5]

Светильник для микроскопии

Гистологически сердце состоит в основном из кардиомиоцитов и соединительной ткани. Плотная соединительная ткань с эластическими волокнами присутствует в сердечном/волокнистом скелете. Некоторые красители, такие как красители эластичного трихрома Массона, могут помочь визуализировать эти компоненты. Перикард подразделяется на два слоя: поверхностный фиброзный слой и более глубокий серозный слой.Фиброзный слой состоит из волокнистой соединительной ткани. Серозный слой далее делится на два слоя: внешний слой, неотделимый от фиброзного перикарда, и внутренний слой, покрывающий миокард. Оба эти слоя гистологически одинаковы; состоит из сплошного слоя мезотелиальных клеток с микроворсинками, обращенными в полость перикарда. Сочетание фиброзного перикарда и наружного серозного перикарда известно как париетальный перикард. Внутренний серозный перикард, известный как висцеральный перикард, также является частью эпикарда.Между наружным и внутренним серозным слоем находится потенциальное пространство, известное как полость перикарда, содержащее перикардиальную жидкость, которая вырабатывается и реабсорбируется микроворсинками мезотелиальных клеток.

Большая часть сердечной стенки состоит из миокарда. Кардиомиоциты соединяются вместе, чтобы составить этот слой. Эти кардиомиоциты имеют поперечно-полосатую структуру, как и миоциты скелетных мышц. Однако, в отличие от клеток скелетных мышц, они разветвлены, содержат вставочные диски и обычно одноядерны.Они также не могут регенерировать. После инсульта, такого как инфаркт миокарда, некротическая область замещается рубцовой тканью. Это гистологическое изменение видно при световой микроскопии, поскольку фиброзный компонент рубцовой ткани окрашивается в синий цвет при окраске трихромом по Массону.

Эндокард состоит из одного слоя эндотелиальных клеток, выстилающих камеры сердца. Иногда небольшое количество гладких мышц также может находиться в эндокарде. По сравнению с правым предсердием левое предсердие имеет более толстый эндокард из-за высокого давления легочных вен.Субэндотелиальный слой между миокардом и эндокардом содержит рыхлую эластическую ткань, пучки коллагена, нервы и иногда кровеносные сосуды.

Проводящая система состоит из специализированных клеток миокарда и волокон, обеспечивающих инициацию и распространение импульсов. Узел SA состоит из узловых (P) клеток и переходных (T) клеток. Эти клетки похожи на клетки миокарда, но содержат меньше миофибрилл. Плотная соединительная ткань изолирует и отделяет эту область от остальной части предсердий.Атриовентрикулярный (АВ) узел, расположенный рядом с фиброзным скелетом сердца, имеет специализированные мышечные волокна, которые получают импульсы от СА-узла. Волокна Пуркинье, ответвления от атриовентрикулярных узлов, могут располагаться в эпикарде. Эти волокна богаты гликогеном и содержат меньше миофибрилл.[8]

Клапаны имеют три слоя: спонгиозный, фиброзный, желудочковый. Идентификация этих слоев может помочь сориентировать клапаны при микроскопии. Губчатая оболочка находится на предсердной стороне атриовентрикулярных клапанов или на артериальной стороне полулунных клапанов.Большое количество протеогликанов, таких как гликозаминогликан, и рыхлая соединительная ткань характерны для спонгиозного слоя. [9] Фиброзная ткань, являющаяся продолжением сердечного скелета, содержит плотную соединительную ткань неправильной формы. ventricularis, расположенный на желудочковой стороне клапана, имеет эластические волокна и эндотелиальную выстилку. В атриовентрикулярных клапанах ветви желудочков образуют сухожильные хорды. Сухожильные хорды преимущественно состоят из плотной регулярной соединительной ткани, наряду с коллагеновыми эластическими волокнами, которые удерживают эти клапаны от высокого давления.

Микроскопия Электрон

Электронная микроскопия позволяет визуализировать ультраструктуры сердца, невидимые при световой микроскопии. Болезнь Фабри, сердечная миксома, кардиомиопатия и амилоидоз — вот лишь несколько примеров заболеваний, диагностируемых с помощью электронной микроскопии.[5]

Отдельные саркомеры миофибрилл хорошо видны с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Критические области саркомера включают Z-линии на концах, центральную Н-зону, богатую миозином А-полосу и богатую актином I-полосу. [10] Также ценятся клеточные структуры, уникальные для кардиомиоцитов. При электронной микроскопии видны плотный эндомизий кардиомиоцитов, обильные митохондрии между миофибриллами, вставочные диски и Т-трубочки (присутствуют на Z-линиях).

Кардиальные миоциты могут иметь две необычные характеристики: гранулы липофусцина и тела предсердий с плотным ядром. Гранулы липофусцина образуются в результате лизосомного пищеварения. Количество гранул липофусцина увеличивается с возрастом. С другой стороны, предсердные тела с плотным ядром обнаруживаются в предсердии и визуально более непрозрачны, чем гранулы липофусцина.

Патофизиология

При гипертрофической кардиомиопатии изменения на клеточном уровне оказывают значительное влияние на общую структуру и физиологию сердца. Существует несколько причин гипертрофической кардиомиопатии. Некоторые примеры включают генетическую мутацию, гипертонию и аортальный стеноз. Ключевыми гистологическими находками являются расстройство кардиомиоцитов (гипертрофированные и дезорганизованные миоциты) и интерстициальный фиброз левого желудочка и межжелудочковой перегородки [11]. Эти клеточные изменения могут быть связаны с повышенной постнагрузкой на левый желудочек или мутациями в белках саркомера, таких как гены тяжелой цепи В-миозина (MYH7) и сердечного миозин-связывающего белка С (MYBPC3).[12] При электронной микроскопии в областях беспорядка миоцитов видны аномальные миоциты и саркомеры. Эластичная окраска трихромом по Массону может помочь выявить участки фиброза. Дальнейшая гипертрофия миокарда вызывает диастолическую дисфункцию и сердечную недостаточность.

Клиническое значение

Различные патологии могут поражать каждую область сердца. Волокнистый скелет находится вблизи сердечных клапанов и проводящих волокон. Во время клапанэктомии части фиброзного скелета могут быть случайно удалены.Осложнения, такие как аритмии, могут возникать при повреждении проводящих волокон.[1]

Констриктивный перикардит и тампонада сердца являются двумя серьезными патологиями, затрагивающими перикард. Иногда требуется перикардэктомия, чтобы сердце могло нормально функционировать. Перикард теперь является образцом, который должен пройти оценку. Фиброз и хроническое воспаление присутствуют при констриктивном перикардите. Гранулематозная инфекция и метастазы встречаются редко, но их необходимо исключить.Эпикардиальный жир может быть случайной находкой в ​​этих образцах.

Миокард занимает большую часть сердца. Рестриктивная кардиомиопатия, вирусный миокардит, отторжение сердечного аллотрансплантата могут иметь необычные гистологические признаки. При рестриктивной кардиомиопатии гистология зависит от основной этиологии. Некоторые примеры причин рестриктивной кардиомиопатии включают саркоидоз, амилоидоз, кардиомиопатию с перегрузкой железом и новообразования. При вирусном миокардите вирус вызывает инфильтрацию миокарда лимфоцитами, а инфицированные кардиомиоциты подвергаются некрозу.Вскоре после трансплантации сердца может произойти отторжение сердечного аллотрансплантата, что должно быть диагностировано с помощью эндомиокардиальной биопсии. Выводы включают аномальные миоциты и наличие лимфоцитов. [5]

Старение может привести к значительным изменениям в клапанах и проводящей системе. Увеличение коллагеновых волокон и кальцификация приводят к клапанным аномалиям. Примером клапанных изменений у пожилых людей является аортальный стеноз. Если клапан не заменить, тяжелый аортальный стеноз может вызвать обморок, стенокардию и, в конечном итоге, смерть.[13] Фиброз СА узла и ножки пучка Гиса также является результатом старения. Следовательно, у пациентов может развиться блокада левой ножки пучка Гиса или другие сопутствующие аритмии.

Ссылки

1.

Сареми Ф., Санчес-Кинтана Д., Мори С., Муресян Х., Спайсер Д.Е., Хассани С., Андерсон Р.Х. Волокнистый скелет сердца: анатомический обзор и оценка патологических состояний с помощью КТ и МРТ. Рентгенография. 2017 сен-октябрь;37(5):1330-1351. [PubMed: 28820653]

2.

Родригес ER, Tan CD. Строение и анатомия перикарда человека. Prog Cardiovasc Dis. 2017 январь — февраль; 59 (4): 327-340. [PubMed: 28062264]

3.

Нортон Дж.М. На пути к согласованным определениям предварительной нагрузки и постнагрузки. Adv Physiol Educ. 2001 Декабрь; 25 (1-4): 53-61. [PubMed: 11824209]

4.

Rothe C. На пути к согласованным определениям предварительной и постнагрузки — пересмотр. Adv Physiol Educ. 2003 г.; 27 декабря (1–4): 44–5; автор ответ 89-90. [PubMed: 12594075]

5.

Cunningham KS, Veinot JP, Butany J. Подход к интерпретации эндомиокардиальной биопсии. Джей Клин Патол. 2006 г., февраль; 59(2):121-9. [Статья бесплатно PMC: PMC1860308] [PubMed: 16443725]

6.

Van Linthout S, Tschöpe C. Вирусный миокардит: яркий пример диагностики и терапии под контролем эндомиокардиальной биопсии. Карр Опин Кардиол. 2018 май; 33(3):325-333. [Бесплатная статья PMC: PMC53] [PubMed: 29528906]

7.

Шауэр А., Гоцман И., Керен А., Цвас Д.Р., Хеллман Ю., Дерст Р., Адмон Д.Острый вирусный миокардит: современные представления о диагностике и лечении. Isr Med Assoc J. 2013 Mar; 15 (3): 180-5. [PubMed: 23662385]

8.

Murphy C, Lazzara R. Современные концепции анатомии и электрофизиологии синусового узла. J Interv Card Электрофизиол. 2016 июнь;46(1):9-18. [PubMed: 27142063]

9.

Мисфельд М., Сиверс Х.Х. Макро- и микроструктура клапанов сердца. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2007 г., 29 августа; 362 (1484): 1421-36. [Бесплатная статья PMC: PMC2440405] [PubMed: 17581807]

10.

Соммер младший, Во Р.А. Ультраструктура сердечной мышцы. Перспектива охраны окружающей среды. 1978 окт; 26:159-67. [Бесплатная статья PMC: PMC1637244] [PubMed: 363414]

11.

Варнава А.М., Эллиотт П.М., Бабуян С., Дэвисон Ф., Дэвис М.Дж., МакКенна В.Дж. Гипертрофическая кардиомиопатия: гистопатологические особенности внезапной смерти при болезни сердечного тропонина Т. Тираж. 2001 г., 18 сентября; 104 (12): 1380-4. [PubMed: 11560853]

12.

Марон Б.Дж., Марон М.С. Гипертрофическая кардиомиопатия.Ланцет. 2013 19 января; 381 (9862): 242-55. [PubMed: 22874472]

13.

Рамарадж Р., Соррелл В.Л. Дегенеративный аортальный стеноз. БМЖ. 2008 08 марта; 336 (7643): 550-5. [Бесплатная статья PMC: PMC2265359] [PubMed: 18325966]

Компоненты сердца

Клапаны сердца

В сердце есть четыре клапана:

• Трехстворчатый клапан находится между правым предсердием и правым желудочком.
• Легочный клапан находится между правым желудочком и легочной артерией.
• Митральный клапан находится между левым предсердием и левым желудочком.
• Аортальный клапан расположен между левым желудочком и аортой.

Эти клапаны открываются, когда через них проходит кровь, а затем закрываются, чтобы кровь не текла в неправильном направлении.

Основные сосуды

Четыре камеры сердца прикрепляются к основным венам или артериям, которые либо приносят кровь к сердцу, либо отводят кровь от него.

Предсердия – приемные станции сердца.Правое предсердие получает бедную кислородом кровь из двух крупнейших вен тела — верхней и нижней полых вен.

В левое предсердие поступает кровь, обогащенная кислородом в легких, из легочных вен. Затем оба предсердия перекачивают кровь в желудочки.

Желудочки – это транспортные станции сердца. Правый желудочек перекачивает бедную кислородом кровь в легкие через легочную артерию, в то время как левый желудочек перекачивает насыщенную кислородом кровь в организм через аорту, самую большую артерию в организме.

Стенка сердца

Стенка сердца состоит из трех слоев: эндокарда, миокарда и эпикарда.

Эндокард — это тонкая оболочка, выстилающая внутреннюю часть сердца.

Миокард — средний слой сердца. Это сердечная мышца и самый толстый слой сердца.

Эпикард представляет собой тонкий слой на поверхности сердца, в котором лежат коронарные артерии.

Перикард представляет собой тонкий мешок, в котором находится сердце, часто заполненный небольшим количеством жидкости, который отделяет сердце от других структур грудной клетки, таких как легкие.

Проводящая система

Проводящая система представляет собой собственный встроенный кардиостимулятор сердца. Эта особая ткань задает частоту сердечных сокращений и позволяет верхней и нижней камерам взаимодействовать друг с другом, чтобы они могли функционировать скоординированным образом.

Свяжитесь с нами

Свяжитесь с Детским кардиологическим институтом Цинциннати

Сердце: анатомия и функции

Обзор

Что такое сердце?

Сердце — это орган размером с кулак, который перекачивает кровь по всему телу.Это основной орган вашей системы кровообращения.

Ваше сердце состоит из четырех основных отделов (камер), состоящих из мышц и приводящихся в действие электрическими импульсами. Ваш мозг и нервная система управляют работой вашего сердца.

Как выглядит схема сердца?

Сердце внутри и снаружи содержит компоненты, которые направляют кровоток:

Внутри сердца

Вне сердца

Функция

Какова функция сердца?

Основная функция вашего сердца — гонять кровь по всему телу. Ваше сердце также:

Как ваше сердце взаимодействует с другими органами

?

Ваше сердце работает с другими системами организма, чтобы контролировать частоту сердечных сокращений и другие функции организма. Основные системы:

• Нервная система: Нервная система помогает контролировать частоту сердечных сокращений. Он посылает сигналы, которые говорят вашему сердцу биться медленнее во время отдыха и быстрее во время стресса.
• Эндокринная система: Ваша эндокринная система вырабатывает гормоны.Эти гормоны приказывают вашим кровеносным сосудам сжиматься или расслабляться, что влияет на ваше кровяное давление. Гормоны щитовидной железы также могут заставить ваше сердце биться быстрее или медленнее.

Анатомия

Где находится твое сердце?

Ваше сердце расположено в передней части грудной клетки. Он находится немного позади и слева от грудины (грудной кости). Ваша грудная клетка защищает ваше сердце.

На какой стороне твое сердце?

Ваше сердце немного с левой стороны тела.Он находится между правым и левым легкими. Левое легкое немного меньше, чтобы освободить место для сердца в левой груди.

Насколько велико ваше сердце?

Сердце каждого немного разного размера. Как правило, сердце взрослого человека примерно такого же размера, как два сжатых кулака, а сердце ребенка примерно такого же размера, как один сжатый кулак.

Сколько весит твое сердце?

В среднем сердце взрослого человека весит около 10 унций. Ваше сердце может весить немного больше или немного меньше, в зависимости от размера вашего тела и пола.

Какие части анатомии сердца?

Части твоего сердца подобны частям дома. В твоем сердце:

• Стены.
• Покои (комнаты).
• Клапаны (двери).
• Кровеносные сосуды (сантехника).
• Электропроводная система (электричество).

Стенки сердца

Стенки вашего сердца — это мышцы, которые сокращаются (сжимаются) и расслабляются, направляя кровь по всему телу. Слой мышечной ткани, называемый перегородкой, разделяет стенки сердца на левую и правую стороны.

Стенки вашего сердца состоят из трех слоев:

• Эндокард : Внутренний слой.
• Миокард : Средний мышечный слой.
• Эпикард : Защитный наружный слой.

Эпикард — это один из слоев перикарда. Перикард — это защитный мешок, покрывающий все сердце. Он вырабатывает жидкость, которая смазывает ваше сердце и предотвращает его трение о другие органы.

Камеры сердца

Ваше сердце разделено на четыре камеры.У вас есть две камеры сверху (предсердие, множественное число предсердий) и две снизу (желудочки), по одной с каждой стороны сердца.

• Правое предсердие: Две большие вены доставляют бедную кислородом кровь в правое предсердие. Верхняя полая вена несет кровь от верхней части тела. Нижняя полая вена приносит кровь из нижней части тела. Затем правое предсердие перекачивает кровь в правый желудочек.
• Правый желудочек: Нижняя правая камера перекачивает бедную кислородом кровь в легкие через легочную артерию.Легкие насыщают кровь кислородом.
• Левое предсердие: После того, как легкие наполняют кровь кислородом, легочные вены переносят кровь в левое предсердие. Эта верхняя камера перекачивает кровь в левый желудочек.
• Левый желудочек: Левый желудочек немного больше правого. Он перекачивает богатую кислородом кровь к остальным частям тела.

Клапаны сердца

Ваши сердечные клапаны подобны дверям между камерами сердца. Они открываются и закрываются, пропуская кровь.

Атриовентрикулярные (АВ) клапаны открываются между верхней и нижней камерами сердца. В том числе:

• Трехстворчатый клапан : Дверь между правым предсердием и правым желудочком.
• Митральный клапан : Дверь между левым предсердием и левым желудочком.

Полулунные (SL) клапаны открываются, когда кровь вытекает из желудочков. В том числе:

• Аортальный клапан: Открывается, когда кровь вытекает из левого желудочка в аорту (артерию, по которой богатая кислородом кровь поступает в организм).
• Легочный клапан: Открывается, когда кровь течет из правого желудочка в легочные артерии (единственные артерии, по которым бедная кислородом кровь поступает в легкие).

Кровеносные сосуды

Ваше сердце перекачивает кровь через три типа кровеносных сосудов:

• Артерии несут богатую кислородом кровь от сердца к тканям организма. Исключением являются ваши легочные артерии, которые идут к вашим легким.
• Вены несут бедную кислородом кровь обратно к сердцу.
• Капилляры — это мелкие кровеносные сосуды, по которым ваше тело обменивается богатой кислородом и бедной кислородом кровью.

Ваше сердце получает питательные вещества через сеть коронарных артерий. Эти артерии проходят вдоль поверхности вашего сердца. Они служат самому сердцу.

Система электропроводки

Проводящая система вашего сердца подобна электрической проводке дома. Он контролирует ритм и скорость вашего сердцебиения. Включает в себя:

• Синоатриальный (СА) узел: Посылает сигналы, которые заставляют ваше сердце биться.
• Атриовентрикулярный (АВ) узел: Передает электрические сигналы от верхних камер сердца к нижним.

Ваше сердце также имеет сеть электрических пучков и волокон. В эту сеть входят:

• Левая ножка пучка Гиса : Посылает электрические импульсы в левый желудочек.
• Правая ножка пучка Гиса : Посылает электрические импульсы в правый желудочек.
• Пучок Его : Посылает импульсы от АВ-узла к волокнам Пуркинье.
• Волокна Пуркинье : Заставляют желудочки сердца сокращаться и выкачивать кровь.

Условия и расстройства

Какие состояния и расстройства влияют на сердце человека?

Сердечно-сосудистые заболевания относятся к числу наиболее распространенных заболеваний, поражающих людей. В Соединенных Штатах болезни сердца являются основной причиной смерти людей всех полов и большинства этнических и расовых групп.

Общие состояния, которые влияют на ваше сердце, включают:

уход

Как сохранить здоровье сердца?

Если у вас есть заболевание, которое влияет на ваше сердце, следуйте плану лечения вашего поставщика медицинских услуг.Важно принимать лекарства по назначению.

Вы также можете изменить свой образ жизни, чтобы сохранить свое сердце здоровым. Вы можете:

Часто задаваемые вопросы

Что мне следует спросить у врача о моем сердце?

Вы можете спросить своего поставщика медицинских услуг:

• Как моя семейная история влияет на здоровье моего сердца?
• Что я могу сделать, чтобы снизить кровяное давление?
• Как уровень холестерина влияет на мое сердце?
• Каковы симптомы сердечного приступа?
• Какие продукты я должен есть, чтобы предотвратить сердечные заболевания?

Записка из клиники Кливленда

Ваше сердце является основным органом вашей системы кровообращения. Он перекачивает кровь по всему телу, контролирует частоту сердечных сокращений и поддерживает кровяное давление. Ваше сердце немного похоже на дом. В нем есть стены, комнаты, двери, водопровод и электрическая система. Все части вашего сердца работают вместе, чтобы поддерживать кровоток и посылать питательные вещества в другие ваши органы. Условия, которые влияют на ваше сердце, являются одними из наиболее распространенных типов состояний. Спросите своего поставщика медицинских услуг, как вы можете улучшить здоровье своего сердца.

Анатомия и кровообращение сердца

Ваше сердце — удивительный орган.Он непрерывно перекачивает кислород и богатую питательными веществами кровь по всему телу, чтобы поддерживать жизнь. Эта электростанция размером с кулак бьется (расширяется и сжимается) 100 000 раз в день, перекачивая пять или шесть литров крови каждую минуту, или около 2000 галлонов в день.

Как кровь проходит через сердце?

Когда сердце бьется, оно перекачивает кровь через систему кровеносных сосудов, называемую кровеносной системой. Сосуды представляют собой эластичные трубки, несущие кровь ко всем частям тела.

Кровь необходима.Помимо переноса свежего кислорода из легких и питательных веществ в ткани вашего тела, он также выводит из тканей продукты жизнедеятельности, в том числе углекислый газ. Это необходимо для поддержания жизни и укрепления здоровья всех тканей организма.

Существует три основных типа кровеносных сосудов:

• Артерии. Они начинаются с аорты, крупной артерии, отходящей от сердца. Артерии несут богатую кислородом кровь от сердца ко всем тканям организма.Они ветвятся несколько раз, становясь все меньше и меньше по мере удаления крови от сердца.
• Капилляры. Это маленькие тонкие кровеносные сосуды, соединяющие артерии и вены. Их тонкие стенки позволяют кислороду, питательным веществам, углекислому газу и другим отходам проходить к клеткам нашего органа и обратно.
• Вены. Это кровеносные сосуды, по которым кровь возвращается к сердцу; этой крови не хватает кислорода (бедная кислородом) и она богата отходами, которые должны выводиться из организма или удаляться из него. Вены становятся все больше и больше по мере приближения к сердцу. Верхняя полая вена — это большая вена, несущая кровь от головы и рук к сердцу, а нижняя полая вена приносит кровь от живота и ног к сердцу.

Эта обширная система кровеносных сосудов — артерий, вен и капилляров — имеет длину более 60 000 миль. Этого достаточно, чтобы совершить кругосветное путешествие более двух раз!

Кровь непрерывно течет по кровеносным сосудам вашего тела. Ваше сердце — это насос, который делает все это возможным.

Где твое сердце и как оно выглядит?

Сердце расположено под грудной клеткой, слева от грудины (грудной кости) и между легкими.

Глядя на сердце снаружи, можно увидеть, что оно состоит из мышц. Сильные мышечные стенки сокращаются (сжимаются), перекачивая кровь в артерии. Основные кровеносные сосуды, связанные с сердцем, — это аорта, верхняя полая вена, нижняя полая вена, легочная артерия (которая несет бедную кислородом кровь от сердца к легким, где она насыщается кислородом), легочные вены (которые приносят богатая кислородом кровь от легких к сердцу) и коронарные артерии (которые снабжают кровью сердечную мышцу).

Внутри сердце представляет собой четырехкамерный полый орган. Он разделен на левую и правую стороны стенкой, называемой перегородкой. Правая и левая стороны сердца далее делятся на две верхние камеры, называемые предсердиями, которые получают кровь из вен, и две нижние камеры, называемые желудочками, которые перекачивают кровь в артерии.

Предсердия и желудочки работают вместе, сокращаясь и расслабляясь, чтобы выкачивать кровь из сердца. Когда кровь покидает каждую камеру сердца, она проходит через клапан.В сердце есть четыре сердечных клапана:

• Митральный клапан
• Трехстворчатый клапан
• Аортальный клапан
• Легочный клапан (также называемый легочным клапаном)

Трехстворчатый и митральный клапаны лежат между предсердиями и желудочком Аортальный и легочный клапаны лежат между желудочками и основными кровеносными сосудами, выходящими из сердца.

Клапаны сердца работают так же, как и односторонние клапаны в домашней сантехнике. Они препятствуют течению крови в неправильном направлении.

Каждый клапан имеет набор створок, называемых листочками или створками. Митральный клапан имеет две створки; у остальных три. Листочки прикреплены к кольцу из жесткой волокнистой ткани, называемому кольцом, и поддерживаются им. Кольцо помогает поддерживать правильную форму клапана.

Створки митрального и трехстворчатого клапанов также поддерживаются прочными волокнистыми тяжами, называемыми сухожильными хордами. Они похожи на струны, поддерживающие парашют. Они простираются от створок клапана до небольших мышц, называемых папиллярными мышцами, которые являются частью внутренних стенок желудочков.

Как кровь течет через сердце?

Правая и левая стороны сердца работают вместе. Схема, описанная ниже, повторяется снова и снова, в результате чего кровь непрерывно течет к сердцу, легким и телу.

Правая сторона

• Кровь поступает в сердце через две крупные вены, нижнюю и верхнюю полые вены, выбрасывая бедную кислородом кровь из организма в правое предсердие.
• Когда предсердие сокращается, кровь течет из правого предсердия в правый желудочек через открытый трехстворчатый клапан.
• Когда желудочек наполнен, трехстворчатый клапан закрывается. Это предотвращает обратный ток крови в предсердия, пока желудочек сокращается.
• Когда желудочек сокращается, кровь покидает сердце через легочный клапан в легочную артерию и в легкие, где она насыщается кислородом.

Левая сторона

• Легочная вена выводит богатую кислородом кровь из легких в левое предсердие.
• Когда предсердие сокращается, кровь течет из левого предсердия в левый желудочек через открытый митральный клапан.
• Когда желудочек наполнен, митральный клапан закрывается. Это предотвращает обратный ток крови в предсердие, пока желудочек сокращается.
• Когда желудочек сокращается, кровь покидает сердце через аортальный клапан в аорту и в тело.

Как кровь течет через ваши легкие?

Когда кровь проходит через легочный клапан, она попадает в ваши легкие. Это называется легочным кровообращением. От клапана легочной артерии кровь поступает в легочную артерию к крошечным капиллярным сосудам в легких.

Здесь кислород проходит из крошечных воздушных мешочков в легких через стенки капилляров в кровь. В то же время углекислый газ, побочный продукт метаболизма, переходит из крови в воздушные мешки. Углекислый газ покидает тело при выдохе. Как только кровь очищается и насыщается кислородом, она возвращается в левое предсердие по легочным венам.

Что такое коронарные артерии?

Как и все органы, ваше сердце состоит из ткани, которая нуждается в снабжении кислородом и питательными веществами.Хотя его камеры полны крови, сердце не получает питания от этой крови. Сердце получает собственное снабжение кровью из сети артерий, называемых коронарными артериями.

Две основные коронарные артерии отходят от аорты вблизи точки, где аорта и левый желудочек встречаются:

• Правая коронарная артерия снабжает кровью правое предсердие и правый желудочек. Обычно она разветвляется на заднюю нисходящую артерию, которая снабжает кровью нижнюю часть левого желудочка и заднюю часть перегородки.
• Левая главная коронарная артерия разветвляется на огибающую артерию и левую переднюю нисходящую артерию. Огибающая артерия снабжает кровью левое предсердие, боковую и заднюю часть левого желудочка, а левая передняя нисходящая артерия снабжает кровью переднюю и нижнюю часть левого желудочка и переднюю часть перегородки.

Эти артерии и их ветви снабжают кровью все части сердечной мышцы.

Когда коронарные артерии сужаются до такой степени, что приток крови к сердечной мышце ограничивается (ишемическая болезнь сердца), сеть крошечных кровеносных сосудов в сердце, которые обычно не открыты, называемые коллатеральными сосудами, может увеличиться и стать активной.Это позволяет крови течь вокруг заблокированной артерии к сердечной мышце, защищая сердечную ткань от повреждения.

Как бьется сердце?

Предсердия и желудочки работают вместе, поочередно сокращаясь и расслабляясь, чтобы заставить сердце биться и перекачивать кровь. Электрическая система вашего сердца является источником энергии, который делает это возможным.

Сердцебиение вызывается электрическими импульсами, которые проходят через сердце по особому пути.

• Импульс начинается в небольшом пучке специализированных клеток, называемом СА-узлом (синоатриальный узел), расположенном в правом предсердии.Этот узел известен как естественный водитель ритма сердца. Электрическая активность распространяется по стенкам предсердий и заставляет их сокращаться.
• Скопление клеток в центре сердца между предсердиями и желудочками, АВ-узел (атриовентрикулярный узел) подобен воротам, которые замедляют электрический сигнал до того, как он попадет в желудочки. Эта задержка дает предсердиям время сократиться раньше, чем желудочки.
• Сеть Гиса-Пуркинье представляет собой путь волокон, который посылает импульс к мышечным стенкам желудочков, заставляя их сокращаться.

В состоянии покоя нормальное сердце сокращается от 50 до 99 раз в минуту. Упражнения, эмоции, лихорадка и некоторые лекарства могут заставить ваше сердце биться быстрее, иногда до более чем 100 ударов в минуту.

Кровеносная система: Руководство по гистологии

Сердце

Сердце — это мышечный насос, который приводит в движение кровь под высоким давлением вокруг тела через кровеносные сосуды. Сердце сокращается ритмично и автономно. Схватки начинаются на верхушке сердца и распространяется в задне-базальную область.

Как и в остальных кровеносных системы, сердце имеет три слоя, как показано на схеме внизу и фото справа:

эпикард (адвентициальная оболочка)
миокард (средняя оболочка)
эндокард (интима оболочки)

Также необходимо знать о волокнах Пуркинье, которые лежат в эндокарде.

Туника Адвентиция (Эпикард)

Этот слой содержит фиброэластическую соединительную ткань, кровеносные сосуды, лимфатические сосуды и жировую ткань.

Простой плоский эпителий адвентициального слоя оболочки называется мезотелием

Средняя оболочка (миокард)

В сердце :

Средний слой оболочки называется миокардом.

Миокард является самым большим из трех слоев и содержит сердечная мышца волокна и рыхлая эндомизиальная соединительная ткань, содержащая множество капилляров.

Можете ли вы определить эти два слоя на фотографии?

Это изображение миокарда при большем увеличении.

Теперь вы можете видеть отдельные мышечные волокна, их исчерченность, и вставленный диски на концах каждой мышечной клетки.

Tunica Intima (Эндокард)

Эндокард выстилает предсердия и желудочки и покрывает сердечные клапаны. А также эндотелий и нижележащий фундамент мембраны, имеется небольшой слой рыхлой соединительной ткани и немного жировой ткани.

Можете ли вы идентифицировать эндотелий и подлежащий соединительная ткань интимная оболочка слой на этой фотографии?

На этой диаграмме показано, что простой плоский эпителий адвентициальная оболочка слой сердца ( мезотелий ) также является висцеральным листком серозного перикарда .

Перикард представляет собой двухслойную соединительную ткань мешок, который окружает сердце. фиброзный перикард это наружный слой и серозный перикард это внутренний слой . Пространство между двумя слоями полость перикарда , содержащая серозные жидкость. Это облегчает насосную функцию сердца.

Справочная информация о сокращении сердца:

Сначала импульсы генерируются синоатриальным узлом (СА), находится в стенке верхней полой вены.это небольшой масса специализированных сердечных мышечных волокон и связанных с ними соединительных ткани и снабжается нервными волокнами из вегетативной нервной система. Возбуждение узла СА задает волну деполяризации вокруг предсердий через щелевые контакты между мышечными волокнами.

Далее атриовентрикулярный узел (АВ) начинает генерацию импульса вокруг желудочков. АВ-узел расположен в межпредсердной перегородке.Импульсы посылаются от АВ-узла в АВ-пучок или пучок его ветви, образующие Пуркинье волокна. АВ-узел также иннервируется нервными волокнами из вегетативной нервной системы, которые ускоряют и замедляют частоту сердечных сокращений.

Волокна Пуркинье лежат в самых глубоких слой эндокарда и иннервируют сосочковые мышцы. Следовательно сначала сокращается верхушка сердца, затем сосочковый мышцы, а затем волна деполяризации распространяется вверх по стенкам желудочков от основания вверх, как показано на схеме.

.