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[[心肌细胞]](Myocytes)与[[骨骼肌]]的结构基本相似,也有[[横纹]],但在结构上具有以下几个特征: ①心肌细胞为短柱状,一般只有一个[[细胞核]],而骨骼肌[[纤维]]是[[多核细胞]]。心肌细胞之间有[[闰盘]]结构。该处[[细胞膜]]凹凸相嵌,并特殊[[分化]]形成[[桥粒]],彼此[[紧密连接]],但心肌细胞之间并无[[原生质]]的连续。[[心肌]]组织过去曾被误认为是[[合胞体]],[[电子显微镜]]的研究发现心肌细胞间有明显的[[隔膜]],从而得到纠正。心肌的闰盘有利于[[细胞]]间的[[兴奋]]传递。这一方面由于该处结构对电流的阻抗较低,兴奋波易于通过;另方面又因该处呈[[间隙连接]],内有15~20埃的嗜水小管,可允许钙离子等离子通透转运。因此,正常的[[心房]]肌或[[心室]][[肌细胞]]虽然彼此分开,但几乎同时兴奋而作同步收缩,大大提高了心肌收缩的效能,功能上体现了合胞体的特性,故常有“功能合胞体”之称。 ②心肌细胞的细胞核多位于细胞中部,形状似椭圆或似长方形,其长轴与[[肌原纤维]]的方向一致。肌原纤维绕核而行,核的两端富有[[肌浆]],其中含有丰富的[[糖原]]颗粒和[[线粒体]],以适应心肌持续性节律收缩活动的需要。从横断面来看,心肌细胞的直径比骨骼肌小,前者约为15微米,而后者则为100微米左右。从纵断面来看,心肌细胞的[[肌节]]长度也比骨骼肌的肌节为短。 ③在电子显微镜下观察,也可看到心肌细胞的肌原纤维、[[横小管]]、[[肌质网]]、线粒体、糖原、脂肪等[[超微结构]]。但是心肌细胞与骨骼肌有所不同;心肌细胞的肌原纤维粗细差别很大,介于0.2~2.3微米间;同时,粗的肌原纤维与细的肌原纤维可相互移行,相邻者又彼此接近以致分界不清。心肌细胞的横小管位于Z线水平,多种哺乳动物均有纵轴向伸出,管径约0.2微米。而骨骼肌的横小管位于A-I带交界处,无纵轴向伸出,管径较大,约0.4微米。心肌细胞的肌质网丛状居中间,侧[[终池]]不多,与横小管不广泛相贴。总之,心肌细胞与骨骼肌细胞在形态和功能上均各有其特点。 ===心肌细胞生物电活动=== 心肌细胞生物电产生的基础:心肌细胞跨[[膜电位]]取决于离子的{{百科小图片|bkald.jpg|}}跨膜电-[[化学]]梯度和膜对离子的选择性通透 (一)心室肌细胞跨膜电位及其产生机理: 1.[[静息电位]]:心室肌细胞在静息时,细胞膜处于内负外正的[[极化]]状态,其主要由K+ 外流形成。 2.[[动作电位]]:心室[[肌动]]作[[电位]]的全过程包括除极过程的0期和复极过程的1、2、3、4等四个时期。 0期:心室肌细胞兴奋时,膜内电位由静息状态时的-90mV上升到+30mV左右,构成了动作电位的上升支,称为除极过程(0期)。它主要由Na+内流形成。 1期:在复极初期,心室肌细胞内电位由+30mV迅速下降到0mV左右,主要由K+ 外流形成。 2期:1期复极到0mV左右,此时的膜电位下降非常缓慢它主要由Ca2+内流和K+ 外流共同形成。 3期:此期心室肌细胞膜复极速度加快,膜电位由0mV左右快速下降到-90mV,历时约100~150ms。主要由K+的外向离子流(Ik1和Ik、Ik也称Ix)形成。 4期:4期是3期复极完毕,膜电位基本上稳定于静息电位水平,心肌细胞已处于静息状态,故又称静息期。Na+、 Ca2+ 、K+的转运主要与Na+--K+泵和Ca2+泵活动有关。关于Ca2+的[[主动转运]]形式目前多数学者认为:Ca2+的逆浓度梯度的外运与Na+顺浓度的内流相耦合进行的,形成Na+- Ca2+交换。 (二)蒲肯野细胞的跨膜电位及产生机理: 蒲肯野细胞的动作电位及其产生机理与心室肌细胞基本相似,但其有4期自动除极化。4期自动除极化是膜对Na+通透性随时间进行性增强(If内向电流)的结果。If通道与快Na+通道的主要区别是:①If的通道对离子的选择性不强,虽然主要选择的是Na+,但还有K+参与。而快Na+通道的选择性强,主要允许Na+通透。②If的通道在复极达-60mV左右被激活,而快Na+通道在膜内电除极达-70mV左右被激活。③If的通道可被铯(Cs)所阻断,而快Na+通道可被[[河豚毒]]阻断。 (三)[[窦房结]]P细胞跨膜电位及产生机理: 1.P细胞动作电位的主要特征 4期膜电位不稳定,可发生自动除极,这是[[自律细胞]]动作电位最显著的特点。 此外: 1)除极0期的锋值较小,除极速度较慢,约为10V/s,0期除极只到0mV左右。 2)复极由3期完成,基本没有1期和2期。 3)复极3期完毕后进入4期,这时可达到的最大膜电位值,称为最大[[舒张]]电位(或称[[最大复极电位]]),约为-70mV。 2.P细胞动作电位的形成及离子流的活动 (1)0期除极的形成:0期除极的内向电流主要是由钙离子负载的。 (2)3期复极的形成:0期除极后,慢[[钙离子通道]]逐渐[[失活]]。3期是由钙离子内流和钾离子外流共同作用的结果。 (3)4期自动除极的形成:目前研究与三种离子流有关。 A:钾离子外流的进行性衰减; B:钠离子内流的进行性增强; C:生电性Na+--Ca2+离子交换。 (四)心肌细胞的电生理学分类 心肌细胞除了解剖生理特点分为工作细胞([[非自律细胞]])和自律细胞外,还可根据心肌细胞动作电位的电[[生理]]特征(特别是0除极速率),把心肌细胞所产生的动作电位分为两类:快反应电位和慢反应电位,而把具有这两不同电位的细胞分别称为快反应细胞和慢反应细胞: 1.快反应细胞包括:心房肌、心室肌和蒲肯野细胞,其动作电位特点是:除极快、波幅大、时程长。 2. 慢反应细胞包括窦房结和房室交界区细胞,其动作电位特点是:除极慢、波幅小、时程短。 心肌细胞分类小节如下: 自律细胞 快反应自律细胞:如蒲肯野氏细胞 慢反应自律细胞:窦房结和房室交界区(房结区,结希区)细胞 非自律细胞 快反应非自律细胞:心房肌、心室肌细胞 慢反应非自律细胞:结区细胞 美国科学家近日在《自然》(Nature)杂志上发表研究报告指出,发现了一组可培植心肌细胞的[[干细胞]]。带领这项研究的科学家正是华人William Pu。 美国麻省波士顿儿童医院的研究人员表示,新发现的干细胞位于[[心脏]]最外层的[[心外膜]],或能修复已受损害的心脏组织。William Pu称:“当病人心脏出现问题时,便会失去驱动心跳的心肌细胞。唯一的补救方法就是制造更多这类细胞。” 据悉,研究人员是在偶然的情况下发现新干细胞的。他们当时正在研究心外膜的另一组[[基因]],所以要在活老鼠的[[胚胎]]上,用红色[[荧光蛋白]][[复合体]]标签特定的细胞。出乎意料之外,他们竟然目睹心外膜细胞转化成心肌细胞。William Pu的研究成果显示,用基因编号为“Wt1”的干细胞能制造出心肌细胞、滑肌细胞及[[内皮细胞]] [[分类:心脏]][[分类:生物]]
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