Muşchiul cardiac

Muşchiul cardiac
Definiţie şi organizare funcţională
Muşchiul cardiac este ţesutul muscular striat specializat al cordului, adaptat pentru contracţii ritmice involuntare.
Fibrele musculare striate cardiace prezintă organizare sarcomerică, asemănătoare muşchiului scheletic. Sarcomerele celulei musculare cardiace sunt asemănătoare cu cele ale muşchiului scheletic: o bandă centrală întunecată şi două benzi transparente I delimitate de liniile Z. Banda A este străbătută de linia M. Banda A conţine filamente groase, iar benzile I conţin filamente subţiri. Filamentele groase sunt alcătuite din molecule de miozină, iar filamentele subţiri conţin actină, tropomiozină şi troponină (Godt, 1999). Sistemul tubular transvers există de asemenea în muşchiul cardiac, iar reticulul sarcoplasmic formează conexiuni strânse cu invaginaţiile tubulare în T ale membranei. Miofibrilele celulelor musculare cardiace se anastomozează şi prezintă un diametru variabil (Reece, 1996).
Spre deosebire de fibrele musculare scheletice, fibrele musculare cardiace se anastomozează unele cu altele, nucleii lor sunt amplasaţi central şi sunt interconectate prin structuri speciale de tip joncţiuni gap, denumite discuri intercalare . Discurile intercalare fac posibil ca un stimul să se răspândească de la o celulă la alta cuprinzând întregul muşchi. Această particularitate a structurii muşchiului cardiac permite cordului să funcţioneze ca un sinciţiu celular (ca o singură celulă): este suficientă apariţia unui singur stimul undeva într-o celulă musculară cardică pentru ca întregul muşchi cardiac să se contracte.
Muşchiil cardiac prezintă un conţinut mult mai ridicat în mitocondrii decât muşchiul scheletic. În consecinţă, acesta este mai dependent de metabolismul aerob pentru producerea de ATP. De asemenea, muşchiul cardiac are un conţinut mai scăzut în glicogen şi îşi produce mai puţină energie prin glicoliză, când aprovizionarea cu oxigen este deficitară.

Potenţialul de acţiune şi potenţialul de repaus al muşchiului cardiac

Potenţialul de acţiune al muşchiului cardiac prezintă o particularitate constând în durata sa lungă: 200 milisecunde, comparativ cu 30 milisecunde, durata de acţiune a potenţialului de acţiune al muşchiului scheletic (Fig. 18). Platoul se datorează următoarelor trei condiţii, care apar doar în membrana fibrei musculare striate cardiace, nu şi în cea a fibrei scheletice sau a fibrei nervoase:
– scăderea permeabilităţii pentru K+ (eflux);
– permeabilitate crescută pentru Na+;
– permeabilitate crescută pentru Ca2+ (influx).

Potenţialul de repaus al celulei musculare cardiace este menţinut prin aceleaşi mecanisme de membrană ca şi în celula musculară scheletică: o permeabilitate ridicată pentru K+ (eflux) şi o permeabilitate scăzută pentru Na+ şi Ca2+ (influx).
Durata lungă a potenţialului de acţiune crează o perioadă refractară lungă, timp în care nu poate fi iniţiat un nou potenţial de acţiune. Astfel, perioada refractară lungă asigură muşchiului cardiac o perioadă de relaxare lungă, în timpul căreia cavităţile cardiace se reumplu cu sânge. De asemenea, aceeaşi perioadă refractară lungă previne fuziunea şi sumaţia contracţiilor cardiace, astfel că muşchiul cardiac nu poate fi tetanizat.

Cuplarea excitaţie – contracţie în muşchiul cardiac

Cuplarea excitaţie-contracţie implică un calciu extracelular care pătrunde în citoplasmă prin canalele sarcolemale, în direcţia gradientului de concentraţie. Acest calciu determină eliberarea unei cantităţi mai ridicate de calciu din reticulul sarcoplasmic, prin aşa-numitul mecanism de eliberare de calciu calciu-indus. Astfel, nivelul calciului citoplasmatic creşte la nivele destul de ridicate pentru a activa aparatul contractil al celulei (Godt, 1999).

Sistemul excitoconducător al cordului

Muşchiul cardiac primeşte stimulii de la celule specializate denumite pacemakers, ce aparţin unui ţesut specializat denumit ţesut miocardic embrionar sau nodal. Ţesutul nodal se structurează în următoarele componente anatomice: nodulul sinoatrial (SA), căile internodale, nodulul atrio-ventricular (AV), banda comună His, ramificaţiile benzii şi reţeaua de fibre Purkinje . Aceste componente alcătuiesc împreună sistemul excitoconducător al cordului. Celulele specializate ale ţesutului nodal se depolarizează spontan până la atin¬gerea pragului de excitabilitate. Potenţialul de acţiune care rezultă se răspândeşte prin joncţiunile gap la celulele învecinate, inclusiv celulele musculare ale miocardului de lucru, care se contractă.
Pacemakerul normal al cordului este nodulul SA. Potenţialul de acţiune apărut în celulale sale nodale se răspândeşte la celulele a
triului drept şi ale atriului stâng, care se contractă simultan. De asemenea, potenţialul de acţiune este condus de către căile internodale la nodulul AV. De la nodulul AV , potenţialul de acţiune este condus de către banda comună His şi ramificaţiile acesteia la reţeaua de fibre Purjinje. Reţeaua Purkinje distribuie potenţialul de acţiune la celule ventriculului drept şi ale celui stâng, care se contractă aproape simultan.
Parcurgerea nodulului AV întârzie pentru a asigura decalajul între contracţia atriilor şi cea a ventriculelor. Pentru acest motiv, nodului AV mai este denumit şi marea sinapsă cardiacă. Celulele nodulului AV funcţionează ca o poartă electrică cu sens unic: potenţialul de acţiune care a pătruns spre ventricule nu se poate propaga retrograd, prin nodulul AV, înapoi spre atrii. Celulele benzii His sunt singura cale de conducere între atrii şi ventricule. Celulele ţesutului conjunctiv care separă atriile de ventricule nu produc şi nu conduc potenţiale de acţiune.
Conform acestui rol al sistemului excitoconducător, activitatea cordului este automată. Chiar dacă activitatea cordului este automată, sistemul nervos vegetativ intervine pentru a o adapta la cerinţele organismului: parasimpaticul scade activitatea cordului în timp ce simpaticul are efect opus. De asemenea, activitatea cordului este supusă şi reglajelor hormonale: hormonii medulosuprarenalei adrenalina şi noradrenalina stimulează activitatea cordului.