心筋
“心筋”是日语词汇(心筋 / しんきん),中文对应 心肌(Cardiac Muscle),指心脏特有的肌肉组织,负责通过规律收缩推动血液循环。以下是心肌的核心解析:
一、心肌的核心特征
| 特性 | 描述 |
|---|---|
| 结构独特性 | 介于骨骼肌(横纹明显)和平滑肌(无横纹)之间: • 有横纹,但细胞分支相连成网。 • 含大量线粒体(占细胞体积30%),适应高耗能。 |
| 电生理特性 | • 自律性:窦房结可自发产生节律电信号。 • 传导性:通过特殊传导系统(希氏束、浦肯野纤维)快速传递电冲动。 • 不应期长:防止强直收缩,保证心脏舒张充盈。 |
| 收缩机制 | 钙诱导钙释放(CICR): 1. 动作电位打开细胞膜钙通道 → Ca²⁺内流。 2. 内流Ca²⁺触发肌浆网释放大量Ca²⁺ → 肌丝滑行收缩。 |
二、心肌 vs 骨骼肌 vs 平滑肌
| 特性 | 心肌 | 骨骼肌 | 平滑肌 |
|---|---|---|---|
| 控制方式 | 自主节律 + 神经激素调节 | 随意运动(躯体神经支配) | 自主神经/激素调节 |
| 细胞连接 | 闰盘(含缝隙连接) | 无连接,独立纤维 | 缝隙连接(部分组织) |
| 收缩特性 | 持久、同步收缩 | 强力、易疲劳 | 缓慢、持久(如肠道蠕动) |
| 再生能力 | 极低(损伤后瘢痕修复) | 中度(卫星细胞修复) | 较高(如子宫平滑肌增生) |
三、心肌的亚结构分类
工作心肌(99%)
功能:机械收缩泵血。
分布:心房壁、心室壁。
特点:肌纤维排列成螺旋状 → 收缩时心脏扭转挤压血液。
传导系统心肌(1%)
功能:产生和传导电信号,协调收缩顺序。
关键结构:
结构 功能 自主频率 (次/分) 窦房结 起搏点(正常心跳起源) 60~100 房室结 电信号延迟传导(保证心房先收缩) 40~60 浦肯野纤维 快速传递信号至心室肌 20~40
四、心肌相关疾病
缺血性损伤
心肌梗死:冠状动脉阻塞 → 心肌坏死 → 收缩力下降/心律失常。
心电图标志:ST段抬高(STEMI)、病理性Q波。
电传导障碍
房室传导阻滞:房室结或希氏束病变 → 心房心室收缩不同步。
束支传导阻滞:左右束支受损 → 心室收缩延迟。
原发性心肌病
类型 病理特征 后果 扩张型 心室扩大、收缩无力 心力衰竭 肥厚型 心室肌异常肥厚(尤其室间隔) 流出道梗阻、猝死 限制型 心肌纤维化 → 舒张功能障碍 类似缩窄性心包炎 心肌炎
病因:病毒感染(如柯萨奇病毒)、自身免疫反应。
危险:急性期可致心源性休克,慢性期进展为扩张型心肌病。
五、心肌保护的关键机制
能量代谢适应
主要利用脂肪酸β氧化(60~90%供能),缺氧时切换为葡萄糖酵解。
磷酸肌酸(CP)作为ATP的快速缓冲池:CP + ADP → ATP + 肌酸。
冠脉血流调节
自动调节:血压在60~180 mmHg时,冠脉血流量保持稳定。
代谢性扩张:心肌缺氧 → 腺苷释放 → 扩张冠脉 → 增加供氧。
电稳定性维护
钾通道多样性:多种K⁺通道(如Iₖᵣ、Iₖₛ)确保复极化稳定性,防止心律失常。
六、研究与应用前沿
心肌再生治疗:
• 干细胞移植(iPSC分化的心肌细胞)修复梗死区。
• 基因编辑(如CRISPR激活心肌细胞增殖相关基因)。人工心脏起搏器3.0:
• 生物起搏器:基因改造心肌细胞替代窦房结功能(避免电子设备植入)。
总结
心肌是心脏泵血功能的结构与电生理基础,其特性可概括为:
结构:横纹肌 + 闰盘 → 电耦联同步收缩;
功能:自律性起搏 + 钙触发收缩 → 持续泵血;
临床:缺血/传导障碍/心肌病是心血管事件的核心病理环节。
理解心肌机制对心脏病防治(如抗心律失常药物设计、心衰治疗)具有决定性意义。
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