Srdeční sval
Obsah boxu
Srdeční sval neboli myokard (z řeckých slov myo - sval a kardia - srdce) je jeden ze tří základních typů svalové tkáně (společně s kosterní a hladkou svalovinou). Tvoří hlavní, funkční část stěny srdce mezi vnitřní výstelkou (endokard) a vnějším obalem (epikard). Jedná se o specializovanou příčně pruhovanou svalovinu, jejíž stahy nejsou ovladatelné vůlí. Jeho neustálá, rytmická činnost je základem krevního oběhu a tedy i života vyšších organismů.
Struktura myokardu je unikátní a dokonale přizpůsobená jeho funkci. Skládá se z jednotlivých svalových buněk, kardiomyocytů, které jsou vzájemně propojeny do složité trojrozměrné sítě. Toto propojení zajišťuje, že se elektrický vzruch šíří po celém srdci koordinovaně a umožňuje tak efektivní stah (systolu), který vypudí krev do celého těla.
🔬 Struktura a histologie
Myokard je tvořen specializovanými svalovými buňkami, kardiomyocyty, které jsou uloženy v podpůrné síti z vazivové tkáně obsahující kapiláry a nervy.
🟨 Kardiomyocyty
Kardiomyocyt je základní stavební a funkční jednotkou srdečního svalu. Na rozdíl od dlouhých, mnohojaderných vláken kosterní svaloviny jsou kardiomyocyty kratší, cylindrické buňky (cca 100–150 µm na délku a 10–20 µm v průměru), které se charakteristicky větví. Každá buňka obvykle obsahuje jedno, maximálně dvě jádra uložená centrálně.
Cytoplazma kardiomyocytu, zvaná sarkoplazma, je vyplněna velkým množstvím myofibril, které obsahují kontraktilní proteiny aktin a myosin. Tyto proteiny jsou uspořádány do pravidelných úseků zvaných sarkomery, což dává svalovině pod mikroskopem typický příčně pruhovaný vzhled, podobně jako u kosterního svalu. Kardiomyocyty jsou extrémně bohaté na mitochondrie, které mohou tvořit až 35 % objemu buňky. Toto obrovské množství mitochondrií odráží vysokou a neustálou potřebu energie (ATP) pro srdeční činnost.
🔗 Interkalární disky
Nejcharakterističtějším znakem srdeční svaloviny jsou interkalární disky. Jedná se o specializované, vysoce odolné spojovací komplexy na koncích kardiomyocytů, které propojují sousední buňky. Pod světelným mikroskopem se jeví jako tmavé, schodovité linie. Plní dvě klíčové funkce:
- Mechanické spojení: Obsahují desmozomy a fasciae adherentes, které pevně ukotvují buňky k sobě a brání jejich oddělení během silných srdečních stahů.
- Elektrické spojení: Obsahují nexy (gap junctions), což jsou kanálky umožňující rychlý přestup iontů a malých molekul mezi buňkami. Tímto způsobem se akční potenciál (elektrický vzruch) může volně a rychle šířit z jedné buňky na druhou, jako by se jednalo o jedinou buňku. Díky tomu se svalovina síní a komor stahuje jako funkční celek, tzv. funkční syncytium.
⚡ Převodní systém srdeční
Součástí myokardu jsou i specializované kardiomyocyty, které ztratily schopnost kontrakce a přeměnily se na buňky schopné generovat a rychle vést elektrické vzruchy. Tyto buňky tvoří převodní systém srdeční, který zahrnuje sinoatriální uzel (primární pacemaker), atrioventrikulární uzel, Hisův svazek a Purkyňova vlákna. Tento systém zajišťuje autonomní a koordinovanou elektrickou aktivaci srdce.
⚙️ Funkce a fyziologie
Hlavní funkcí myokardu je generování síly potřebné k pumpování krve. Tento proces je řízen složitou souhrou elektrických a chemických dějů.
❤️ Kontrakce (stah)
Srdeční stah je iniciován elektrickým vzruchem (akčním potenciálem), který se šíří po membráně kardiomyocytu. Tento vzruch způsobí otevření napěťově řízených vápníkových kanálů a vstup malého množství iontů Ca²⁺ z vnějšího prostředí do buňky. Tento "spouštěcí" vápník následně aktivuje receptory na sarkoplazmatickém retikulu (zásobárna vápníku v buňce), což vede k masivnímu uvolnění Ca²⁺ do sarkoplazmy. Tento jev se nazývá "vápníkem indukované uvolnění vápníku" (CICR).
Zvýšená koncentrace Ca²⁺ se váže na protein troponin C, což způsobí konformační změnu v komplexu troponin-tropomyosin a odhalí vazebná místa na aktinových vláknech. Hlavy myosinu se pak mohou navázat na aktin a za spotřeby ATP provést silový záběr, čímž dojde k zasunutí aktinových vláken mezi myozinová – dochází ke zkrácení sarkomery a tím i celé svalové buňky. Tento proces se opakuje, dokud je přítomen vápník. Relaxace (diastola) nastává, když je Ca²⁺ aktivně pumpován zpět do sarkoplazmatického retikula a ven z buňky.
⚡ Elektrická aktivita
Akční potenciál kardiomyocytů se liší od potenciálu neuronů a kosterních svalů. Má charakteristickou fázi plateau, kdy je membrána po delší dobu (cca 200-300 ms) depolarizována. Tato fáze je způsobena pomalým vstupem Ca²⁺ do buňky a je klíčová, protože prodlužuje refrakterní periodu (dobu, po kterou buňka nemůže být znovu podrážděna). Dlouhá refrakterní perioda chrání srdce před tetanickým stahem (trvalou křečí), který by byl smrtelný, protože by znemožnil plnění komor krví.
🔋 Energetický metabolismus
Srdeční sval pracuje nepřetržitě, a proto má extrémně vysoké nároky na energii. Jeho metabolismus je téměř výhradně aerobní. Za normálních okolností získává energii především z oxidace mastných kyselin (cca 60-80 %), v menší míře pak z glukózy, laktátu a ketolátek. Díky obrovskému počtu mitochondrií a husté kapilární síti, která zajišťuje stálý přísun kyslíku a živin, je myokard vysoce odolný vůči únavě.
🩺 Klinický význam a onemocnění
Onemocnění myokardu patří mezi nejčastější příčiny morbidity a mortality v rozvinutých zemích.
- Ischemická choroba srdeční a infarkt myokardu: Nejčastější onemocnění. Vzniká při nedostatečném prokrvení srdečního svalu (ischemie), obvykle v důsledku zúžení nebo uzávěru věnčitých tepen aterosklerózou. Dlouhodobá ischemie vede k odumření (nekróze) části myokardu, což se nazývá infarkt.
- Myokarditida: Zánět srdečního svalu, nejčastěji způsobený virovou infekcí (např. coxsackieviry), ale může být i bakteriálního nebo autoimunitního původu. Může vést k poruchám rytmu a srdečnímu selhání.
- Kardiomyopatie: Skupina onemocnění postihujících přímo srdeční sval, které vedou ke změně jeho struktury a funkce. Dělí se na dilatační (rozšíření srdce), hypertrofickou (zbytnění svalu) a restriktivní (ztuhnutí svalu).
- Srdeční selhání: Stav, kdy srdce jako pumpa není schopno pokrýt metabolické nároky organismu. Může být důsledkem mnoha onemocnění, včetně výše uvedených.
🔄 Regenerace
Po dlouhou dobu se věřilo, že srdeční sval dospělého člověka nemá prakticky žádnou schopnost regenerace. Na rozdíl od kosterního svalu, který má satelitní buňky schopné opravy, kardiomyocyty jsou terminálně diferencované buňky, které se téměř nedělí. Poškození, například po infarktu myokardu, se proto hojí tvorbou nefunkční vazivové jizvy (fibróza), což trvale snižuje výkonnost srdce.
Novější výzkumy naznačují, že určitá, i když velmi omezená, obnova kardiomyocytů probíhá i v dospělosti, ale je příliš pomalá na to, aby dokázala opravit rozsáhlejší poškození. Intenzivní výzkum se proto zaměřuje na možnosti, jak tuto přirozenou regeneraci podpořit, například pomocí kmenových buněk nebo genové terapie.
🧑🏫 Pro laiky
- Co to je? Srdeční sval je speciální typ svalu, který tvoří naše srdce. Představte si ho jako neúnavný motor, který pumpuje krev do celého těla po celý život.
- Jak funguje? Funguje jako dokonale sladěný tým. Jedna buňka dostane elektrický signál a okamžitě ho předá všem sousedním buňkám. Díky tomu se celá část srdce (například srdeční komora) stáhne najednou a silně, aby vypudila krev. Tento proces se opakuje přibližně 70krát za minutu v klidu.
- Proč je unikátní? Na rozdíl od svalů na ruce nebo noze ho nemůžeme ovládat svou vůlí – pracuje zcela automaticky. Je také navržen tak, aby se nikdy neunavil. Zatímco svaly na nohou vás po dlouhém běhu bolí, srdce musí běžet bez přestávky desítky let.
- Co se může pokazit? Stejně jako každý motor potřebuje palivo a kyslík, které mu přivádí krev. Pokud se céva, která sval vyživuje, ucpe, část svalu bez kyslíku odumře. Tomuto stavu se říká infarkt myokardu. Sval se také může zanítit (myokarditida) nebo postupně zeslábnout (srdeční selhání).