心筋細胞-心臓研究Webプロジェクト

心筋は、心筋細胞（心筋細胞）のインターレース束で構成されています。 骨格筋と同様に、心筋は、各心筋細胞の端から端まで伸びるアクチンおよびミオシンフィラメントの平行配列のために、狭い暗帯および明帯で横紋 しかし、骨格筋細胞と比較して、心筋細胞は幅約25μ m mm、長さ約100μ mであり、より狭く、はるかに短い。 心筋細胞はしばしば分岐しており、1つの核を含むが、収縮に必要なエネルギーを提供する多くのミトコンドリアを含む。

心筋の顕著でユニークな特徴は、心筋細胞間の不規則な間隔の暗いバンドの存在である。 これらのバンドは、intercalateddiscsとして知られており、隣接する心筋細胞の膜が非常に近くに来る領域に位置しています。 Intercalateddiscsは、機械的な観点から、ある心筋細胞から別の心筋細胞に伝達される収縮力を可能にする構造的実体である。 これは、心臓が単一の機能的な器官として働くことを可能にする。 対照的に、骨格筋は多核で構成されています筋線維とintercalatedディスクを示していません。 の第二の特徴心筋細胞は肉腫であり、これはまた存在する骨格筋である。 筋節は心筋に横紋状の外観を与え、筋原線維を構成する反復性の部位である。 図1は、培養中の心筋細胞の免疫蛍光画像であり、心筋細胞構造の表現である。 他のいくつかの特徴は、筋肉細胞に特有のものであり、特に心筋細胞には、心筋細胞に独特の特性を提供し、これらの細胞の機能のための主要な構造

1）インターカレートディスク。 異なる接合複合体が内に存在するintercalatedディスク。 これらの接合部は、接着性の完全性、形態形成、分化、および心臓組織の維持に不可欠である。 Intercalatedディスクでは、細胞間接着分子、ギャップ接合、および電圧ゲートナトリウムチャネル複合体は、心臓構造と心筋細胞の同期を維持するためにinteractspecifically高分子複 椎間板は、デスモソーム、adherensjunctions（心筋の筋膜adherens）、gap junctionsの3つの主要な接合複合体からなる（図2）。 ギャップ接合は隣接する細胞の化学的および電気的結合のために不可欠であるが、デスモソームおよびアドヘレン接合は心心筋細胞の機械的細胞間接合を構成する。 Thus, adherens junctions link the intercalated disc to the actincytoskeleton and desmosomes attach to intermediate filaments.

2) The sarcomere.Themain function of cardiomyocytes concerns cardiac contraction. この目的のために、心筋細胞には筋線維を含む筋原線維の束が装備されており、心筋細胞の体積の45-60パーセントを表す（図6）。 筋原線維は、肉腫と呼ばれる別個の繰り返し単位で形成される。筋節は筋細胞の基本的な収縮単位を表し、二つのZ線の間の筋フィラメント構造の領域として定義される。 Z線間の距離は、ヒトの心臓において約1.6から2.2μ mの範囲である。 Thesarcomereは厚く、薄いフィラメントで構成されます。

太いフィラメントは、約470キロダルトンの分子量を持つタンパク質であるミオシンで構成されています。太いフィラメントあたり約300分子のミオシンがあります。 それぞれのミオシンには、アクチンとミオシンクロスブリッジ形成のために必要なAtpアーゼを加水分解するミオシンAtpアーゼの部位である二つのヘッドが含まれている。 これらのヘッドは、アクチン上の結合部位と相互作用する（図7）。

薄いフィラメントは、調節タンパク質複合体を形成するタンパク質で構成されています: アクチン、トロポミオシン、トロポニン(図7)。 アクチンは、球状タンパク質の鎖として配置されている繰り返し単位は、αヘリックスの二本の鎖を形成する。 アクチンストランドの間にインターディジットされたトロポミオシンと呼ばれる棒状のタンパク質である。 トロポミオシンあたり6-7個の活性分子がある。 トロポニン-T（TN-T）、トロポミン-t（TN-T）、トロポニン-C（TN-C）、励起収縮カップリング中にCa++の結合部位を果たす（tn-Cあたりの四つのCa++canbind）。; そしてアクチンのミオシンの結合場所を禁じるトロポニンI（TN-I）。

厚くて薄いフィラメントの配置は、どこかで議論され、心筋細胞に以前に図6に示されている特徴的な帯状パターンを与サルコメアは、二つのZ線（またはZ線、またはZ体）の間のセグメントとして定義される。 横紋筋の電子顕微鏡写真では、Z線（ドイツの”Zwischenscheibe”から、Iバンドの間のdisc）は一連の暗い線として現れる。Iバンド。

Z線を囲むのは、Iバンドの領域です（等方性の場合）。 Iバンドは厚いフィラメントによって重畳されない薄いフィラメントのゾーンです。

a-バンド。 Iバンドに続くのはAバンドです（異方性の場合）。 偏光顕微鏡下でのそれらの特性にちなんで命名されました。 Aバンドは単一の厚いフィラメントの全体の長さを含んでいます。

Hゾーン。 Aバンドの中には、Hゾーンと呼ばれるより薄い領域があります（ドイツの”heller”から、より明るい）。 偏光顕微鏡下でのより軽い外観にちなんで命名されました。 Hバンドは、薄いフィラメントによって重畳されない厚いフィラメントのゾーンです。

Mライン。 Hゾーン内には、細胞骨格の交差連結要素から形成された薄いM線（ドイツの”Mittelscheibe”、肉腫の中央にある円板から）がある。

3）t-尿細管。 心筋細胞を含む筋肉細胞では、肉腫（すなわち原形質膜）は、T細管（transversetubules）として知られている深い陥入を形成する（図8）。 Theseinvaginationsは膜の脱分極が細胞のtheinteriorにすぐに突き通るようにする。 T細管のない細胞では、カルシウムイオンの波が伝播する細胞の周囲から中心に至る。 しかし、このようなシステムは、まず末梢肉球を活性化し、次により深い肉球を活性化し、その結果、最大以下の力が産生される。 T細管は、currentisが同時に細胞のコアに中継することを可能にし、これは、同時にすべての肉腫の近くにSR Ca2+リリースをトリガすることによってlargerinstantaneous力が生 事実、t細管は細胞外液の拡散を制限し、より広い細胞外空間と比較して比較的安定な濃度のイオンのアミクロドメインを生成する。 これはまた不利にカルシウム誘導されたカルシウム解放に影響を与えることからの細胞外の液体のpreventrapid変更へメカニズムであるかもしれません。

4）心筋細胞におけるミトコンドリア形態学およびエネルギー代謝。ミトコンドリアは細胞のアデノシン三リン酸（ATP）を生成するため、”細胞の発電所”と呼ばれてきた。 ミトコンドリアは、特殊な機能を果たすコンパートメントで構成されており、外膜、膜間空間、内膜、およびクリスタおよびマトリックスを含む（図9）。

ほとんどの細胞型では、ミトコンドリアは、エネルギーニーズと細胞の代謝条件に応じて、その形態と位置を調整します。 心筋細胞では、ミトコンドリアの形態と位置との間のtherelationship、および機能doesnotは、細胞のエネルギー要求に非常に依存しているように見える：これらのオルガネラの再組織化は、細胞環境とアーキテクチャの制約に依存している-筋フィラメントのalarge量、剛性の細胞骨格の存在と密にパックされたミトコンドリアネットワーク。 さらに、それらの間の異なるオルガネラの配置は、心臓細胞機能にとって非常に重要であり、心軟骨形態を効率的に制御する必要がある。 他の細胞型と比較して、成人心筋細胞からのミトコンドリアは、cristaeの最も高い密度を示す。 しかし、異なるタイプのミトコンドリアを区別することができます心筋細胞内では、それらの形態学的特徴は、通常、その位置に応じて定義される：筋原

v筋原線維間動脈軟骨症は、収縮性タンパク質の列の間に厳密に順序付けられており、明らかに尿細管の反復配列によって互いに単離され、筋原線維および筋小胞体と密接に接触している。 彼らは主にミオシンとSR-ATPasesのエネルギー供給に専念しています。 筋原線維間は細長い形をしており、通常は筋節あたりに一つのミトコンドリアが存在する。 長さは1.5-2.0μ mで、結晶構造も曲線状になっている。

v亜炭素ミトコンドリアは、組織のalower程度を提示し、おそらく主にイオン恒常性などの他のrolessuchに関与しています。 それらは肉腫の下に位置し、より多くの長さ（0.4–3.0μ m）であり、密接に充填されたcristaeを有する。

v核周囲ミトコンドリアはクラスターで組織化されており、おそらく転写および翻訳プロセスに関与している。 それらは0.8から1.4μ mの範囲の長さの形で大抵球形である。 これらのミトコンドリアは、比較的小さなマトリックス領域でよく発達した湾曲したcristaewithを含んでいます。

心筋細胞機能に由来するエネルギー需要を考えると、成人心筋細胞には多数のミトコンドリアが含まれており、細胞体積の少なくとも30％を占めることができる。 成人心筋細胞は、ミトコンドリアにおける酸化リン酸化（OXPHOS）によってエネルギー要件の90％を満たす。 脂肪酸の酸化は正常なphysiologicalconditionsの下の他の栄養素の酸化上のpredominates。 ストレスの期間中、心筋細胞は柔軟であり、グルコース、乳酸、アミノ酸、およびケトン体を酸化することによってエネルギーを得る。 事実、基質のavailabilityresultsに新陳代謝を合わせる機能は異なったphysiologicalandのpathophysiological条件の下で収縮のバランスのために重大です。 胎児の心筋細胞の増殖心臓の発達中には、解糖および乳酸産生の高い速度が特徴である。 ATPの15％のみが脂肪酸γ-酸化経路によって産生される。<P>

概要。 心筋細胞は心臓の主な原因である収縮。 ここに論議される独特な構造特徴は専門にされた機能のためのそれらを可能にする。 しかし、心臓機能は、臓器の生理学的ニーズに適応する協調心臓収縮を得るために、他の細胞型および構造が重要である心臓組織の文脈で理解される必p>

ソースとさらなる読書のために。p>

このSummaryは、以前の作品のおかげで可能になりました。 最も重要なものはここに引用されています：

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