心脏的结构与功能

心脏是一个由心肌构成的中空圆锥形器官,在心脏外壁有供给心脏能量和氧的血管,称为冠状动脉,其中两支供应左心室,一支供应右心室。

心脏主要由心肌纤维组成,每条心肌纤维直径10~15nm。每一肌纤维有一层薄的肌膜,若干细胞核,许多线粒体,中央是肌原纤维。肌原纤维由许多蛋白微丝组成,分粗细两种,粗丝由肌球蛋白分子组成,组成的粗丝长约1.5μm,直径15nm,细丝由三部分组成:肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白(troponin,Tn)。细丝长约100nm,直径6~7nm,其中,肌动蛋白是由双螺旋形式的G-肌动蛋白组成,原肌球蛋白是一细长的分子环绕在肌动蛋白外面,每隔40nm有一组肌钙蛋白。肌钙蛋白由肌钙蛋白TnI(相对分子质量21 000)、肌钙蛋白Tn T(相对分子质量37 000)、肌钙蛋白TnC(相对分子质量18 000)3个亚基组成(图11-1)。在钙离子作用下,肌钙蛋白复合体构型变化拉动覆盖表面的原肌球蛋白,暴露肌动蛋白,使肌球蛋白的横桥在肌动蛋白表面移动,结果细丝在粗丝中滑动,肌节间距离缩短,肌肉收缩。

图11-1　肌原纤维蛋白细丝结构

心脏的主要功能是推动血液流动,向组织、器官提供充足的血流量,以供应氧和各种营养物质,并带走代谢终产物如二氧化碳、尿素和尿酸等,使细胞维持正常的代谢和功能。体内各种内分泌激素和一些其他体液中的物质也通过血液循环将它们运送到靶细胞,实现机体的体液调节,维持机体内环境的相对恒定。血液防御功能的实现,以及体温的调节,也要依赖血液在血管内不断循环流动,而血液的循环是由心脏“泵”的作用实现的。心脏除循环功能外,还有内分泌功能。心钠素是心脏分泌的激素,主要在心房肌细胞内合成,脑钠肽是由心室、脑分泌的激素,具有利尿、利钠、舒张血管和降血压的作用,是调节体液、体内钠平衡和血压的重要激素。