Structures of Physiological Interest in the Frog Heart Ventricle | Journal of Cell Science

Summary

Twee structuren van fysiologisch belang in kikkerhartventrikels zijn in detail onderzocht: (a) de laag van endotheelcellen die elke bundel hartvezels omsluit, en (b) het sarcoplasmatisch reticulum (SR) binnenin de hartvezels. Er zijn enkele aanvullende waarnemingen gedaan over de grootte en het type van de vezels.

De verplaatsing door de endotheelcellaag van moleculen (moleculaire of ionische grootte ≤ 12,5 nm) vindt plaats door nauwe spleten die elke endotheelcel van zijn buurcel scheiden. Deze conclusie volgt uit experimenten met de extracellulaire markers ferritine en mierikswortelperoxidase.

Een diffusievergelijking die de beweging van opgeloste stoffen in en uit de vezelbundel beschrijft, is afgeleid met behulp van verschillende geometrische parameters, zoals de lengte en breedte van de spleten en de grootte van de extracellulaire waterige ruimte binnen de bundel, die alle zijn bepaald aan de hand van elektronenmicrofoto’s van het weefsel.

De theoretische oplossing voor een stapsgewijze verandering van de externe calciumconcentratie geeft een halveringstijd van 2,3 s (± 0,8 s, S.D. van 13 bundels) voor diffusie-evenwicht aan het oppervlak van de hartvezels; deze waarde is echter waarschijnlijk een overschatting, met ongeveer 20-30 %, als gevolg van verschillende systematische fouten die worden beschreven.

Het sarcoplasmatisch reticulum in de hartvezels bestaat uit een netwerk van dunne buisjes die de myofibrillen ter hoogte van de Z-lijn gedeeltelijk omsluiten en ook hier en daar in de lengterichting met elkaar verbinden. De vertakkingen strekken zich uit tot in de perifere gebieden van de cel en eindigen dicht bij het binnenoppervlak van het celmembraan. Het volume van de SR wordt geschat op ongeveer 0,5% van het myofibrillaire volume van de cellen.

Doorsnede-oppervlakten van hartvezels (en ook hun vorm) variëren aanzienlijk, van minder dan 2 tot meer dan 100 µm2 (gemiddeld 17,4 µm2).Vezels met een grote omvang en een kleine oppervlakte/volumeverhouding bevatten veel minder myofibrillen en meer glycogeenkorrels dan vezels met dezelfde omvang maar een grotere oppervlakte/volumeverhouding.

Physiologische implicaties van deze resultaten worden besproken.