Strukturer av fysiologiskt intresse i grodhjärtats ventrikel | Journal of Cell Science

Sammanfattning

Två strukturer av fysiologiskt intresse i grodhjärtats ventrikel har undersökts i detalj: (a) skiktet av endotelceller som omsluter varje bunt av hjärtfibrer och (b) det sarkoplasmatiska retikulumet (SR) inuti hjärtfibrerna. Några ytterligare observationer om fiberstorlekar och -typer har gjorts.

Förflyttning av molekyler (molekyl- eller jonstorlek ≤ 12,5 nm) över endotelcellskiktet sker genom smala klyftor som separerar varje endotelcell från sin granne. Denna slutsats är ett resultat av experiment som gjorts med de extracellulära markörerna ferritin och pepparrotsperoxidas.

En diffusionsekvation som beskriver lösningsämnenas rörelse in i och ut ur fiberbunten har härletts med hjälp av flera geometriska parametrar, t.ex. klyftornas längd och bredd och storleken på det extracellulära vattenrummet inne i fiberbunten, som alla bestämts från elektronmikrografer av vävnaden.

Den teoretiska lösningen för en stegvis förändring av den externa kalciumkoncentrationen ger en halveringstid på 2,3 s (± 0,8 s, S.D. av 13 buntar) för diffusionsjämvikt vid hjärtfibrernas yta; detta värde är dock troligen en överskattning, med cirka 20-30 %, på grund av flera systematiska fel som beskrivs.

Det sarkoplasmatiska retikulumet i hjärtfibrerna består av ett nätverk av tunna tubuli som delvis omsluter myofibrillerna på Z-linjens nivå och som också bildar enstaka longitudinella förbindelser. Grenarna sträcker sig till perifera områden av cellen och slutar i nära anslutning till cellmembranets inre yta. Volymen av SR uppskattas till cirka 0,5 % av cellens myofibrillära volym.

Hjärtefiberns tvärsnittsytor (och även deras former) varierar avsevärt, från mindre än 2 till mer än 100 µm2 (i genomsnitt 17,4 µm2).Fibrer av stor storlek och liten yta/volymförhållande innehåller mycket färre myofibriller och fler glykogengranuler än fibrer av samma storlek men större yta/volymförhållande.

Fysiologiska implikationer av dessa resultat diskuteras.