हृदय की मांसपेशियों का संकुचन और यांत्रिकी

हृदय की मांसपेशियों का संकुचन और यांत्रिकी यह बताता है कि प्रत्येक धड़कन का विद्युत संकेत यांत्रिक बल में कैसे परिवर्तित होता है। कार्डियोमायोसाइट में कैल्शियम का प्रवेश आंतरिक भंडारों से अधिक कैल्शियम के निकलने को ट्रिगर करता है, जो एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट्स के फिसलने को प्रेरित करता है और रक्त को बाहर निकालने वाले संकुचन को उत्पन्न करता है। भरने, बल और निष्कासन के बीच का संबंध यह नियंत्रित करता है कि हृदय कितनी मजबूती से पंप करता है।

Definition

हृदय की मांसपेशियों का संकुचन और यांत्रिकी आणविक और यांत्रिक प्रक्रियाओं — उत्तेजना-संकुचन युग्मन, क्रॉस-ब्रिज साइक्लिंग, और हृदय चक्र का दबाव-आयतन व्यवहार — को संदर्भित करता है जिसके द्वारा मायोकार्डियम बल विकसित करता है और रक्त को बाहर निकालता है।

Scope

यह विषय सार्कोमेयर और संकुचनशील प्रोटीन, उत्तेजना-संकुचन युग्मन और कैल्शियम-प्रेरित कैल्शियम रिलीज, सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम की भूमिका, दबाव-आयतन संबंधों के साथ हृदय चक्र, और संकुचनशील प्रदर्शन के निर्धारक जैसे प्रीलोड, आफ्टरलोड और संकुचनशीलता को शामिल करता है। यह वर्णनात्मक शरीर विज्ञान है और उपचार संबंधी मार्गदर्शन प्रदान नहीं करता है।

Core questions

• क्रिया क्षमता को यांत्रिक संकुचन में कैसे अनुवादित किया जाता है?
• हृदय की धड़कन को ट्रिगर करने और आराम देने में कैल्शियम की क्या भूमिका है?
• प्रीलोड, आफ्टरलोड और संकुचनशीलता पंपिंग प्रदर्शन को कैसे आकार देते हैं?
• हृदय चक्र के चरण कक्ष के दबाव और आयतन से कैसे संबंधित हैं?

Key concepts

• सार्कोमेयर और संकुचनशील प्रोटीन (एक्टिन, मायोसिन, ट्रोपोनिन)
• उत्तेजना-संकुचन युग्मन
• कैल्शियम-प्रेरित कैल्शियम रिलीज और सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम
• क्रॉस-ब्रिज साइक्लिंग
• प्रीलोड, आफ्टरलोड और संकुचनशीलता
• फ्रैंक-स्टारलिंग संबंध और दबाव-आयतन लूप

Mechanisms

झिल्ली का विध्रुवण L-प्रकार के कैल्शियम चैनलों को खोलता है; कैल्शियम का छोटा अंतर्वाह रयानोडाइन रिसेप्टर्स के माध्यम से सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम से कैल्शियम की एक बड़ी मात्रा को मुक्त करता है — कैल्शियम-प्रेरित कैल्शियम रिलीज। कैल्शियम ट्रोपोनिन C से जुड़ता है, एक्टिन को मायोसिन के साथ बातचीत करने के लिए मुक्त करता है, और क्रॉस-ब्रिज साइक्लिंग सार्कोमेयर को छोटा करता है। विश्राम तब होता है जब कैल्शियम को वापस सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम में पंप किया जाता है और कोशिका से बाहर निकाला जाता है (बर्स, 2002; बर्स, 2014)। अंग स्तर पर, अधिक डायस्टोलिक भराव मायोकार्डियम को फैलाता है और अगले संकुचन के बल को बढ़ाता है (फ्रैंक-स्टारलिंग संबंध), और हृदय चक्र को दबाव-आयतन लूप के रूप में दर्शाया जा सकता है जिसका आकार प्रीलोड, आफ्टरलोड और संकुचनशीलता को दर्शाता है।

Clinical relevance

संकुचनशील कार्य के माप और दबाव-आयतन ढांचा सिस्टोलिक और डायस्टोलिक प्रदर्शन के मूल्यांकन के पीछे के संदर्भ अवधारणाएं हैं। यह विषय संकुचन के सामान्य यांत्रिकी का वर्णन करता है और शैक्षिक है; यह व्यक्तिगत निदान या चिकित्सा का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

संकुचनशील शरीर विज्ञान उत्तेजना-संकुचन युग्मन (बर्स, 2002; बर्स, 2014) की मूलभूत समीक्षाओं और मानक हृदय शरीर विज्ञान ग्रंथों (काट्ज़, 2010; ओपिए, 2004) पर आधारित है। यह विषय सामान्य यांत्रिकी का सारांश प्रस्तुत करता है और यह कोई नैदानिक ​​दिशानिर्देश नहीं है।

History

1950 और 1960 के दशक में विकसित मांसपेशी संकुचन के स्लाइडिंग-फिलामेंट और क्रॉस-ब्रिज खातों को बाद के दशकों में हृदय की मांसपेशियों तक बढ़ाया गया और कैल्शियम हैंडलिंग से जोड़ा गया। बीसवीं सदी के मोड़ के आसपास वर्णित फ्रैंक-स्टारलिंग संबंध, भरे हुए बल को निष्कासित बल से जोड़ने वाला अंग-स्तर का आधारशिला बना हुआ है।

Key figures

• Donald M. Bers
• Andrew F. Huxley
• Hugh Huxley
• Otto Frank
• Ernest Starling

Seminal works

• bers-2002
• bers-2014

Frequently asked questions

कैल्शियम-प्रेरित कैल्शियम रिलीज क्या है?

क्रिया क्षमता के दौरान कोशिका में प्रवेश करने वाला कैल्शियम की थोड़ी मात्रा सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम से कैल्शियम की बहुत बड़ी मात्रा को मुक्त करती है, जो वास्तव में संकुचनशील प्रोटीन को सक्रिय करती है।

फ्रैंक-स्टारलिंग संबंध क्या है?

शारीरिक सीमाओं के भीतर, वेंट्रिकल का अधिक भराव हृदय की मांसपेशियों को फैलाता है और अगले संकुचन के बल को बढ़ाता है, जिससे हृदय उतना ही रक्त पंप करता है जितना उसे प्राप्त होता है।