हृदय की मांसपेशी की संरचना और अंतर्वेशन

हृदय की मांसपेशी धारीदार, अनैच्छिक मांसपेशी होती है जो शाखाओं वाली कोशिकाओं से बनी होती है जो अंतर्वेशित डिस्क (intercalated discs) द्वारा सिरे से सिरे तक जुड़ी होती हैं। ये विशेषीकृत सीढ़ीनुमा जंक्शन या जोड़ यांत्रिक लंगर प्रदान करते हैं जो मायोकार्डियम (myocardium) को एक इकाई के रूप में खींचने की अनुमति देते हैं और विद्युत निरंतरता भी प्रदान करते हैं जो उत्तेजना की तरंग को कोशिका से कोशिका तक फैलने देती है, ताकि हृदय एक कार्यात्मक सिन्सिटियम (functional syncytium) के रूप में संकुचित हो सके।

Definition

हृदय की मांसपेशी धारीदार, अनैच्छिक मांसपेशी होती है जो शाखाओं वाली, आमतौर पर एकल-नाभिकीय कार्डियोमायोसाइट्स (cardiomyocytes) से बनी होती है जो अंतर्वेशित डिस्क (intercalated discs) द्वारा सिरे से सिरे तक जुड़ी होती हैं। ये अनुप्रस्थ जंक्शनल क्षेत्र (transverse junctional regions) होते हैं जो कोशिकाओं को यांत्रिक और विद्युत रूप से युग्मित करने के लिए आसंजक (adhering) और डेस्मोसोमल जंक्शनों (desmosomal junctions) को गैप जंक्शनों (gap junctions) के साथ जोड़ते हैं।

Scope

यह विषय मायोकार्डियम के ऊतक विज्ञान (histology) को शामिल करता है: व्यक्तिगत कार्डियोमायोसाइट (cardiomyocyte) की संरचना, इसके एकल या युग्मित केंद्रीय नाभिक और धारियाँ, और विशेष रूप से अंतर्वेशित डिस्क (intercalated disc) जिसमें इसके यांत्रिक जंक्शन (fasciae adherentes, desmosomes, संयुक्त क्षेत्र कम्पोजिटा) और गैप जंक्शन (gap junctions) शामिल हैं। यह विद्युत और यांत्रिक युग्मन को समझने के लिए संरचना को रेखांकित करता है और हृदय रोग प्रबंधन को संबोधित नहीं करता है।

Core questions

• एक कार्डियोमायोसाइट संरचनात्मक रूप से कंकाल की मांसपेशी फाइबर से कैसे भिन्न होता है?
• एक अंतर्वेशित डिस्क किन जंक्शनों से बनी होती है और प्रत्येक क्या कार्य करता है?
• अंतर्वेशित डिस्क यांत्रिक और विद्युत युग्मन का समर्थन कैसे करती है?
• एरिया कम्पोजिटा क्या है और हृदय आसंजन के लिए यह क्यों मायने रखता है?

Key concepts

• कार्डियोमायोसाइट (शाखित, केंद्रीय रूप से नाभिकीय, धारीदार)
• कार्यात्मक सिन्सिटियम
• अंतर्वेशित डिस्क
• फेशिया एडहेरेंस (एक्टिन का लंगर)
• डेस्मोसोम (यांत्रिक कोशिका-से-कोशिका आसंजन)
• एरिया कम्पोजिटा (मिश्रित आसंजक जंक्शन)
• गैप जंक्शन और कॉनेक्सिन-43
• अनुप्रस्थ नलिकाएं और डायड

Mechanisms

कंकाल की मांसपेशियों के रेशों की तुलना में कार्डियोमायोसाइट्स छोटे और शाखित होते हैं और आमतौर पर एक या दो केंद्रीय नाभिक होते हैं, जिसमें सार्कोमेयर (sarcomeres) समान क्रॉस-धारीदार उपस्थिति देते हैं। आसन्न कोशिकाएं अंतर्वेशित डिस्क पर मिलती हैं जो लंबी धुरी के अनुप्रस्थ (transverse) रूप से उन्मुख होती हैं। डिस्क के अनुप्रस्थ भागों में फेशिया एडहेरेंटेस (fasciae adherentes) होते हैं, जो सार्कोमेयर के टर्मिनल एक्टिन फिलामेंट्स (terminal actin filaments) को लंगर डालते हैं, और डेस्मोसोम (desmosomes) होते हैं, जो मध्यवर्ती फिलामेंट्स (intermediate filaments) को बांधते हैं और मजबूत यांत्रिक आसंजन प्रदान करते हैं; अल्ट्रास्ट्रक्चरल और आणविक अध्ययनों से पता चला है कि ये अक्सर एक संकर जंक्शन में मिश्रित होते हैं जिसे एरिया कम्पोजिटा (area composita) कहा जाता है (Franke et al., 2006)। डिस्क के पार्श्व भागों में गैप जंक्शन (gap junctions) होते हैं, जो बड़े पैमाने पर कॉनेक्सिन-43 (connexin-43) से बने होते हैं, जो आयनों के लिए कम-प्रतिरोध वाले मार्ग प्रदान करते हैं ताकि विध्रुवण (depolarization) सीधे कोशिकाओं के बीच से गुजरे और मायोकार्डियम (myocardium) विद्युत रूप से एक सिन्सिटियम (syncytium) के रूप में व्यवहार करे (Vermij et al., 2017)। यह एकीकृत जंक्शनल संगठन तीव्र विद्युत चालन के साथ यांत्रिक बल संचरण को युग्मित करता है।

Clinical relevance

अंतर्वेशित डिस्क का संरचनात्मक संगठन यह समझने के लिए संदर्भ आधार रेखा है कि यांत्रिक और विद्युत युग्मन को कैसे बाधित किया जा सकता है; उदाहरण के लिए, डिस्क आसंजन या गैप-जंक्शन प्रोटीन का व्यवधान अतालता (arrhythmia) और कार्डियोमायोपैथी (cardiomyopathy) के संबंध में अध्ययन किया जाता है। यह प्रविष्टि शैक्षिक उद्देश्यों के लिए सामान्य संरचना का वर्णन करती है और यह नैदानिक या उपचार मार्गदर्शन नहीं है।

Evidence & guidelines

यहां का विवरण अंतर्वेशित डिस्क और इसके जंक्शनों (Franke et al., 2006; Vermij et al., 2017) के आणविक और अल्ट्रास्ट्रक्चरल अध्ययनों और मानक ऊतक विज्ञान ग्रंथों (Mescher, 2018) पर आधारित है। इस वर्णनात्मक सामग्री को कोई नैदानिक दिशानिर्देश नियंत्रित नहीं करता है।

History

उन्नीसवीं सदी के ऊतक विज्ञानियों द्वारा अंतर्वेशित डिस्क को हृदय की मांसपेशियों में कोशिका सीमाओं को चिह्नित करने वाली क्रॉस-स्ट्रिया (cross-striae) के रूप में पहचाना गया था, और बीसवीं सदी में इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा इसकी जंक्शनल संरचना को हल किया गया था। बाद के इम्यूनोइलेक्ट्रॉन और आणविक कार्य ने इस तस्वीर को परिष्कृत किया, जिसमें यह पहचान भी शामिल है कि आसंजक (adhering) और डेस्मोसोमल (desmosomal) घटक अक्सर एक एरिया कम्पोजिटा (area composita) में मिश्रित होते हैं (Franke et al., 2006) और डिस्क के आणविक संगठन का एकीकृत मानचित्रण (Vermij et al., 2017)।

Debates

क्या अंतर्वेशित डिस्क के आसंजक और डेस्मोसोमल जंक्शन वास्तव में अलग-अलग हैं?

शास्त्रीय मॉडल फेशिया एडहेरेंटेस और डेस्मोसोम को अलग-अलग संरचनाओं के रूप में मानते थे, लेकिन इम्यूनोइलेक्ट्रॉन-माइक्रोस्कोपी साक्ष्य इंगित करते हैं कि उनके अणु एक मिश्रित जंक्शन (एरिया कम्पोजिटा) में बड़े पैमाने पर मिश्रित होते हैं, जिससे हृदय कोशिका-से-कोशिका आसंजन का वर्णन करने का तरीका बदल जाता है।

Seminal works

• franke-2006
• vermij-2017

Frequently asked questions

अंतर्वेशित डिस्क क्या है?

यह विशेषीकृत, सीढ़ी के आकार का जंक्शन है जहाँ दो हृदय की मांसपेशी कोशिकाएँ सिरे से सिरे तक मिलती हैं; यह यांत्रिक युग्मन के लिए लंगर जंक्शनों और डेस्मोसोम को विद्युत निरंतरता के लिए गैप जंक्शनों के साथ जोड़ता है।

हृदय को कार्यात्मक सिन्सिटियम के रूप में क्यों वर्णित किया जाता है?

हालांकि कार्डियोमायोसाइट्स अलग-अलग कोशिकाएँ हैं, उनकी अंतर्वेशित डिस्क में गैप जंक्शन विध्रुवण को सीधे कोशिका से कोशिका तक जाने देते हैं, इसलिए जुड़ी हुई कोशिकाएँ एक साथ संकुचित होती हैं जैसे कि वे एक एकल समन्वित इकाई हों।