心臟可被看成是由兩個合胞體組成的,左、右心房是一個合胞體,左、右心室是另一個合胞體,房室孔周圍的結(jié)締組織將這兩個合胞體分開。正常情況下,興奮只能經(jīng)房室交界僅幾毫米寬的房室束從心房傳向心室。這種結(jié)構(gòu)使心房先于心室收縮,保證了心房和心室泵血的順序性和有效性。

心肌細胞和骨骼肌細胞一樣,在受刺激時首先發(fā)生動作電位,然后通過興奮-收縮耦聯(lián),引起肌絲滑行,從而使整個肌細胞收縮。心肌細胞的收縮和骨骼肌細胞比較,有以下一些特點。

(一)同步收縮(全或無收縮)

心房和心室內(nèi)特殊傳導(dǎo)組織傳導(dǎo)速度快,且心肌細胞之間的閏盤電阻低。因此,興奮在心房或心室內(nèi)傳導(dǎo)很快,幾乎同時到達所有的心房肌細胞或心室肌細胞,引起所有心房肌細胞或心室肌細胞的同時收縮(同步收縮)。同步收縮的效果好,力量大,有利于心臟射血。因同步興奮的特性,所以心肌要么不發(fā)生收縮,如果一旦收縮,則所有心房肌細胞或心室肌細胞都參與。因此,心肌收縮強度的變化不像骨骼肌那樣可因參加收縮的肌細胞數(shù)目的改變而改變。

(二)不發(fā)生強直收縮

心肌一次興奮后,其有效不應(yīng)期特別長,相當于收縮期和舒張早期。在此期,任何刺激不能使心肌再次發(fā)生興奮而收縮。因此,心肌不會發(fā)生骨骼肌那樣的完全強直收縮,而始終保持著收縮和舒張相交替的節(jié)律性活動,從而保證心臟射血和充盈的正常進行。

(三)對細胞外Ca2+的依賴性

心肌細胞與骨骼肌細胞類似,均是以Ca2+作為興奮-收縮耦聯(lián)的媒介。但心肌細胞的肌質(zhì)網(wǎng)終末池很不發(fā)達,容積較小,Ca2+儲量比骨骼肌少。因此,心肌興奮-收縮耦聯(lián)所需的Ca2+除從終末池釋放外,還需由細胞外液中的Ca2+經(jīng)肌膜和橫管膜內(nèi)流(心室肌細胞動作電位2期Ca2+內(nèi)流)進入胞質(zhì)。興奮過后,肌質(zhì)中的Ca2+一部分返回終末池儲存,另一部分則轉(zhuǎn)運出細胞。心肌的橫管系統(tǒng)遠比骨骼肌的發(fā)達,為Ca2+的進出提供了較大的面積。故心肌細胞的收縮對細胞外液的Ca2+有明顯的依賴性。在一定范圍內(nèi),細胞外液的Ca2+濃度升高,興奮時內(nèi)流的Ca2+增多,心肌收縮增強;反之,細胞外液Ca2+濃度降低,則收縮力減弱。當細胞外液中Ca2+濃度下降很低,甚至無Ca2+,心肌細胞膜雖然仍能產(chǎn)生動作電位,但細胞內(nèi)收縮成分卻不能收縮,這一現(xiàn)象稱為“興奮-收縮脫耦聯(lián)”。