Клетка миокарда (кардиомиоцит) имеет размер до 25 мкм в диаметре и 100 мкм в длину. Клетка имеет поперечно-полосатую исчерченность подобно клетке скелетной мышцы. Однако, в отличие от многоядерных скелетных миофибрилл, кардиомиоциты имеют одно или два ядра.
Вокруг каждого кардиомиоцита присутствует соединительная ткань, богатая сетью капилляров. Каждая миокардиальная клетка содержит некоторое количество миофибрилл, которые представляют собой длинные цепи индивидуальных саркомеров – основных сократительных единиц клетки.
Каждый саркомер состоит из двух групп частично перекрывающихся филаментов, образованных сократительными белками. Биохимическое и биофизическое взаимодействие между миофиламентами приводит к мышечному сокращению. В обычном физиологическом состоянии длина саркомера во время сердечного цикла варьирует между 2,2-1,5 мкм. Наибольший размер отражает степень растяжения волокна при заполнении желудочков, а наименьший – степень укорочения волокна во время сокращения.
Мембрана миокардиальных клеток называется сарколеммой. Особенностью клеточной мембраны является наличие системы поперечных канальцев (или Т-канальцы). Мембраны поперечных канальцев образуют пути быстрой передачи электрических импульсов, которые инициируют сокращение.
Саркоплазматический ретикулум – это обширная внутриклеточная сеть мембранных канальцев, которая структурно и функционально объединена с Т-канальцевой системой. Боковые мешочки саркоплазматического ретикулума (терминальные цистерны) под прямым углом присоединяются к Т-канальцам. Эти мешочки содержат большую часть внутриклеточного кальция, высвобождение которого является важным звеном передачи возбуждения через мембрану и начала сокращения мышечного аппарата.
Для обслуживания огромных метаболических потребностей сердца и обеспечения высокоэнергетическими фосфатами миокардиальные клетки снабжены изобилием митохондрий. Они расположены между отдельными миофибриллами и занимают приблизительно 35% объема клетки.