HAYVAN FİZYOLOJİSİ
Remix-2017 Version 0.4
DR UTKU GÜNER
6. Hafta Notları
Dolaşım
Fizyolojisi
İçindekiler
Dolaşım sistemin evrimi...4
Protozoa’da Dolaşım...4
Çok hücrelilerde dolaşım sistemin evrimi...4
Süngerler ve sölenteratlar...4
Mollusklarda...4
Kapalı-Açık dolaşım karşılaştırılması...4
Oligoketlerde...5
Kapalı dolaşım...5
Balıklarda dolaşım...5
Amphibilerde dolaşım...5
Dolaşımın Temeli...6
Makrovasküler mikrovasküler dolaşım...6
Dolaşım sistemi...6
Sistemik Dolaşım...7
Pulmonar dolaşım...8
İnsanda Kalp...8
Kalp Sesleri...11
Kalp ileti sistemi...11
Elektrokardiyogram (EKG)...16
Kalp atımı etkileyen faktörler...18
Kalp Siklusu...20
Kan basınçı...20
Kan damarları...21
Kapiller kan damarları...22
Kapillerde madde taşıma yolları...23
Kapiller membrandan sıvı geçişi: Starling güçleri;...23
Kapillerin Fonksiyonları:...24
Kan akımı düzenlenmesi...25
Akut kontrol...25
Kan Akımının Uzun Süreli Kontrolü...26
İyonlar ve Diğer Kimyasal Faktörlerle Vasküler Kontrol...28
Lenf sistemi...29
Kan Fizyolojisi...31
Plazma Proteinleri...31
Plazma Lipidleri...34
Plazma Karbonhidratları...34
Plazmada Bulunan İnorganik Maddeler...34
Kan hücreleri...34
Eritrositler(akyuvarlar)...35
Eritrosit membran proteinleri...36
Hemoglobin Yapımı...36
Demir Metabolizması...38
Alyuvarların Yıkımı...39
Anemi...40
Eritroblastozis Fetalis...41
Polisitemi...41
Kan Grupları...41
Eritroblastosis fetalis...42
Trombositler...43
Kanın Pıhtılşaması(hemoztaz)...43
Ekstrensek Yol...46
İntrensek Yol...46
Pıhtılaşma Faktörleri...47
Pıhtılaşmanın Sınırlandırılması...47
Kan Pıhtısının Erimesi...48
Vitamin K eksikliği...49
Hemofili...49
Tromboembolik Olaylar...49
Lökositler-Akyuvarlar Beyaz Kan Hücreleri...49
Nötrofil...50
Eozinofil...50
Bazofil...51
Lökositoz-lökopeni...52
Lösemi...52
Vücudun Enfeksiyonlara Direnci...53
Doğuştan gelen bağışıklık...53
Kazanılan bağışıklık...53
Aktif ve pasif bağışıklık...54
Antijen ve antikorlar...54
Komplement sistem...56
Aşırı duyarlılık reaksiyonları...57
Tip I Hipersensitivite...57
Tip II Aşiri Duyarlilik...58
Tip III Aşiri Duyarlilik...58
Tip IV Aşiri Duyarlilik...59
Dolaşım fizyolojisi
Dolaşım sistemi kalp damar, kan doku hakkında bilgiler.
1. İlke: Vücuttaki bütün dokuların kan akımı, daima doku ihtiyaçlarına göre hassas biçimde kontrol edilir.
2. İlke: Kardiyak debi başlıca, lokal doku akımlarının tümü tarafından kontrol edilir.
3. İlke: Arteriyel basınç, genellikle lokal akım kontrolü ya da kalp debisi kontrolü mekanizmalarından bağımsız olarak düzenlenir.
Dolaşım sistemin evrimi
Difüzyon, aktif taşıma sistemlerinin yetersiz kaldığı tek hücrelilerde dolaşım sistemi ihtiyaç yoktur. Rotasyon sirkülasyon dolaşım sistemin tek hücrelerdeki ilkel halidir.
Protozoa’da Dolaşım
Tek hücrelilerde dolaşım için özelleşmiş organeller yoktur. Besin maddeleri ve oksijen alınımı difüzyonla olur.
Protozoonlardaki besin vakuolleri belli bir yol takip eder ve besinin hücrenin her tarafına dağılmasını sağlar. Artık maddeler yine difüzyonla dışarı atılır.
Çok hücrelilerde dolaşım sistemin evrimi
Çok hücrelerde dış yüzey alanın az olması, dokuların kalın olması nedeniyle dış ortamla yeterince difuzyon yapılamaz.
Dolaşım Sistemi, savunma sisteminin konuşlandığı temel bölgelerden biridir(taşıma).
Çok hücreli canlılarda yapılar arası iletişimi sağlayan araçlardan biridir(iletişim).
Vücutta bulunan hücrelerin ihtiyaç deposudur(depo).
Süngerler ve sölenteratlar
Süngerlerin ve sölenteratların vücutlarındaki tüm hücrelerin hemen hemen tek bir yüzeyde olmaları nedeni ile, difüzyon ve sürekli su akımı onlara gerekli maddeleri sağlar.
Besin ve mineraller alınır, sindirim artıkları dışarı atılır.
Dolaşım tipleri:
Açık ve kapalı dolaşım
Açık Dolaşım (hemolenf)
Arthropodların kalbi annelidlerdeki dorsal damardan gelişmiştir. Kan sinüsler içinde dolaşır ve bütün dokularla direkt temas halindedir. Solunum pigmentleri hemoglobin ve hemosiyanindir.
Böceklerde hemolenf basıncı oldukça düşüktür. Kan solunum gazlarını taşımaz.
Ekstremitelerin, kanatların ve abdomenin kas aktivitesi kanın sinüsler içinde dolaşmasına yardım eder. Bazen yeşil renklidir, hemosiyanin içerir.
Mollusklarda
Bir kalp, birkaç damar ve hemosöl denilen geniş bir kan sinüs ağının oluşturduğu bir açık kan dolaşım sistemleri vardır. Açık kan dolaşımı olduğu için kan basıncı düşüktür. Mollusklerde en yaygın solunum pigmenti hemosiyanindir.
Kapalı-Açık dolaşım karşılaştırılması
Açık bir sistemde kanın hareketi, kapalı bir sistemdeki kadar hızlı ve verimli olmayacağından(kanın hidrostatik olarak kanallar yani damarlar yerine boşluklarda akmasından dolayı), böcekler gibi aktif ve nispeten yüksek metabolik hıza ve kusursuz bir iç düzenlemeye sahip hayvanların açık do- laşım sistemine sahip olmaları şaşırtıcı gelebilir.
Buna karşın böcekler dokularına oksijen taşınması bakımından kana bağımlı değildir.
Bu işlev çok dallı trake sistemi tarafından yerine getirilir. Bunun sonucu olarak, kanın çok hızlı ya da düzgün akması, böçekler için yaşamsal önemde değildir. Bu, bir canlının çeşidi sistemlerinin, onun ihtiyaçlarına uyum gösterirken karşılıklı etkileşimlerine güzel bir örnek oluşturur. Böceklerin dolaşım sistemi, diğer birçok eklembacaklınınkinden dahi daha basittir. Genellikle, bir böcekteki tek belirgin kan damarı ki kalp olarak kabul edilir, hayvanın toraksının ve abdomeninin üst tarafında, vücut boyunca uzanan bir damardır. Kalbin arka tarafında, bir dizi açıklık, ostiumlar, bulunur. Bunların herbiri, kanın sadece damar içine doğru hareketine izin veren kapakçıklar tarafından kontrol edilir. Kalp kasıldığı zaman kanı, açık olan ön ucundan dışarı, baş bölgesine iter. Tekrar gevşediği zaman kan, ostiumlar yoluyla kalbe dolar. Kan kalbin dışına çıktığında artık damarlar içinde değildir. Venler, kılcallar ya da arterler bulunmaz. Sadece, kapakçıklarıyla ve
bazen bir arter olarak adlandırılıp ön ucu oluşturan kısa bir uzantısıyla birlikte kalbin kendisi bulunur. Kan, sadece böceğin iç organlarının arasındaki boşlukları doldurur. Böylece bu organlar kanla doğrudan temasta olurlar. Kalbin hareketi, kanın ön uçtan çıkıp vücut boşluklarında yavaşça ilerledikten sonra, arka uçtan yeniden kalbe girmesini sağlar. Hayvanın aktivitesi sırasında, vücut duvarındaki ve bağırsaktaki kasların karıştırma etkisiyle kanın hareketi hızlandırılır.
Böylece, hayvanın organlarının hızlı besin sağlanması ve atıkların uzaklaştırılmasına en fazla ihtiyaç duydukları, koşma ya da uçma gibi hayvanın en aktif olduğu durumlarda, kan, aktivitenin kendisi nedeniyle, nispeten hızlı hareket eder.
ŞEKİL 1. Açık ve kapalı dolaşım
Kapalı dolaşım kanı açık dolaşımdan daha hızlı dolaştırır ve daha etkin madde değişimi yapar.(daha iyi fonksiyon yapar) Hayvanın çok aktif olduğu durumlarda bile hücrenin O2 ihtiyacını karşılayabilir. Böceklerde açık dolaşım olduğu halde bunlar aktif hayvanlardır. Çünkü böceklerde dokulara giren oksijen kan ile değil trake sistemiyle gelir.
Oligoketlerde
Oligoketlerde de dorsal damar kontraktildir. Görevi kanı ileri doğru götürmektir.
Oligoketlerde kalp olarak önerilebilecek birkaç lateral damar vardır. Lumbricus’ta özfagusun etrafındaki 5 çift lateral damar kalp ödevi görür. Kalpler içinde endotelial katlanmaların oluşturduğu kapaklar bulunur. Bu kapaklar aynı zamanda dorsal kan damarlarının segmental damarlara bağlandığı yerlerde de bulunur.
Kapalı dolaşım
Dolaşım sistemi veya kardiyovasküler sistem maddelerin vücutta dolaşımı sağlayan organ sistemidir .Kanın damarlardan geçerek vücut boşluğuna aktıktan sonra toplanarak kalbe dönmesidir. Açık dolaşımda Hemosit olarak adlandırılan hücreler vardır ki bunlar hemolenfte bağımsız bir şekilde gezer. Omurgalılarda kan özelleşmiş bir kas olan kalp ve kapalı bir damar sistemi içinde dolaşır. Bu sisteme kardiyovasküler sistem denir. Bu sistemde kalp kanı arterler içine pompalar daha sonra kan daha küçük arterlere geçer, kapilerde besin maddeleri, O2, CO2 ve diğer moleküller kan ve hücreler arası sıvı arasında değiştirilir. Kan kapilerden venüle ve buradan daha büyük vene geçer, kalbe geri döner.
Balıklarda dolaşım
Kan solungaçlardaki kılcal damarlardan geçerken basıncı azalmıştır. Kan solungaçlardan geçerken, kalbin itici gücünün çoğu solungaçlardaki kapilerlerin direnci ile azaltılır. Vücutta toplanan kirli kan sinus venosusun gevşemesiyle kalbe girer, kasılmasıyla da atriuma geçer.
Kuyruk bölgesinden gelen kan toplardamarlarla (renal portal ven) kalbe girmeden önce böbreklerden geçerken süzülür. (renal portal ven). Venlerin bir kısmı da sindirim sisteminden besinlerle yüklenmiş olarak kalbe kanı getirir (hepatik ven).
Amphibilerde dolaşım
Akciğerlerden gelen pulmoner ven kalbe temiz kan getirir. Yani kalp hem vücuttan hem de akciğerlerden kan alır. Atriumlara gelen temiz ve kirli kan ventrikülde karışır.
Son zamanlarda yapılan araştırmalarda ventrikül kaslarının kontraksiyonuyla trunkus (konus) arteriosis içindeki spiral bir kapakçığın döndürülmesi ile bu iki kan akımının birbirinden ayrıldığı ileri sürülmektedir.
ŞEKİL 2. Kapalı dolaşımda kalp
Amphibilerde sağ ve sol atriumun kanlarının ventrikülde karışarak vücuda dağılması çok zararlı değildir. Çünkü sağ atriuma kan deriden gelmektedir. Kurbağa su altında kaldığında deri solunumu yapar. Deriden gelen oksijenlenmiş kan ventrikülde akciğerden sol atriuma gelen kirli kanla (akciğer solunumu yapılmadığı için) karışarak, vücuda eşit oranlarda girmesi sağlanır, ya da ventrikülden doğrudan doğruya temiz kan vücuda verilir.
ŞEKİL 3 Omurgasızlarda kalp yapısı ve balıkta ve kurbağalarda ve kertenkelede dolaşım Dolaşımın Temeli
Madde taşınması tek hücrelilerde sadece membran transportu(difuzyon-aktif taşıma) ile sağlanır.
Çok hücreli canlılarda bu işi kapalı(bazen açık) bir dolaşım sistemi üstlenmiştir.
Kapalı dolaşımda en uç noktalarına kadar uzanmış olan damar ağı(Kapiller damar) ile içindeki kan adını verdiğimiz sıvı destek dokusunun damarlarda sürekli dolaşmasını sağlayacak gücü üreten kalp dolaşım sistemimizi oluşturur.
Kan yapan organlar da (dalak, timus, lenf düğümleri, kemik iliği) bu sisteme dahildir.
Kalbin pompalama gücü sayesinde kapalı damar sistemi içinde tüm doku ve organları dolaşan kan uğradığı her doku ve organa yerine göre ya bir şeyler bırakırlar ya da ondan birşeyler alarak başka doku ve organlara iletirler.Bu yönüyle baktığımızda, dolaşım sistemini bir taşımacılık sistemi olarak tanımlayabiliriz. Kan damarları besin maddelerini, oksijen ve hormonları vücudun her tarafına taşır. Aynı zamanda hücre ve dokularda oluşan metabolizma artıklarını
uzaklaştırır. Kalbden çıkan damarlara arter adı verilir. Bunlar sürekli olarak dallanarak sayıca artarlar ancak çapları küçülür, arteriyel kapillar yataklarına ulaşırlar. Kapillar damarlar kan ile hücre ve dokular arasında madde değişiminin yapıldığı yerlerdir. Bu nedenle dolaşım sisteminin fonksiyonel ünitesi olarak kabul edilirler.
Makrovasküler mikrovasküler dolaşım
Kalb ve çıplak gözle görülebilen tüm kan damarları makrovasküler sistem, sadece mikroskopla gözlenebilen arteriol, kapiller ve venül’ler ise mikrovasküler sistem olarak anılır. İnsandaki damarların %99’dan fazlası mikrovasküler sisteme dahildir.
Dokular içinde kör uclar şeklinde başlayan lenf damarları sistemi ise; lenf kapillarları ve çeşitli çaplardaki lenf damarlarından ibarettir. Lenf damarlarının en büyükleri kalbe yakın yerlerde venalara açılarak içeriklerini (doku sıvısı, bazı hücreler, antikorlar vs) kalbe ulaştırırlar. Çoğunlukla sinirler de seyirleri sırasında kan damarlarına (arter, vena) eşlik ederler. Bu üçü birlikte bulundukları zaman neurosvascular bantlar olarak isimlenirler.
Tüm gerekli yapıtaşı, enerji molekülleri ve solunum için gerekli oksijen ile solunum sonunda çıkan CO2 taşınmasını sağlar.
Hormonların, hemostaza katılan ajanların ve vücudun savunma mekanizmaları ile ilgili olan hücrelerin ve antikorların taşınmasını sağlar.
Vücut temperatürünün düzenlenmesinde önemli rol oynar.
Dolaşım sistemi
Dolaşım kalp ile akçiğerler arasında ve vucud ile kalp arasında kanın sürekli olarak pompalanmasıdır. Arterler kalpte uzaklaşan kan arterioller ile daha küçük dallara ayrılır, fonksiyonel birim olan kapillerden dolaşımın en ince ve uzun kısmıdır, kan daha sonra venüller ve venlerle daha kalın damarlara ve en sonunda da kalp ulaştırılır.
Kapiller damarlarda sızmış olan doku sıvısı ve geçer proteinler lenf sistemi ile toplananarak yine venler aracılığı ile dolaşıma katılır. Temel olarak iki dolaşım vardır, sistemik ve pulmoner.
ŞEKİL 4 Vücuttaki başlıca bölmeler ve basınçları
Sistemik Dolaşım: Sistemik dolaşım kalp ile vücud arasında(akçiğerler hariç) olan dolaşımdır. Vena pulmonalislerle sol atriuma gelen arterial kan buradan sol ventriküle ulaşır. Aorta yolu ile dokulara pompalanır. Daha sonra venöz kan olarak vena cavalar ile sağ atriuma gelir.
Tablo kalpten pompalanan kanın dağılımı
Organ Miktar (ml/dakika) Yüzde(%)
Beyin 650 %13
Kalp 215 %4
Kas 1030 %20
Deri 430 %8
Böbrekler 950 %20
Abdominal 1200 %4
Diğer organlar
525 %10
Toplam 5000 %100
Memelilerde sol ventrikülde temiz kan bulunur. Buradan çıkan aort ikiye ayrılır. Biri üst bölgelere (başa) giden karotid arteri oluşturur, diğeri ise vücudun alt kısımlarına gider. Aort sırasıyla büyük arterler, küçük arterler, sistemlere giden arterioller sistemlerin içine giren kapilerlere değişir. Kapilerlerde kan ve vücut sıvıları arasında madde değişimi olur. Yani besin maddeleri, solunum gazlarının değişimi ve artık maddelerin değişimi kapiler duvarlarında olur. Kapilerlerin iki ucu vardır. Bu uçlardan biri arteriolle, diğer uç ise venül (en küçük ven) il e bağlantılıdır.
Arterlerle vücuda dağılan temiz kan kirlendikten sonra venlerle sağ atriumdan kalbe döner. Kapilerlerde madde değişimi olduktan sonra kan, venül, küçük venler, büyük venlerde toplanarak vena cava inferiör ile sağ atriumdan kalbe döner, oradan da sağ ventriküle geçer. Karotid arter ile baş bölgesine giden temiz kan burada kirlendikten sonra vena cava superior ile sağ atriuma kirlenmiş olarak döner. Yani sağ atrium ve ventrikülde kirli kan bulunur.
ŞEKİL 5 Fetal ve normal dolaşım Pulmonar dolaşım
Pulmonar dolaşım kalpin sağ atriumla başlayan ve sol ventrikülde sonlanan kalp ile akçiğerler arasındaki düşük basınçlı dolaşımdır. Sağ atriuma gelen venöz kan triküspid kapak yoluyla sağ ventriküle geçer. Arteria pulmonalis ile akciğerlere ulaşır. Akciğerlerde gaz değişimine uğradıktan sonra vena pulmonalislerle arterial kan olarak sol atriuma(sol kulakçığa) döner. Pulmoner arter ve dallarının:
duvarları çok ince ve az sayıda düz kas bulunur, basınç düşüktür, bu nedenle damar içi basınç değişiklikleri pulmoner dolaşımda çok önemli etkiler yapar. Akciğer dolaşımında kanın çıkması gerekli en yüksek bölge apekslerdir. Buraya arter kanının çıkması için bu basınç yeterlidir, fazlasına gerek yoktur. pulmoner arter basıncı 6 lt/dak kan akımı için ortalama 15-18 mmHg(sistolik 25mmHg ,diyastolik 8 mmHg), basınç çok pulsatildir. Akciğer damarlarındaki basıncın dağılımı büyük oranda akciğer volümüne bağlıdır. Pulmoner dolaşım temel fonksiyonu kanın dış ortamla gaz değişimin yapılmasıdır. Akciğer dolaşımı sağ ventrikülden venöz kanı taşıyan ana pulmoner arterle başlar, pulmoner arterler birbiri arkası bronşlar gibi dallanarak
arterioller olarak terminal bronşiollere kadar bronşlara eşlik eder, sonra bölünerek alveol duvarlarında kapiller yatağı oluştururlar. Akciğer kapillerleri alveol duvarında gaz alışverişi için çok elverişli bir düzen sağlayan yoğun bir ağ oluştururlar.
Buradan çıkan oksijenlenmiş kan lobüller arasında yol alan küçük pulmoner venlerde toplanır. Bunlarda birleşerek 4 ana ven halinde sol atriuma açılır. İlk bakışta bu dolaşım aortadan başlayan ve sağ atriumda sonlanan sistemik dolaşımın küçük bir örneğine benzetilebilir. Bu nedenle akciğer dolaşımına sıklıkla "küçük dolaşım" adı da verilir.
İnsanda Kalp
Kalp kan damarları sistemine takılmış, ritmik kontraksiyonlar yapan, kalın duvarlı, kese şeklinde boşluklu bir organdır. Organın boşluğu 4 adet odacığa bölünmüştür.
Bu odacıklar birbirleriyle ve kalbe girip-çıkan damarlarla bağlantılıdır.Kalp sağda ve solda birer atrium ve ventrikül olmak üzere dört odacııktan oluşur. Kalpte iki adet atrioventriküler kapak, iki adet de büyük damar kapakları (semilunar kapak) olmak üzere 4 kapakçık bulunmaktadır. Sağdaki kulakçık ve karıncığı triküspit kapak (üç kapakçıktan oluşan); soldaki kulakçık ve karıncığı ise mitral kapak( iki kapakçıktan oluşan) ayırır. Kapakçıklar, kanın tek yönlü akmasını yani geriye dönüşünü engellemeye yarar. Kapaklar, kanın karıncıklara tek yönlü girişini sağlarken aynı zamanda tek yönlü çıkışını da sağlarlar.
ŞEKİL 6 Kalpte kan akım yönleri
Kalbin sol karıncığının bitimi ile kalpten çıkan ve insanın en büyük atardamarı olan aort damarının başlangıcı arasında aort kapağı vardır. Benzer olarak pulmoner kapak sağ karıncık ile pulmoner damar arasındadır. Kalbin sağ sistemine tüm vücuttan gelen kanı toplayan damarlar (vena cava inferior ve vena cava superior) açılır. Bu kan akciğer atardamarı (Pulmoner arter) ile sağ sistemden ayrılır. Akciğerlerden akciğer toplardamarları (pulmoner venler) ile dönen kan, sol kulakçık ve sol karıncığı dolaşarak aort damarları ile tüm vücuda pompalanır.
Vücuttaki bütün dokuların kan akımı, daima doku gereksinimlerine göre hassas biçimde kontrol edilir. Kardiyak debi başlıca, lokal doku akımlarının tümü tarafından kontrol edilir. Arteriyal basınç, genellikle lokal akım kontrolü ya da kalp debisi kontrolü mekanizmalarından bağımsız olarak düzenlenir. Dolaşımın temel fonksisyonu: O2 ve CO2 taşınması, sindirim sisteminden besinlerin alınıp gerekli yerelere taşınması, Fazla su ve metabolik artıkların böbreklere taşınması, vücut içinde açığa çıkan ısının vücut yüzeyine dağıtılması, endokrin salgıların hedef hücre ve organlara taşınmasıdır. Kısaca dolaşımdaki kan damarlarıyla besin maddelerini, oksijen ve hormonları vücudun her tarafına taşır. Aynı zamanda hücre ve dokularda oluşan metabolizma artıklarını uzaklaştırır.
ŞEKİL 7 Kalp çalışma mekanizması
Kalp işlevini kasılma "sistol" gevşeme "diyastol" dönemleri ile gerçekleştirir.
Atriyumlar ve ventriküller aynı anda kasılır ve gevşerler. Ventriküller, atriyumlardan 1/10 saniye sonra kasılırlar, bu sürede ventriküller atriyumlardan gelen kan ile dolar.
Bu olay sürekli olarak tekrarlanır.
Kalbden çıkan (kalpten kan göntüren) damarlara arter adı verilir. Bunlar sürekli olarak dallanarak sayıca artarlar ancak çapları küçülür, arteriyel kapillar yataklarına ulaşırlar. Kapillar damarlar kan ile hücre ve dokular arasında madde değişiminin yapıldığı yerlerdir. Bu nedenle dolaşım sisteminin fonksiyonel ünitesi olarak kabul edilirler. Kanı kalbe geri getiren damarlara ise vena adı verilir. Kalp fonkisyonu ise kan basıncını oluşturur. Kan sirkülasyonunu yönlendirir. Kalp, sistemik ve pulmoner dolaşımı birbirinden ayırır.
Kalp dört odacıktan oluşur: üst kısımda iki kulakçık (sağ ve sol atrium) ve kulakçıkların altında iki karıncık (sol ve sağ ventrikül). Sol ve sağ kalp kısımlaım arasında septum bölme vardır. Bu bölme(septum) doğumdan sonra kapanır(Eksikliği kalp deliği olarak bilinir) Kulakçıklar ile karıncıklar arasında ve karıncıklarla buradan çıkan damarlar arasında kapaklar bulunur. Kapaklar, kanın tek yönlü akmasını, dolayısıyla kanın geri kaçışını engellemeye yarar. Kapaklar, kanın karıncıklara tek yönlü girişini sağlarken tek yönlü de çıkışını sağlarlar. Her kapak (2 yaprakçıktan oluşan mitral kapak hariç) 3 yaprakçıktan oluşur Bu dört kalp kapak şunlardır:
Kalb kanın iki taraflı
Triküspid kapak: Sağ kulakçık ile sağ karıncık arasında bulunur. Üç parçalıdır.
Pulmoner kapak: Sağ karıncık ile pulmoner arter (akciğer arteri) arasındaki sağ karıncıkdan pompalanan kanın geri dönüşünü engelleyen üç adet yarım ay şeklindeki kapaklardır.
Mitral kapak: Sol karıncık ve sol kulakçık arasında bulunur.
Aort kapağı: Sol karıncık ile aort arasında bulunur. Bu kapaklar sol karıncıkdan pompalanan kanın geri dönüşünü engeller.
pompalanması için özelleşmiş bir kan damarı yapısındadır. Vücuttan sağ kalbe dönen kan buradan akciğerlere pompalanır. Akciğerlerden sol kalbe dönen oksijenize kan buradan vücudun tüm organ ve dokularına pompalanır. Kalp ve akciğerler arasında irtibatı sağlayan damarlar akciğer dolaşımı’nı (pulmoner dolaşım), kalp ve diğer vücut bölgeleri arasındaki damarlar ise sistemik dolaşım’ı (periferik dolaşım) oluşturur.
Sistol; kalp odacıklarının kasılma dönemidir. Atriyumların (kulakçık) kasılması ile kan karıcıklara, ventriküllerin (karıncık) kasılması ile kan akciğerlere ve tüm vücuda gönderilir. Diyastol; atriyum ve venriküllerin gevşeme dönemidir, bu sürede kan ile dolarlar.
Kardiyak frekans; kalp atım hızıdır (nabız-kalp atım sayısı; KAS), bir dakika olarak değerlendirilir. Bir yaşında 120/130, normal bireylerde 70–75 arasındadır.
Atım hacmi; bir sistolde aorta ve akciğerlere gönderilen kan miktarıdır. Üst düzey dayanıklılık sporcusunda 110–120 ml, sporcu olmayanlarda 70 ml kadardır.
Kardiyak debi (kardiyak output); bir dakikada kalpten çıkan kan miktarıdır, 5–6 litredir. Kardiyak frekans ile atım hacminin çarpımıma eşittir.
Taşikardi; kalp hızının artışını anlamına gelir, genellikle dakikada 100 atımdan daha büyük hızları tanımlar. Bradikardi; kalp hızının yavaşlaması anlamına gelir, genellikle dakikada 60 atımdan daha düşük hızları tanımlar.
ŞEKİL 8 Kalp doku katmanları
Kalp 3 tabakadan oluşur. Dıştan içe doğru perikart, miyokart ve endokart olarak adlandırılmaktadır. Dışta bulunan "perikart", kalbi dıştan saran fibro-seröz yapıda bir zardır. Bu zarın arasında sürtünmeyi azaltan bir sıvı(perikart sıvısı) bulunur.
Kalp tapakalarında ortada bulunan "miyokart", kalbin kas tabakasıdır. Kalbin en kalın tabakası burasıdır. Pompalama görevi yapan karıncıklar, kulakçıklara göre özellikle sol karıncıkda daha kalın durumdadır. En iç kısım olan "endokart", tek katlı epitel hücrelerden oluşmuştur. Kalbin iç yüzeyini örten bu tabaka, içeriye doğru uzantılar vererek kalpteki dört kapağın temelini oluşturur.
Kalp Sesleri
Kalbin her iki tarafında, ritmik kasılmaları tek yönlü bir kan akışına dönüştüren ikişer kapakçık bulunur. Bu kapakçıklar, kanın geri akışına neden olabilecek bir basınç farkı oluştuğunda, anatomik yapıları gereği otomatik olarak kapanırlar. Kalbin kasılması(sistoli) ve gevşemesi(diastoli) sırasında kanın kapakçıklara çarpması, kapaçıkların kapanması, kasılma sırasında kanın arter ve aorta yoğun bir şekilde gönderilmesi sonunda kalp sesleri meydana gelir. Kalp sesleri stethoscop yada kardiyomikrofon ile duyulabilir.
Birinci kalp sesi Ventrikul kasıldığı zaman, ilk olarak A-V kapaklarının kapanması oluşur . Frekansı (perdesi, pilch) düşük, süresi nisbeten uzun olan bu titreşim 0,12 saniyea kadar sürer, EKG birinci kalp sesi R dalgasına aynı zamana oluşur. Birinci kalp sesinin en iyi duyabileceği nokta sol beşinci intercostal aralıktır.
İkinci kalp sesi birinci kalp sesine göre daha kısa süren yüksek tonda bir ses olup, diyastol sırasında aort ve pulmoler arterde yer alan semilunar kapakların kapanmasından meydana gelir. İkinci kalp ses 0,08 saniye kadar sürer EKG ikinci kalp sesi T dalgası ile aynı zamana gelir.
ŞEKİL 9 Kalp diyastoli ve sistoli sırasında meydana ses, basın ve elektriksel değişmeler.
Kalp ileti sistemi
Kalbin kasılarak kendisine gelen kanı bir pompa gibi göndermesi kalp üzerindeki özelleşmiş myokard hücre toplulukların oluşturdukları aksiyon potansiyeli otonom ve düzenli meydana gelmesiyle. Kalbin sinir ileti sisteminde özel hücre kümeleri, demetleri ve lifleri bulunmaktadır. Uyarı ve ileti sistemi, sinoatrial düğüm (SA), atrioventriküler düğüm (AV), atrioventriküler demet (his demeti) ve purkinje lifleri olmak üzere dört bölümden oluşmaktadır. Bunlardan ilk ikisi uyarı sisteminde(otonom aksiyon potansiyeli oluşturma), diğer ikisi ise ileti sisteminde yer almaktadır. Kalpte aksiyon potansiyellerinin kaynağı, normalde sinüs düğümü (sinoatriyal düğüm) dür. Sağ atriyumda bulunur; hücreleri kontraktil kas filamentlerini içermez ve küçük çaplıdır. Sinüs düğümü hücreleri atriyal kas hücreleri ile doğrudan bağlantılıdır. Sinüs düğümü hücresinin dinlenme potansiyeli, membranlarında sodyum ve kalsiyumu sızdıran kanalların olması nedeniyle -55 ila -60 mV arasındadır ve sabit değildir. Miyokardın kasılmadan sorunlu olan diğer hücrelerinde ise -85 ila -90 mV’dur. Dinlenme potansiyeli daha az negatif olduğundan hızlı sodyum kanalları kapalıdır. Bu nedenle yalnız yavaş kalsiyum sodyum kanalları açılabilir ve aksiyon potansiyeli oluşturabilir. Bu nedenle atriyal nodal aksiyon potansiyeli ventrikül kası aksiyon potansiyelinden yavaş gelişir.
Ekstraselüler sıvıda sodyum iyon konsantrasyonunun yüksek olması ve membranda sodyum sızıntı kanallarının bulunması nedeni ile sodyum hücre içine girer(Pace maker dışında sızıntı kanalları ile sodyuma bağlı depolarizasyon gözlenmez). Membran potansiyeli eşik voltaj olan yaklaşık -40 mV’a ulaşınca yavaş kalsiyum kanalları aktiflenerek aksiyon potansiyeli oluşur. Bu olaylar sonunda potasyum hücre
içine girmesiyle pacemaker hücreleri ilk konum döner. Bu ritmik potansiyel değişikliklerine: “Prepotansiyel” ya da ''pacemaker'' potansiyeli denir.
Pacemaker potansiyeline normalde yalnız SA ve AV düğümlerde rastlanır. İleti sisteminin diğer hücreleri ise latent karekterdedir; SA ve AV düğümler depresyona uğradığı ya da ileti bloğu meydana geldiği zaman ritmik deşarjlar yaratabilirler. Tuhaf akım “funny current” sinoatriyal düğüm (SA), atriyo- ventriküler düğüm (AV) ve iletim dokularında Purkinje liflerinde bulunur(Otonom Prepotansiyel” ya da ''pacemaker'' potansiyeli oluşturmayı sağlar).
ŞEKİL 10 Kalpteki ritmin kasılmayı sağlayan Ca ve K kanalları(pacemaker) kalp kas aksiyon potansiyeli
Tuhaf (normal olarak -40 mV ile -60 / -70 mV) akım AV ve SA düğümlerde bulunan de sodyum-potasyum sızma kanallarıdır. Bu durumda uyarı oluşturan kalp dokularının eşik potansiyelinin geçilmesi ve aksiyon potansiyeli oluşma ihtimalini artırır. Tuhaf akımı kanalarının başka bir sıra dışı özelliği cAMP aktivasyondur. Siklik adenozin monofosfat (cAMP) moleküller f-kanallara doğrudan bağlabilir ve bu kanalların açılmasını sağlar. cAMP bağlı olarak kalp atım hızının ayarlanaması otonomik regülasyonu sağlanır. Sempatik sinir uyarımı tuhaf kanalları ( f-kanallarına) bağlanan cAMP molekül seviyesini yükseltir. Bu durum kanallarla daha sık aksiyon potansiyeli oluştırmasına kalp atım hızının artışına yol açar. Tersine Parasempatik sinir stimülasyonu kalp atım hızını cAMP azaltarak yavaşlatır.
ŞEKİL 11 Kalp iletim demetleri
Kalpte sinirsel uyarı ilk olarak sinoatrial düğümden çıkar atriumları (kulakçıklar) dolaştıktan sonra atrioventriküler düğüme gelir ve burada biraz bekledikten sonra.
Bir kalp atımı, aşağı inerek ventrikülleri (karıncıkları) uyarır kalbin sağ kulakçığının üst taraflarında bulunan ve sinoatrial (veya sinüs) düğüm adı verilen özelleşmiş bir hücre demetinden oluşan bölgenin elektriksel bir uyarı çıkarması ile
Sinoatriyal düğüm (SA düğümü veya sinüs düğümü), kalbin sağ kulakçığında yer alan vuru üretici (pacemaker) doku.
Normal haldeki sinüs ritminin ortaya çıkışını sağlar. Sinoatriyal düğüm sağ kulakçık duvarında üst anatoplardamar girişine yakın bölgede yerleşik bir hücre grubudur. Bu hücreler kalpteki miyositlerin özelleşmiş biçimidir.
Kalpte, sağ kulakçığın alt kesiminde kulakçıklararası bölmenin karıncıklar arası bölmeye geçiş yerinde yer alan, elektriksel etkinliğin
karıncıklara geçmesini sağlayan uyarı üretim merkezi, AV
başlar. Bu bölge kalbin doğal pili olarak bilinir (pacemaker) Sinüs düğümünden çıkan bu uyarı kalbin her iki kulakçığı boyunca ve aşağıya doğru yayılır ve kulakçıklar kasılarak içlerindeki kanı karıncıklara gönderirler. Daha sonra uyarı kulakçıklar ile karıncıklar arasında bulunan başka bir özel bölgeye; atrioventriküler (AV) düğüme gelir. AV nod dışında atriumlar ve ventriküller arasında doğrudan bir bağlantı olmaması, iletiyi geciktirir ve atrial kontraksiyonun ventriküler doluşa katkıda bulunmasını sağlar. Elektrik iletisi karıncıklara ulaştırılmadan önce atrioventriküler düğümde kısa bir süre bekletilir. Atriumlar ve ventriküller arasında bağ dokusu olduğundan impuls interkalar disklerle atriumdan ventriküle geçemez. İmpulsun atriumdan venriküle geçişi AV nodundan olur.
Böylelikle kulakçıklarla karıncıklar aynı anda kasılmaz. Kulakçıkların kasılması bittikten sonra His-Purkinje sistemi adı verilen bir elektriksel ağ ile uyarı tüm karıncıklara yayılır ve kasılarak içlerindeki kanı akciğerlere ve aort yoluyla vücuda pompalarlar. Sinüs düğümü tekrar başka bir uyarı çıkararak yeni bir döngüyü başlatır. Normalde sinüs düğümünden dakikada 60-100 civarında uyarı çıkar. Bu da kalp hızını oluşturur. Kalp kasının, doğumdan ölüme kadar yorulmadan çalışır Kalp kasında uyarı oluşturan özelleşmiş hücreler de sodyum iyonları dışarıya pompalandıklarında zarın dinlenme potansiyeli tekrar kazanılmış olur. Fakat bunlardaki eşsiz durum şudur: Bir sinir ya da kas aracılığıyla yeniden uyarılmadan sodyum iyonları zardan içeriye sızar ve kendi kendine yeni bir uyarma meydana getirir. Bu sodyum iyonlarının içeriye ve dışarıya kendi kendine akması sinoatrial düğümün ritmik hareketlerini meydana getirir.
ŞEKİL 12 Kalp iletim demetleri
Pacemaker potansiyeline normalde yalnız SA ve AV düğümlerde rastlanır. İleti sisteminin diğer hücreleri ise latent karekterdedir; SA ve AV düğümler depresyona uğradığı ya da ileti bloğu meydana geldiği zaman ritmik deşarjlar yaratabilirler. SA düğümün kontrolü olmadığı durumlarda AV düğümü otonom olarak dakikada yaklaşık 50 atım yapacak aksiyon potansiyeli meydana getirir. Benezer olarak SA ve AV düğümün kontrolü olmadığında purkinje lifleri dakikada yaklaşık 30 atım yapacak aksiyon potansiyeli meydana getirir.
ŞEKİL 13 Kalpte ritim belirleyen merkezlerin önceliği.
Kalp kası uyarılması için sinirsel impulsa gereksinimi olmayan, kendi uyarılarını kendisi oluşturabilme özelliği olan bir kastır. Buna karşın kalp ihtiyaca göre atım gücü ve
sayısı hormonal ve siniresl kontrol mekanizmaları denetlenir. Kalp kası otonom sinir sisteminin etkisi altındadır, ancak bu etki kalpteki uyarıları başlatma değil, kalbin kendiliğinden oluşturduğu kasılmayı düzenleyici niteliktedir. Parasempatik sinirler uyarılar atım hızı ve gücünü artırken Parasempatik(N. Vagus) kalp atım hızı ve gücünü azaltır.
ŞEKİL 14 Kalpi etkileyen sinirler ve eksersizdeki kalp atım sayısı
Bir kalp atımı, kalbin sağ kulakçığının üst bölümlerinde bulunan sinoatrial düğümün elektriksel bir uyarı çıkarmasıyla başlamaktadır. Bu düğümün özelliği eşit aralıklarla ve belirli bir hızda (dinlenme durumunda dakikada ortalama 60-80 kez) uyarı çıkarmasıdır.
Bu bölge kalbin doğal pili olarak bilinmektedir (pacemaker). Pacemakerın otonom olarak uyarı oluşturmasının nedeni pacemaker hücrelerin potansyum ve kalsiyum karşı ritmik geçirgenlik göstermeleridir.
Faz İsim Olay iyon
hareketi 0 Upstroke Hızlı Na kanallarının aktivasyonu (açılması) ve K+
permeabilitesinde azalma Na+ içeri
1 Erken hızlı
repolarizasyon Na+ kanallarının inaktivasyonu ve K+
permeabilitesinde geçici artış K+ dışarı
2 Plato Yavaş Ca2+ kanallarının aktivasyonu Ca2+ içeri
3 Son repolarizasyon Ca2+ kanallarının inaktivasyonu ve K+ permeabilitesinin
artışı K+ dışarı
4 İstirahat potansiyeli veya diastolik repolarizasyon
Normal permeabilitenin restorasyonu (atrial ve ventriküler hücrelerde)
Spontan olarak depolarize olan hücreler içine yavaş Na+ ve olasılıkla Ca2+ sızışı
K+ dışarı Na+ içeri, Ca2+ içeri?
Sinüs düğümünde (Sinoatrial) oluşmuş olan bu uyarı, kalbin her iki kulakçığı(atrium) boyunca, yine bu iş için özelleşmiş iletim yolları ile aşağıya doğru yayılıp bu uyarı ile
birlikte kulakçıklar(atrium) kasılarak içlerindeki kanı
karıncıklara(ventriküllere) gönderirler. Sonrasında uyarı, kulakçıklar ile karıncıklar arasında bulunan diğer bir özel bölgeye; atrioventriküler (AV) düğüme gelir.
ŞEKİL 15 Kalpteki ritmin kasılmayı ileten intekalat diskler
Elektrik iletisi karıncıklara ulaştırılmadan önce atrioventriküler düğümde 0.1 saniyelik gecikme kulakçıkların(atrium) karıncıklardan(ventrikülerden) önce kasılmasını sağlar. Böylelikle kulakçıklar ile karıncıkların aynı anda kasılması engellenir. Atrioventriküler düğümden geçen akım, His-Purkinje sistemi ile uyarı tüm karıncıklara yayılır ve karıncıklar kasıldıklarında içlerindeki kanı akciğerlere ve aort yoluyla vücuda pompalarlar. Böylelikle sinüs düğümü yeniden başka bir uyarı çıkarıp başka bir döngü başlatır. Sinoatrial düğüm dakikada ne kadar uyartı çıkartıyorsa (dinlenme durumunda ortalama 60–80 defa), kulakçıklar ve karıncıklar o sayıda sistol(kasılma) yaparlar. Bir kalp vuruşu karıncıkların sistolüdür.
Kalp kasındaki uyarılma kasılma eşleşmesinin moleküler mekanizmasını inceleyecek olursak: “Uyarılma-kasılma eşleşmesi” terimi, aksiyon potansiyelinin kas miyofibrillerinin kasılmasını sağlamak için kullandığı mekanizmayı ifade eder. Bu mekanizma iskelet kası ile benzerdir. Kalp kasında bu mekanizmada da farklılıklar olup, bunların kalp kasının kasılma özellikleri üzerinde önemli etkileri vardır. İskelet kası için de geçerli olduğu gibi, bir aksiyon potansiyeli kalp kasının zarı üzerine ilerlerken aynı zamanda transvers (T) tübüllerin zarları boyunca kalp kası lifinin iç kısımlarına da yayılır. T tübüllerindeki aksiyon potansiyelleri longitüdinel sarkoplazmik tübüllerin zarlarını etkileyerek, Ca+2 iyonlarının sarkoplazmik retikulumdan kasın sarkoplazmasına serbestlenmesini sağlarlar. Bu Ca+2 iyonları, serbestlenmelerini izleyen birkaç 1/1000 saniye içerisinde miyofibrillerin içine doğru difüze olur; aktin ve miyozinin birbirleri üzerinde kaymalarını sağlayan kimyasal tepkimeleri katalizleyerek kas kasılmasına neden olurlar.
Buraya kadar uyarılma-kasılma eşleşmesinin mekanizması iskelet kasındaki ile aynıdır, ancak çok farklı ikinci bir etki daha vardır. Sarkoplazmik retikulumun sisternalarından sarkoplazmaya serbestlenen kalsiyum iyonlarına ek olarak, aksiyon potansiyeli sırasında T tübüllerinden de sarkoplazmaya kalsiyum iyonlarının difüzyonu gerçekleşir. Bu da T tübülü zarı üzerindeki voltaj- bağımlı kalsiyum kanallarını açar . Hücre içine giren kalsiyum daha sonra sarkoplazmik retikulum zarı üzerindeki riyanodin reseptör kanalı da denilen kalsiyum serbestleyici kanalları(aktifleştirerek sarkoplazma içine kalsiyum serbestlenmesini tetikler. T tübüllerinden gelen bu sitoplazmik kalsiyum kalp kasını daha kuvvetli kasılmasını sağlar. Çünkü kalp kasının sarkoplazmik retikulumu, iskelet kasınınkine kıyasla daha az gelişmiştir ve tam bir kasılma sağlayacak kadar kalsiyum içermez. Diğer yandan kalp kasındaki T tübüllerinin çapı iskelet kasındakilerin 5 katıdır. Bu da, hacminin 25 kat büyük olduğu anlamına gelir.
Ayrıca, T tübüllerinin içinde büyük miktarda mükopolisakkarit bulunur ve bunlar elektronegatif yüklüdür ve bol miktarda kalsiyum iyonu bağlayarak aksiyon
potansiyeli T tübülüne ulaştığı zaman bu kalsiyum iyonlarını kalp kası lifinin içine difüze olmaya hazır şekilde saklarlar.
Kalp kasının kasılma kuvveti, büyük ölçüde, hücredışı sıvılardaki kalsiyum iyonlarının yoğunluğuna bağlıdır. Gerçekte kalsiyum içermeyen bir solüsyon içine yerleştirilen bir kalbin atımı kısa sürede durur. Bunun sebebi şudur: T tübüllerinin uçları hücre zarından geçerek kalp kasını çevreleyen hücredışı alana açıldığı için, kalp kasının interstisyumundaki aynı hücredışı sıvısı T tübüllerinde de dolaşır. Sonuç olarak, T tübül sisteminin içerdiği kalsiyum iyonlarının miktarı (kalp kası kasılmasını başlatmaya hazır kalsiyum iyonları) büyük ölçüde hücredışı sıvının kalsiyum iyonu yoğunluğuna bağlıdır.
Bunun aksine, iskelet kasının kasılma kuvveti, hücredışı sıvıdaki kalsiyum yoğunluğunun orta dereceli değişimlerinden hemen hemen hiç etkilenmez.
Çünkü iskelet kası kasılmasına neredeyse tamamen iskelet kası lifinin kendi içindeki sarkoplazmik retikulumdan serbestlenen kalsiyum iyonları neden olur.
Kalbin aksiyon potansiyelindeki platonun sonunda, kalsiyum iyonlarının kas lifinin içine akışı aniden son bulur ve sarkoplazmadaki kalsiyum iyonları hızla hem sarkoplazmik retikuluma hem de T tübüllerine hücredışı boşluğa geri pompalanır. Kalp kası gevşemesi Ca2+’u sarkoplazmadan temizleyecek olan iki taşıyıcıya dayanır.
1-Sarkolemmadaki Na+- Ca2+ değiştirici sitoplazmada ekstrasellüler sıvıya kalsiyum pompalar,
2-Ca 2+ ’u hücre dışına taşırken SERCA (Ca+2 -ATPaz pompası) Ca2+ ,u SR’ye döndürür. SERCA pompayı kısıtlayıcı işlev gören fosfolamban isimli, SR membranına gömülü (integral) küçük bir protein ile işbirliği yapar.
ŞEKİL 16 Kalp kasında kasılma mekanizması.
Fosfolamban fosforile edildiğinde pompayı inhibe etme özelliği azalır ki bu, pompayı daha hızlı çalıştırır. Bunun iki önemli sonucu olur: daha hızlı gevşeme süreleri ve bir sonraki kalp vurusunda salınmak üzere depolanmış Ca2+miktarında artış. Kalsiyum iyonları, ayrıca sodyum-kalsiyum değiştiricisi tarafından da hücreden uzaklaştırılır. Bu değişim sırasında hücreye giren sodyum daha sonra sodyum-potasyum ATPaz pompası tarafından hücre dışına taşınır. Sonuç olarak, yeni bir aksiyon potansiyeli oluşuncaya kadar kasılma durur.
Kasılmanın Süresi. Kalp kası, aksiyon potansiyeli başladıktan birkaç milisaniye sonra kasılmaya başlar, aksiyon potansiyelinin son bulmasından birkaç milisaniye sonraya dek kasılmaya devam eder. Dolayısıyla, kalp kasında kasılmanın süresini plato da dahil olmak üzere aksiyon potansiyelinin süresi belirler. Bu süre, atriyum kasında yaklaşık 0,2 saniye, ventrikül kasında ise yaklaşık 0,3 saniyedir.
Kalbin tetanik kasılma oluşturamaması, kalp kasının uzun bir mutlak refrakter döneme sahip olmasının bir sonucudur; refrakter dönem, aksiyon potansiyeli sırasında ve sonrasında uyarılmış durumdaki bir hücre zarının tekrar uyarılamadığı bir dönem olarak tanımlanır. Nöronlar ve iskelet kası liflerinde olduğu gibi, asıl mekanizma sodyum kanallarının inaktivasyonudur. İskelet kasının mutlak refrakter dönemi (1-2 ms) kasılma süresinden (20-100 ms) çok daha kısadır ve bu nedenle yapay uyarı ile birincisi tamamlanmadan ikinci bir kasılma oluşturulabilir (kasılmanın sumasyonu). Buna karşın, kalp kasında aksiyon potansiyelinin uzamış depolarizasyon platosu nedeniyle, mutlak refrakter dönemi hemen hemen kasılma süresi (250 ms) kadar sürmektedir ve böylece kas bu sürede sumasyon oluşturabilecek şekilde tekrar uyarılamaz. İskelet kasından farklı olarak, ventrikül kasılmasının herhangi bir derecede sumasyon gösterme yeteneği yoktur ve bu çok iyi/gerekli bir şeydir. Kalp kasının uzamış tetanik kasılmalara uğrayabildiğini bir düşününüz, böyle bir kasılma döneminde ventriküller kan ile dolamazdı -çünkü dolma ancak ventrikül kasının gevşemesi ile oluşabilir. Ve bu durumda kalp bir pompa olarak görevini sürdüremezdi.
Elektrokardiyogram (EKG)
Kalpin sahip olduğu ileti sistemi ve bu ileti sistemine bağlı olarak kalp kasının ritmin kasılması EKG ile belirlebilir. Kalp kasındaki elektirik aktivite kaydına elektrokardiyogram (EKG) adı verilir. EKG nin temel bileşenleri, P dalgası, QRS kompleksi ve T dalgasıdır. P dalgası, sinoatriyal düğümde meydana gelen depolarizasyonu; PR aralığı SA düğümünden AV düğümüne elektiriksel sinyalin iletim süresini ifade eder. QRS kompleksi ventriküler depolarizasyonun sonucudur ve ventriküler kasılmanın başlangıcını gösterir. Bu dalgayı izleyen T dalgası ise ventriküler repolarizasyonun sonucudur ve ventriküler gevşemeyi ifade eder (atriyal repolarizasyon dalgası ise QRS kom pleksi tarafından maskelendiği için gözlenemez). EKG kalbin sadece elektiriksel aktivitesi hakkında bilgi veren bir kayıttır. Elektirik sinyallerinin üretilmesi ve iletilmesinde kesintiler olursa EKG değişir. Bu değişiklikler, kalp içinde olan değişikliklerin gözlenebilmesine yardımcı olur.
EKG temeli kalp kasındaki tüm hücrelerin aksiyon potansiyellerinin vücutta dalgalar halinde yayılmasından yararlanarak kalbin elektriksel aktivitesinin kaydedilmesidir. EKG kalbin mekanik aktivitesinin incelenmesi için uygun bir yöntem değildir. Kalp kası (myokard) kendi başına kasılma özelliğine sahiptir.
ŞEKİL 17 Kalp EKG alınmasında kullanılan elektrotların oluşturduğu üçgen(EINTHOVEN ÜÇGENİ)
Kalbin sinüsatriel düğümünden (SA) çıkan uyarılar özel bir iletim yoluyla kalp kası myokard hücrelerine oluşır. Dinlenme durumda polarize halde olan bu hücreler, gelen uyarı ile uyarılarak (depolarize olarak) kasılırlar ve boyları kısalır. Böylece kalp odacıklarını çevreleyen myokardın bütünü büzüşerek içindeki kanı büyük(sistemik) ve küçük(pulmoner) dolaşıma gönderir. Buna kalp kasılması (sistolü) denir. Myokard hücreleri çok kısa süren bu kasılma döneminden sonra hemen eski elektrik yüklerini kazanarak tekrar sakin (polarize) duruma geçerler. Bu olay nabız sayısı kadar tekrarlanır. Nabız sayısı 60 olan kişide bu Depolarizasyon-Repolarizasyon olayı dakikada 60 defa tekrarlanır. Kalbin elektrik faaliyeti ile meydana gelen potansiyel değişiklikleri, kalp çevresindeki dokuların ve özellikle kanın yardımı ile bütün vücuda aynı anda yayılır. Vücudun çeşitli yerlerine konan iletici uçlar (elektrotlar) vasıtasıyla ortaya çıkan elektrik değişiklikleri yükseltilerek kaydedilir.
Vücudun çeşitli noktaları arasındaki potansiyel farkları kaydedilir ve o bölgeye göre adlar verilir. Her bir değişik bölge için çizdirilen elektrokardiyogram eğrisine derivasyon denmektedir.
ŞEKİL 18 Kalpte EKG elektrokardiyogram
P dalgası atriyum depolarizasyonunu gösterir. Sinoatriyal düğüm sağ atriyumda olduğu ve sinüs uyarısı da buradan çıktığı için ilk önce sağ atriyum depolarize olur. Bu nedenle P dalgasının ilk kısmı sağ atriyum, ikinci kısmı sol atriyum depolarizasyonunu gösterir. :
QRS kompleksinin başındaki ilk negatif dalgadır. Her zaman bulunmayabilir. R:
QRS kompleksindeki ilk pozitif dalgadır. S: QRS kompleksindeki ilk pozitif dalgadan (R) sonra gelen ilk negatif dalgaya denir. R': QRS kompleksinde, ilk pozitif dalgadan sonra gelen ikinci pozitif dalgadır. Q dalgası ventrikül repolarizasyonu nu gösterir. Bu safhada miyokard hücreleri yeniden negatif yüklerini alır ve tekrar depolarize olmaya hazırlanır.
Normalde T dalgası QRS kompleksi ile aynı yönde dir. QRS'in pozitif olduğu derivasyonlarda T dalgasının da pozitif, QRS'in negatif olduğu durumlarda T dalgasının da negatif olması beklenir. aVR'de ise T dalgasının negatif olması beklenir.
Kalp atımı etkileyen faktörler
Kalp atımı etkileyen temel iki faktör vardır:
(1) Kalbe dolan kanın hacmindeki değişikliklere cevap olarak kalbin pompalama işlevinin intrensek düzenlenmesi.
(2) Kalbin pompalama kuvvetinin ve hızının otonom sinir sistemi ile düzenlenmesi.
Kalbin pompalama işlevinin intrensek düzenlenmesi Frank-Starling Mekanizması ile açıklanabilir. Kalbin bir dakikada pompaladığı kanın miktarını çoğu zaman, venlerden kalbe dolan kanın miktarı olan venöz dönüş belirler. Yani, vücuttaki her çevre doku, kendi kan akımını denetler ve tüm bölgesel kan akımları toplanarak venler yoluyla sağ atriyuma döner. Kalp ise gelen bu kanı kendiliğinden sistemik arterlere pompalar, böylece kan tekrar dolaşıma katılır. Kalbin gelen kanın hacminde meydana gelen değişikliklere karşı gösterdiği intrensek uyum sağlama yeteneğine, yüzyıl önce yaşamış iki büyük fizyolog, Otto Frank ve Ernest Starling’in anısına, kalbin Frank Starling mekanizması adı verilir. Frank-Starling mekanizması temel olarak, kalp kası dolma sırasında ne kadar çok gerilirse (sarkomer boyu ≈2,2μm), kasılma kuvvetinin veaorta pompalanan kanın miktarının da o kadar büyük olacağı anlamına gelir. Diğer bir deyişle, fizyolojik sınırlar içerisinde kalp, venler aracılığıyla kendisine dönen kanın tamamını pompalar. Dinlenme halindeki bir kişide, kalp dakikada yalnızca 4-6 litre kan pompalar (atım hacmi x kalp hızı). Ağır egzersiz sırasında, kalbin bu miktarın dört ile yedi katını pompalaması gerekebilir. Kalbin pompaladığı hacmin düzenlenmesi başlıca iki yolla olur:
Kuvvetli sempatik uyarılma (örn adrenalin ile), genç erişkin insanlarda dakikada 70 atım olan normal kalp hızını 180-200 hatta nadiren 250 atıma kadar artırabilir. Bunu aksiyon poansiyelinin dinlenim zar potansiyelini kısaltarak yapar. Ayrıca, sempatik uyarılma parasempatik uyarının kalp üzerine olan baskılayıcı etkisini azaltarak da kalp hızını artırır. Diğer taraftan, sempatik uyarılma kalp kasılmasının kuvvetini normalin neredeyse iki katına çıkararak pompalanan kanın hacmini ve fırlatma basıncını da artırırlar. Bu nedenle, sempatik uyarılma daha önce tartışılan Frank-Starling mekanizmasının kalp debisinde neden olabileceği artışa ek olarak, maksimum kalp debisini çoğu zaman iki üç katı kadar daha artırabilir.
Bunun aksine, kalbe giden sempatik sinirler inhibe edilerek, kalbin pompalama gücü şu yolla orta derecede azaltılabilir: Kalbi besleyen sempatik sinir lifleri normal koşullarda, pompalama gücünü hiçbir sempatik uyarı olmaksızın gerçekleşecek olanın yaklaşık % 30 üzerinde tutacak şekilde, kalbe yavaş bir hızda ve sürekli uyarılar taşırlar. Dolayısıyla, sempatik sinir sisteminin etkisi normalin altına indiğinde, hem kalp hızı hem de ventrikülün kasılma kuvveti azalır ve kalbin pompalama gücü normalin % 30 kadar altına düşer .
► Termal etki: Sinus venosus bölgesinde sıcaklığın değişmesi kalp atım frekansını etkiler. Sıcaklık artarsa kalp atım frekansı yükselir, kasılma gücü azalır. Sıcaklık azalırsa kalp atım frekansı azalır, kasılma gücü artar. Termal etkinin myokard üzerindeki proteinlerin özellikle iyon kanalların üzerinde etkisi vardır. Vücut sıcaklığında artış, örneğin kişinin ateşi yükseldiği zaman gözlenen sıcaklık artışı, kalp hızının büyük oranda artmasına neden olur (1°C’lik artış kalp hızını 18 atım/dk artırır), hatta bazen normalin iki katına çıkarır. Düşük sıcaklık kalp hızını büyük oranda azaltır, öyle ki bir kişinin vücut sıcaklığı 15,5-21,1 °C arasında olup hipotermi nedeniyle ölüme yaklaştığı zaman, kalp hızı dakikada birkaç atıma kadar düşer. Bu etkiler olasılıkla, ısının kalp kası zarının kalp hızını belirleyen iyonlara geçirgenliğini artırarak, kendi kendine uyarılma sürecini hızlandırmasına bağlıdır. Sıcaklığın orta derecede artması, kalbin kasılma kuvvetini çoğu zaman (egzersizde olduğu gibi) geçici olarak artırır, fakat sıcaklığın uzun süre yüksek kalması, kalbin metabolik sistemlerini tüketerek zamanla güçsüzlüğe neden olur
► Kimyasal uyarıcılar: Adrenalin kalp atım frekansını ve genliğini artarır.
Adrenalin kalp kasılmaları β1 adrenerjik reseptörler üzerinden etkiler. Asetilkolin kalp atım sayısını azalır. Asetilkolin Muskarinik reseptörler yoluyla K+ geçirgenliğini arttırır.
ŞEKİL 19 Kalpte easetil koline bağlı yavaşlama mekanızması
Membranın eşik değere ulaşma süresi uzar. (Vagusun şiddetle uyarılması spontan deşarjları bir süre için duraklatır.) N. vagusun inhibitör etkisi kalbi durdurur.
Uyarmaya devam edilirse, 15–20 san içinde ventriküllerin, Purkinje liflerinden doğan eksitasyonlarla tekrar faaliyete başladığı görülür. Bu olaya Vagustan kurtulma (vagal escape) denir. Bu anda ventriküller Purkinje liflerinin ritminde (15–40/dak) çalışır.
Parasempatik sinirler tamamen çıkarıldığı zaman, normalde ortalama 70-80/dak. olan kalbin vurum sayısı 160/dak. kadar yükselir. Asetilkolin muskarinik ( M2 ) üzerindeki etkisi aracılığıyla kalp kasılmalarındaki frekans ve genliği kolinerjik reseptörlerle atırır.
Kısaca kalp sempatik ve parasempatik uyarılara tepki verir.
ŞEKİL 20 Kalpte nör epinefrine bağlı kasılmanın ritminin ve gücünün artışı
► Ekstrasellüler sıvıdaki iyonlarının konsantrasyonu: hücre dışı Ca2+konsantrasyonunun arttırılması kasılma gücünü artırır. Hücre dışı K+ konsantrasyonu, seçici olmayan bir şekilde, dış porları Ca2+ ve Na+karşı bloklar.
Böylece kasılmaların genliği azalır. Kalp diyastol (gevşeme) durumumda durur. K+ konsantrasyonu artışı (hiperkalemi), kalp hızının yavaşlamasına neden olur.
Kalp aşırı genişleyerek diyastolde durur.
► Potasyum İyonlarının Etkisi. Hücredışı sıvılardaki aşırı potasyum, kalbin fazlasıyla geniş ve gevşek hale gelmesine ve kalp hızının yavaşlamasına neden olur.
Büyük miktarlar, aynı zamanda kalp uyarısının A-V demeti yolu ile atriyumlardan ventriküllere iletilmesine de engel olabilir. Potasyum yoğunluğunun yalnızca 8- 12 mEq/L’ye (normal değerin iki veya üç katı) yükselmesi, kalbi öylesine zayıf düşürebilir ve ritmini bozabilir ki, ölüme neden olabilir. Bu etkiler, kısmen hücredışı
