Kalp, kalbe bağlı damarlar ve kan

uyarı ve ileti sistemi

Otonomi ve iletebilme

Kalp, düzenli olarak uyarı doğuran ve bu uyarıları bütün kalbe ileten özel bir sisteme sahiptir (Şekil 1.5). Bu sisteme uyarı ve ileti sistemi denir. Kalbin uyarı ve ileti sistemi şu bölümlerden oluşur: (1) Normal uyarıların doğduğu sinoatriyal (SA) düğüm (sinüs düğümü de denir). (2) Uyarıların SA düğümden AV düğüm ve sol atriyuma iletildiği internodal ve interatriyal yollar. (3) Uyarıların atriyumlardan ventriküllere geçerken gecikmeye uğradığı atriyoventriküler (AV) düğüm. (4) Uyarıları atriyumlardan ventriküllere ileten AV demet (His demeti). (5) Uyarıları ventriküllerin bütün bölümlerine ileten Purkinje lifleri.

Şekil 1.5 Kalbin uyarı ve ileti sistemi

SA düğüm

Kalp kası liflerinin çoğu kendiliğinden uyarı doğurabilme yeteneğine sahiptir. Ancak, bu özellik en çok özel uyarı ve ileti sistemi için geçerlidir. Bu sistemin en fazla kendiliğinden uyarı doğurabilen bölümü ise SA düğümdür. SA düğüm, vena cava superior ağzının yakınında, sağ atriyumun arka-üst duvarına yerleşmiş, elips şeklinde bir yapıdır. SA düğüm lifleri küçük olup atriyum lifleriyle devam eder. Bu nedenle SA düğümden başlayan herhangi bir aksiyon potansiyeli atriyumlara yayılır.
SA düğüm liflerinde istirahat membran potansiyeli -55 mV, ventrikül liflerinde ise -90 mV'dur. Ventrikül kasında aksiyon potansiyellerinin oluşumunda rol oynayan iyon kanallarının (hızlı sodyum kanalları, yavaş kalsiyum-sodyum kanalları, potasyum kanalları) fonksiyonu SA düğüm liflerinde farklıdır. Bunun nedeni SA düğüm lifleri istirahat membran potansiyelinin -55 mV olmasıdır. Membran potansiyelinin bu düzeyinde hızlı sodyum kanalları kapalıdır. Çünkü hücre membranının iç kısmında bulunan inaktivasyon kapıları –60 mV düzeyinde kapanırlar. Bu nedenle aksiyon potansiyeli ancak yavaş kalsiyum-sodyum kanallarının açılmasıyla oluşur. SA düğümde aksiyon potansiyelleri ventrikül lifindeki gibi ani olmayıp, yavaş gelişir.
SA düğüm liflerinde uyarıların doğmasına neden olan diğer bir özellik; sodyum iyonlarının sızması olayıdır. SA düğüm lifleri hücre membranlarının doğal yapısı sodyum iyonunu sızdırır. Hücre dışında sodyum konsantrasyonunun yüksek olması ve aynı zamanda hücre içinin negatif olması nedeniyle sodyum iyonları hücre içine sızma eğilimindedir. Bu sızma nedeniyle SA düğüm lifleri istirahat membran potansiyeli ventrikül kas liflerininkinden daha az negatifdir. Sodyum iyonlarının sızması; membran potansiyelini yavaş yavaş yükselterek -40 mV olan eşik voltaja erişmesine neden olur (pacemaker potansiyel). Bu noktada yavaş kalsiyum-sodyum kanalları açılır. Hem kalsiyum, hem de sodyum iyonlarının hücre içine girmesiyle aksiyon potansiyeli oluşur (Şekil 1.6). Böylece SA düğüm liflerindeki doğal sodyum sızması kendiliğinden uyarının doğmasına neden olur.




Şekil 1.6 Sinoatriyal düğümde pacemaker potansiyeller ve aksiyon potansiyelleri.
Aksiyon potansiyelinin bitiminde potasyum kanalları açılır, potasyum dışarı çıkar ve istirahat membran potansiyelini -55 mV'a indirir. Bu noktada potasyum kanalları kapanmaya başlar ve sodyum sızması istirahat membran potansiyelinin yukarı doğru sapmasına neden olur. -40 mV düzeyinde yeni bir siklus başlar.
Kalbin normal uyarı odağı (pacemaker) SA düğümdür. SA düğüm dışındaki uyarı odaklarına ektopik uyarı odağı adı verilir. SA düğümden doğan uyarıların frekansı 70–80/dk'dır. Kalbin diğer yerleri daha düşük frekansa sahiptir. Bu nedenle SA düğüm her uyarıda kalbin diğer taraflarını depolarize eder ve repolarize olur. Diğer merkezler kendilerine ait uyarıyı yapmadan SA düğüm ikinci uyarıyı göndererek yine her tarafı depolarize eder. Böylece AV düğüm ve purkinje sistemi, SA düğümden gelen depolarize edici uyarılar nedeniyle bizzat uyarı doğuramazlar. Bu şekilde, SA düğüm ritmi ile çalışan normal kalp ritmine sinüs ritmi denir. Sinüs ritminde atriyum kasılması ventrikül kasılmasından 0.16 saniye önce gerçekleşir, atriyum ve ventrikül kasılmaları düzenlidir.

İnternodal yollar

SA düğüm lifleri atriyum kas lifleri ile devam eder. SA düğümden doğan aksiyon potansiyelleri bu liflere geçer ve bu yolla atriyumlara ve AV düğüme yayılır. Aynı zamanda, SA düğüm ile AV düğüm ve sol atriyum arasında özel iletim yolları mevcuttur. Bu yollar interatriyal ve internodal yollar olarak adlandırılır. Bu özel yollarda ileti daha hızlıdır. Örneğin, ileti hızı atriyum kasında 0.3 m/sn iken atriyumlar arası anterior demette 1 m/sn'dir. Bu yolla uyarı sol atriyuma iletilir. Benzer şekilde ön, orta ve arka internodal yollar denen yollarla uyarı SA düğümden AV düğüme iletilir. Bu lifler Purkinje liflerine çok benzer. Kalbin çeşitli dokularında ileti hızları Tablo 1.1'de verilmiştir. Görüldüğü gibi kas lifi çapı küçüldükçe ileti hızı da azalır.

Tablo 1.1 Kalp dokusunda ileti hızları ve kas lifi çapı

Doku	İleti hızı (m/sn)	Kas lifi çapı (mikrometre)
SA düğüm	0.05	3–5
Atriyal yollar	1	3–15
AV düğüm	0.05	3–10
His demeti	1	20
Purkinje sistemi	4	30
Ventrikül kası	1	10–12

AV düğüm

AV düğüm; sağ atriyum septumunda, trikuspit kapağın hemen arkasında, septum interatriale’de bulunur. Uyarı SA düğümden doğduktan sonra internodal yollarla yaklaşık 0.03 saniyede AV düğüme ulaşır. Bu düğüme ulaştığı an ile yayılmaya başladığı an arasında 0.13 saniye geçer. Yani; uyarı AV düğümde gecikmeye uğrar. Görüldüğü gibi, SA düğümden doğan bir uyarının AV demete ulaşması için geçen zaman 0.16 saniyedir. AV düğümdeki gecikmeyi sempatik uyarı azaltır, parasempatik uyarı (nervus vagus) ise artırır.
AV düğümde gecikmenin nedeni; atriyum lifleriyle AV düğüm liflerini birleştiren bağlantı lifleri (junctional fibers) ve AV düğüm liflerinde ileti hızının çok düşük olmasıdır. Aynı zamanda AV düğümle AV demet arasındaki geçiş liflerinde (transitional fibers) de ileti hızı yavaştır. İleti hızının yavaş olması, bu liflerde çapın düşük olması ve bu yol üzerinde dizilen kas hücreleri arasında az sayıda gap junction bulunmasına bağlıdır. Bu yüzden iyonların bir hücreden diğerine iletilmesinde büyük bir direnç vardır. AV düğümdeki gecikme nedeniyle SA düğümden doğan bir uyarı atriyumlardan ventriküllere çok hızlı geçemez. Bu durum ventrikül kasılması başlamadan önce, atriyumların kasılmasını ve kanın ventriküllere boşalmasını sağlar.
AV düğümün diğer özellikleri şunlardır: (1) Uyarıyı atriyumlardan ventriküllere tek yönde iletir. Ventriküllere yapılan sıradışı bir uyarı ile ventrikülde sıradışı bir kasılma meydana geldiği halde atriyum kasılması meydana gelmez. (2) İkinci sıklıkla uyarı doğuran bir merkezdir. Dakikada 40–60 frekansda uyarı doğurur. Yani; AV düğümün çalıştırdığı kalp, sinus ritmine oranla daha düşük frekansla çalışır. Böyle durumlarda AV düğümün doğurduğu uyarılar atriyumlara ve ventriküllere aynı anda dağılacağından, atriyum ve ventriküller birlikte kasılır, arada bir süre bulunmaz. Bu ritme nodal ritm denir. (3) Atriyumlardan gelen uyarıları ventriküllere belli bir frekansa kadar iletebilir. Uyarı sayısının çok arttığı durumlarda uyarıların bir kısmı AV düğümdeki gecikmenin bir sonucu olarak ventriküllere geçemez. Yani; AV düğüm, fizyolojik bir blok oluşturur. Böylece ventriküllerin fonksiyonu bozulmaz. İlettiği en fazla uyarı sayısı 230/dk’dır. (4) AV düğüm atriyumlarla ventriküller arasındaki tek iletim yoludur.

AV demet ve Purkinje lifleri

AV düğüm, AV demet (His demeti) adı verilen özel bir miyokard dokusu ile devam eder. AV demet, atriyum ve ventrikül kasları arasındaki fibröz dokunun (anulus fibrosus; bu doku atriyum ve ventriküller arasında elektriksel bir izolatördür.) içinden geçer ve ventrikül septumu içinde, kalbin apeksine doğru 5–15 milimetre ilerler. Burada sağ ve sol olmak üzere iki dala ayrılır. Sağ dal sağ ventrikülde, sol dal sol ventrikülde apekse, oradan da kalbin tabanına doğru endokard altında ilerler. Aynı zamanda verdikleri küçük dallarla ventrikül duvarında yayılırlar. Bu küçük dallar Purkinje lifleri olarak adlandırılır. Purkinje lifleri kalp kası lifleri ile devam eder.
Kalpde uyarıların AV demete girdikten sonra Purkinje liflerinin son uçlarına kadar ulaşması için geçen zaman ortalama 0.03 saniye kadardır. Purkinje liflerinde iletinin bu kadar hızlı olması, Purkinje liflerini oluşturan hücreler arasında çok sayıda gap junction bulunmasından ileri gelir. Uyarı purkinje liflerinin uçlarına ulaştıktan sonra bizzat ventrikül kas lifleriyle ventrikül kas kitlesi içine yayılır. Uyarı dışarıya, kalbin yüzeyine doğru değil, dışa doğru açı yaparak yayılır. Bu nedenle uyarının ventrikül endokardiyal yüzeyinden epikardiyal yüzeye taşınması için 0.03 saniyelik bir zamana daha gerek vardır.
Uyarının AV düğümden ventriküle geçiş yolunda bir blok meydana geldiğinde (AV blok) atriyumlar SA düğümün normal ritmi altında kasılmaya devam ederken, Purkinje sistemi içinde yeni bir uyarı odağı oluşarak (ektopik uyarı odağı) dakikada 15–40 vurum yaptıracak hızda ventrikülleri uyarır. Böylece atriyumlar ve ventriküller ayrı ayrı frekanslarda ve birbirlerinden bağımsız olarak kasılmaya başlar. Bu ritme idio-ventriküler ritm denir. Ancak, Purkinje sistemi 5–30 saniyeden önce uyarı çıkaramadığından, bu süre içinde ventrikül kanı pompalayamaz. İlk 4–5 saniye içinde beyne kan gitmediği için şahıs bayılır. Bu durum Adam-Stokes sendromu olarak adlandırılır. Bu periyod çok uzarsa ölüm görülür.