Kalp, kalbe bağlı damarlar ve kan

Kalp siklusu

Kalp siklusu; kalbin tekrarlayan kasılma ve gevşemelerine karşılık gelir. Bir kalp kasılmasının başlangıcından onu izleyen kasılmanın başlangıcına kadar geçen periyoda bir kalp siklusu denir. Kasılma fazı sistol, gevşeme fazı diyastol olarak adlandırılır. Ancak, bu terimler sadece ventriküllerin kasılma ve gevşemesini ifade eder. Atriyumların da kasılıp gevşediklerini unutmamalıdır. Atriyumların kasılması ventriküller gevşediği zaman, diyastolun sonuna doğru görülür. Ventriküller sistolde kasıldıkları zaman atriyumlar gevşer (Şekil 1.7).


Şekil 1.7 Ventriküllerin sistol ve diyastolu.

Kalp fonksiyonu iki adımlıdır: Önce atriyumlar, sonra ventriküller kasılır. Atriyumlar ventriküllerden 0.16 saniye önce kasılır. Atriyumların gevşemesi esnasında venöz kan atriyumlara dolar, yükselen basınç atriyoventriküler kapakları açar ve kanın atriyumlardan ventriküllere akışını sağlar. Ventriküller atriyum kasılmasından önce yaklaşık %70 kanla dolar. Daha sonra atriyumların kasılması görülür. Atriyumların kasılması diyastol sonu kan hacmine (end diyastolic volume-EDV veya preload) %30 katkıda bulunur.

Diyastol sonu kan hacmi; diyastol sonunda ventrikülde bulunan kan hacmidir. Normalde, diyastol sonu her ventrikülde 110–130 mililitre kan bulunur. İstirahatte herbir ventrikülden her atımda bunun 70–90 mililitre'si fırlatılır. Her atımda fırlatılan kan miktarına atım hacmi (strok volüm) denir. Atım hacminin diyastol sonu kan hacmine oranı ejeksiyon fraksiyonu olarak adlandırılır. Görüldüğü gibi, ejeksiyon fraksiyonu yaklaşık 2/3'dür (%65). Sistol sonunda herbir ventrikülde yaklaşık 50 mililitre kan kalır ki; bu miktara sistol sonu kan hacmi (end-systolic volume) denir. Ventriküller diyastol esnasında tekrar kanla dolar.
Kalp dakikada ortalama 75 kez kasılır. Buna kalp hızı denir. Herbir siklus 0,8 saniye sürer. Bunun yaklaşık 0,3 saniyesi sistolde, 0,5 saniyesi diyastolde geçer.

Kalp siklusu sırasında basınç değişiklikleri

Bir kalp siklusu sırasında basınç ve hacim değişiklikleri Şekil 1.8’de gösterilmiştir. Bu şekil Wigger diyagramı olarak bilinir. Şimdi, sol ventrikül basınç ve hacim eğrileri üzerinde kalp siklusunun evrelerini inceleyelim. Bu sırada özellikle basınç değişiklikleri, hacim değişiklikleri ve kapakların durumuna (açık veya kapalı olmasına) dikkat edilmelidir.
(1) Ventriküller kasılmaya başlar başlamaz ventrikül içi basınç yükselir ve atriyoventriküler kapaklar atriyumlara doğru aniden kapanır. Atriyoventriküler kapaklar kapanınca ventriküllere ne kan dolar (çünkü atriyoventriküler kapaklar kapalıdır), ne de kan fırlatılır (çünkü ventrikül içi basınç semilunar kapakları açacak kadar yükselmemiştir). Ventrikül kası kasılmaya ve ventrikül içi basınç artmaya başlar. Ventrikül hacmi değişmeden ventrikül içi basıncın arttığı bu devreye izovolümetrik kontraksiyon fazı denir. Kalp kasının boyu değişmeksizin gerimi artar, bu nedenle izometrik olarak da adlandırılır. Ancak, bu tam doğru değildir; apeksden tabana çok az da olsa bir kısalma vardır. Bu devre aort ve pulmoner kapaklar açılana kadar sürer. Yani; izovolümetrik kontraksiyon fazı atriyoventriküler kapakların kapanmasından, semilunar kapakların açılmasına kadar geçen evredir. Süresi yaklaşık 0.05 saniyedir. Birinci kalp sesi atriyoventriküler kapakların kapanmasıyla oluşur ve izovolümetrik kontraksiyon fazında duyulur. Aort içindeki kan akışı devam ettiği için aort basıncı da giderek düşer.
(2) Sol ventriküldeki basınç aort diyastolik basıncını (80 mmHg), sağ ventriküldeki basınç pulmoner arter diyastolik basıncını (10 mmHg) aştığı anda; aort ve pulmoner arter kapakları açılır ve fırlatma (ejeksiyon) fazı başlar. Kanın ventriküllerden arterlere (aort ve pulmoner artere) atılması nedeniyle ventrikül hacmi hızla düşer. Fırlatma ilk önce hızlıdır, sistol ilerledikçe yavaşlar. Ventrikül içi basınç önce maksimuma yükselir (ventrikül hacmi azalırken sol ventrikül ve aortdaki basınç 120 mmHg'ya, sağ ventrikül ve pulmoner arterdeki basınç 25 mmHg’ya yükselir) ve sonra ventrikül sistolu sonlanmadan azalır. Bu devre semilunar kapakların kapanmasına kadar sürer. Yani; fırlatma fazı, semilunar kapakların açılmasından tekrar kapanmasına kadar geçen evredir. Fırlatma fazı (protodiyastolik dönem kabul edilmezse) 0.22 saniye sürer.
(3) Ventriküllerin diyastole geçmesi, yani gevşemeye başlamasından, aort ve pulmoner kapakların kapanmasına kadar geçen devreye protodiyastolik faz denir. Fırlatma fazını aort ve pulmoner kapakların açılmasından tekrar kapanmasına kadar geçen devre olarak tanımlarsak, protodiyastolik faz fırlatma fazı içinde yer alır. Süresi 0.04 saniye kadardır.
(4) Aort ve pulmoner kapaklar kapandıktan sonra (atriyoventriküler kapaklar henüz açılmamıştır) ventriküller hacimlerini hiç değiştirmeden gevşemelerine devam ederler. Ventriküllerdeki basıncın atriyumlardaki basıncın altına düştüğü (sol ventrikülde 0 mmHg) ana kadar, yani atriyoventriküler kapaklar açılana kadar süren bu devreye izovolümetrik (veya izometrik) gevşeme fazı denir. Yani; izovolümetrik gevşeme fazı, semilunar kapakların kapanmasından atriyoventriküler kapakların açılmasına kadar geçen evredir. Ventrikül hacmi değişmez, ama ventrikül içi basınç azalır. Süresi 0.08 saniye kadardır. İkinci kalp sesi izovolümetrik gevşeme fazında duyulur.




Şekil 1.8 Sol ventrikülün fonksiyonu ile ilgili olarak kalp siklusu sırasında ortaya çıkan olaylar, aort ve sol atriyum basıncı.

(5) Ventriküllerdeki basınç atriyumlardaki basıncın altına düşer düşmez ventriküllerin hızlı doluş fazı başlar. Ventrikül basıncının diyastol değerine inmesiyle, atriyumlardaki yüksek basınç atriyoventriküler kapakları açarak kanın hızla ventriküllere dolmasını sağlar. Bu sırada atriyum basıncı ventrikül basıncından 1 mmHg yüksektir. Kanın hareketi için bu basınç farkı yeterlidir. Çünkü normalde atriyoventriküler kapakların açıklığı o kadar geniştir ki; kan akımına hemen hemen hiç direnç göstermezler. Kan akımı nedeniyle ventrikül hacmi artar. Hızlı doluş fazının süresi 0.11 saniye kadardır. Hızlı doluş fazı diyastolun ilk 1/3'lük dönemini kapsar.

(6) Diyastolun ikinci 1/3'lük döneminde ventriküllere çok az kan geçer. Kanın ventriküllere akışının hemen hemen durduğu diyastolun bu ikinci 1/3'lük dönemine diyastaz denir. Süresi 0.19 saniye kadardır.
(7) Diyastolun 1/3 son döneminde atriyumlar kasılarak ventriküllere kanın akışına yeni bir hız verirler. Atriyum sistolu denilen bu dönem ventriküllerin dolmasının yaklaşık %30'undan sorumludur. Süresi 0.11 saniye kadardır.
Tablo 1.2’de kalp siklusu sırasında kapakların durumu verilmiştir.

Tablo 1.2 Sistol ve diyastol sırasında kapakların durumu

Periyod		AV kapaklar			Semilunar kapaklar
İzovolümetrik kontraksiyon		-			-
Fırlatma		-			Açık
Protodiyastolik		-			Açık
İzovolümetrik gevşeme		-			-
Hızlı doluş Diyastaz		Açık Açık			- -
Atriyum sistolü		Açık			-
(-); kapalı.

Kalbin iki tarafında olaylar aynı ise de, eşzamanlı değildir. Sağ atriyum kasılması sol atriyum kasılmasından önce oluşur. Bu durum sinoatriyal düğümün sağ atriyumda olmasına bağlıdır. Buna zıt olarak sağ ventrikül kasılması soldakinden sonra başlar. Sol ventrikül daha önce depolarize olduğu için sağ ventrikülden daha erken kasılır ve mitral kapak triküspid kapaktan, aort kapağı ise pulmoner kapaktan önce kapanır. Görüldüğü gibi kasılma sırası; sağ atriyum, sol atriyum, sol ventrikül ve sağ ventrikül olmak üzere saat istikameti yönündedir. Bununla birlikte, pulmoner arter basıncı (10 mmHg) aort basıncından (80 mmHg) düşük olduğu için sağ ventrikül ejeksiyonu sol ventrikül ejeksiyonundan önce başlar.
İki ventrikülün dakika atım hacmi eşittir. Ancak, normalde solunum (inspirasyon ve ekspirasyon) esnasında geçici farklar vardır. Ekspirasyon esnasında aort ve pulmoner kapaklar aynı anda kapanır, fakat inspirasyon esnasında pulmoner kapak aort kapağından sonra kapanır; ikinci ses sanki iki sesmiş gibi duyulur. Buna fizyolojik çiftleşme denir. Bu durum inspirasyonda venöz dönüşün artması ve bu nedenle sağ ventrikül sistol süresinin uzamasına bağlıdır.

Atriyumlarda basınç değişiklikleri

Sağ atriyum basıncına klinikte santral venöz basınç (CVP) denir. Santral venöz basınç 0-(-5) mmHg’dır. Atriyumlardaki basınç atriyum sistolu sırasında yükselir. Atriyum basınç eğrisinde 3 dalga görülür (Şekil 1.8). a dalgası: Atriyum sistolu nedeniyle oluşur. Atriyum kontraksiyonu sırasında sağ atriyum basıncı yaklaşık 4–6 mmHg, sol atriyum basıncı 7–8 mmHg yükselir. c dalgası: Ventriküllerin izovolümetrik kontraksiyonu sırasında kanın hafifçe geriye, atriyumlara akışı, fakat daha çok ventriküllerdeki basıncın artmasıyla atriyoventriküler kapakların atriyumlara doğru yükselmesi nedeniyle ortaya çıkar. v dalgası: Ventrikül kontraksiyonunun sonuna doğru görülür. Ventrikül kontraksiyonu sırasında atriyoventriküler kapaklar kapalı iken, kanın venlerden atriyumlara dolmasına bağlıdır. Ventrikül kontraksiyonu sona erdiği zaman, atriyoventriküler kapaklar açılarak kanın hızla ventriküllere dolmasını sağladığından v dalgası kaybolur.

Aort basıncı

İzovolümetrik kontraksiyon süresince ventrikül içi basıncın yükselmesi, semilunar kapakların açılarak kanın arterlere akışı nedeniyle yavaşlar. Arterlere giren kan arter duvarlarının gerilmesine ve arterlerde basıncın yükselmesine neden olur. Diyastol sırasında, arterlerin elastisiteleri sayesinde yüksek basınç korunur. Aort kapağı kapandığı zaman basınç eğrisinde bir çentik meydana gelir (dikrotik çentik). Bunun nedeni aort kapağının kapanmasından hemen önce kanın kısa bir süre için geriye doğru akması ve bunu izleyerek geri akımın aniden durmasıdır. Aort kapağı kapandıktan sonra, kanın sürekli olarak çevre damarlara akışı nedeniyle aorttaki basınç yavaş yavaş 80 mmHg’ya düşer. Pulmoner arter basınç eğrisi aort eğrisine benzer, ancak aort eğrisinin altıda biri kadardır.

Kalp hızı, sistol ve diyastol süreleri

Kalp hızı arttığı zaman hem sistol, hem de diyastol süresi azalır. Kalp hızı 75 iken sistol süresi 0.27 saniye, diyastol süresi 0.53 saniyedir. Kalp hızı 200 iken sistol süresi 0.16 saniyeye, diyastol süresi ise 0.14 saniyeye düşer. Görüldüğü gibi, kalp hızı arttığı zaman diyastol süresi daha çok azalır. Bu durum fizyolojik ve klinik bakımdan önemlidir. Kalp kası diyastol esnasında dinlenir ve ventrikül doluşu diyastolde meydana gelir. Ayrıca, sol ventrikülün subendokardiyal kısmına koroner kan akımı yalnız diyastol esnasında olur. Diyastolun kısalması ventrikül doluşunu azaltacağından, kalbin atım hacmi azalır. Normalde, kalp dakika atım hızı 180 oluncaya kadar, venöz dönüş bol olduğu sürece hızdaki artma ile kalbin atım hacmi artırılır. Ancak, çok hızlı kalp atışlarında doluş öylesine azalabilir ki; kalb debisi düşer ve kalp yetmezliği belirtileri ortaya çıkar. (Kalb debisi = Kalp hızı x Atım hacmi.)

Kalp siklusu ve elektrokardiyogram

Elektrokardiyogramda P dalgası depolarizasyonun atriyumlara yayılması nedeniyle oluşur ve ventrikül diyastolünün sonunda ortaya çıkar. Atriyum sistolu P dalgasından hemen sonra başlar. P dalgasının başlangıcından 0.16 saniye sonra ventriküllerin depolarizasyonuna bağlı olarak QRS dalgası belirir. Ventrikül sistolu R dalgasının sonuna yakın başlar ve T dalgasından hemen sonra sonlanır (Şekil 1.9). Dolayısıyla, QRS kompleksi ventrikül sistolünün başlangıcında ortaya çıkar. T dalgası ise diyastolün başlangıcında ortaya çıkar.




Şekil 1.9 Kalp siklusu sırasında elektrokardiyogram ve ventrikül içi basınç değişiklikleri arasındaki ilişki.

Klinik kullanımda sistol ve diyastol terimleri

Dar anlamı ile sistol kasılma, diyastol ise gevşeme demektir. Bu nedenle sistolun atriyoventriküler kapakların kapanmasıyla başlayıp, atriyoventriküler kapakların açılmasıyla bittiğini kabul etmek fizyolojik açıdan doğru olur. Ancak, atriyoventriküler kapakların açıldığı anı saptamak mümkün değildir. Bu nedenle klinikte sistol; atriyoventriküler kapakların kapanması (birinci kalp sesi) ile semilunar kapakların kapanması (ikinci kalp sesi) arasında geçen süre olarak kabul edilir. Diyastol ise semilunar kapakların kapanması (ikinci kalp sesi) ile atriyoventriküler kapakların kapanması (birinci kalp sesi) arasındaki süre olarak kabul edilir.