Kalp Elektrofizyolojisi Nedir
Kardiyak döngüyü başlatan elektriksel olaylar sağ atriumun üst tarafında superior vena kava boşluğunun yanındaki sinoatrial düğümün depolarizasyonu ile başlar. Kalp kasındaki interkale disklerin düşük elektriksel direnci sayesinde hücreler arası iletim sağlanır. Aktif bir hücredeki aksiyon potansiyeli komşu hücreleri depolarize eden elektrik akımının akmasına sebep olur. Sinoatrial düğümde oluşturulan aksiyon potansiyeli 1,0 ile 1,2 m/s hızla tek bir kasmış gibi hareket eden atriumlara yayılır. Bunun sonucunda ortaya çıkan ilk mekanik cevap atriyal sistoldür
Kalpte temel elektriksel olaylar, bir aksiyon potansiyelinin oluşması ve ilerlemesidir. Bu süreç ile membran potansiyeli negatif istirahat potansiyelinden pozitif duruma dönüşür (depolarizisyon) ve daha sonra istirahat düzeyine repolarize olur. Hücre membranında özel iyon kanal proteinleri, aksiyon potansiyellerini oluşturmak üzere açılır ve kapanır. İyon kanallarının farklı ekspresyonu veya fonksiyonu kardiyak dokulardaki elektrofizyolojik heterojeniteden sorumludur. Bu heterojenite miyokardiyal hücrelerde aksiyon potansiyelinin uzaması ve aritmilere sebebiyet verebilmektedir. Hücreden hücreye ileti özel proteinlerden oluşmuş “gap junction’lar” vasıtası ile olur.
Özel kardiyak ileti sistemi, normal kalp atımının başlatıldığı bölgeyi içerir ve tüm kalpte elektriksel aktivasyon dizisine, zamansal ve bölgesel olarak rehberlik eder. Normal bir kalp atımı sinoatriyal düğümde başlar. Aktivasyon, sağ atriyumun üst bölgesinden başlayarak tercihli yollardan sol atriyuma (Bachman huzmesi) ve bazal interatriyal septumda lokalize olan atriyoventriküler (AV) düğüme doğru ilerler (krista terminalis yolu ile).
Kompakt AV düğümünün kesin sınırları tartışmalıdır, ama AV düğümü ve bunun atriyal uzantıları için genel olarak önemli olan bölge Koch üçgenidir. Koch üçgeni,
Todaro (sefelad) tendonu, triküspid kapak anulusu (kaudat) ve koroner sinus ostiyumu (posterior) ile çevrilidir. Distal AV düğümü, His demeti ile devam eder. His demeti sağ ve sol dallara ayrılır. Sağ dal tek bir yapı olarak devam eder ve ventriküler miyositlerle temas eden histolojik olarak ayrı Purkinje liflerine ayrılır. Membranöz interventriküler septumu geçtikten sonra sol dal, anterior, posterior ve orta demetlere ayrılır. Bunların hepsi Purkinje lifleri olarak devam eder. Bu bölgelerin her birisinde kaydedilen aksiyon potansiyellerinde farklı iyon kanal popülasyonlarının varlığına bağlı farklı morfolojiler vardır
Ventriküler miyokardiyumun farklı bölgelerinde kaydedilen aksiyon potansiyellerinin süresi ve morfolojisi farklılık gösterir. Sol ventrikül serbest duvarı, fonksiyonel olarak ayrı, ama histolojik olarak benzer hücre tiplerinden oluşmuştur. Bunlar dıştan içe doğru epikardiyal tabaka; ventriküler kaviteleri kaplayan ve özel ileti sisteminin terminal öğelerini içeren kısım olan endokardiyal tabaka ve miyokardiyal hücre tabakası olarak sıralanır
Midmiyokardiyal hücre tabakası, total sol ventiküler kütlenin yaklaşık olarak %30’unu oluşturur ve epikardiyal ve endokardiyal hücrelerdeki aksiyon potansiyelleri ile karşılaştırıldığında daha uzun istirahat aksiyon potansiyelleri ile karakterizedir. Midmiyokardiyal hücrelerin aksiyon potansiyelleri de, kalp yetmezliğinde, kalp hızı yavaş olduğu esnada ve aksiyon potansiyelini uzatan çeşitli ilaçlar kullanıldığında orantısız bir şekilde uzar. Bu koşullarda, aksiyon potansiyeli süresinde heterojenite artışının, reentrant eksitasyona katkıda bulunduğu düşünülür. Histolojik olarak diğer hücre tabakalarına benzer olmasına rağmen, miyokardiyal hücreler, diğer tabakalara göre daha hızlı ve daha güçlü bir şekilde kasılır. Mekanik sistolü oluşturmak için, kalsiyum iyonlarının (Ca2+) intraselüler depolardan (sarkoplazmik retikulum) salınması gerekmektedir. Bu salınma işlemi miyokardın elektriksel aktivasyonu ile gerçekleşir
Kalp Anatomisi Hakkında
Kalp metabolit, besin maddesi ve hormon içeren yeterli seviyede oksijenlenmiş kanı vücuda pompalayarak an be an değişen metabolik ihtiyaçları karşılayan ve bu sayede vücut içi dengeyi sabit tutan önemli bir organdır Kalbin en önemli iki karakteristik özelliği kasılabilir ve ritmik olmasıdır. Kalpte venöz dönüş, kasılma sırasında ortaya çıkan akış direnci ve kasılma sıklığı arasındaki ilişki sinir sistemi ve nörohumoral faktörler tarafından düzenlemekle birlikte içsel kardiyak oto düzenleme mekanizmaları da vardır. Kalbin tabanı ile apeksi arasındaki uzunluk 12 ile 13 cm arasında genişliği ise en geniş bölgesinde 7 ile 8 cm arasındadır. Ağırlığı kişinin toplam vücut ağırlığının 0.474%’ü kadardır. Üçüncü ve altıncı kaburgalar arasında, göğüs boşluğunun tam merkezinde, iki akciğerin alt tarafındaki boşlukta konumlanmıştır. Kalbin tabanından apeksine olan doğrultusu vücudun soluna ve önüne doğrudur
kalp sağ ve sol ventriküller ve sağ ve sol atriyumlar olmak üzere dört odadan oluşur. Sol ventrikülden pompalanan kan aort vasıtası ile sistemik arteriyel sistemin kanlanmasını [10], ve bu sayede doku ve organlara oksijenlenmiş kanın ulaşmasını sağlar Sağ ventrikül karbondioksitçe zengin olan kanı pulmoner semilunar valf çıkışından [9] akciğerlere pompalayarak pulmoner arter ağacının kanlanmasını ve aynı zamanda da kirli kanın kalbin sol atriumuna dönmeden önce akciğerlerde temizlenmesini sağlar. Kalbin sağ kısmına tüm vücuttan gelen kanı toplayan damarlar (vena kava inferior ve vena kava superior) açılır. Bu kan akciğer atardamarı (pulmoner arter) ile sağ kısımdan ayrılır. Akciğerlerden akciğer toplardamarları (pulmoner venler) ile dönen kan, sol kulakçık ve sol karıncığı dolaşarak aort damarları ile tüm vücuda pompalanır Sol ve sağ atriumlar rezervuar görevi görürken sol ve sağ ventriküller pompalama görevini üstlenirler. Pulmoner dolaşım sırasında temizlenen kan sol atriumda birikirken, sistemik dolaşım sırasında kirlenen kan ise sağ atriuma dolarak ventriküllerin kasılmadan önce yeterli miktarda kanla dolmasını sağlar
Kalpte dört adet kapakçık vardır. Bu kapakçıklar kalbe kanın dolması ve pompalanması sırasında görev alırlar. Mitral kapak sol atriyum ve sol ventrikül arasında yer alır ve sol atriyumdan sol ventriküle doğru olan akışı kontrol eden tek yönlü bir kapaktır. Triküspit kapak adından da anlaşıldığı gibi yaprak biçiminde üç parçadan oluşur ve sağ atriyum ile sağ ventrikül arasında yer alır. Sağ ventrikül ve düşük basınçlı pulmoner arteriyel sistem pulmoner kapak ile birbirinden ayrılmıştır. Aort kapağı sol ventrikülle aort damarı arasında bulunur.
Kalp duvarı üç tabakadan oluşur. Bunlar içten dışa doğru olarak endokart, miyokart ve perikart olarak sıralanır. Endokart, kalp odacıklarının iç yüzünü döşeyen, kalp kapakçıklarını örten, ince, düz ve parlak bir epitel dokusudur. Miyokart, kalp duvarının ikinci tabakası olan kas tabakasıdır. Atriyumların kas tabakası iki katmanlıdır.
Ventriküllerin kas tabakası üç katmanlıdır. Perikart ise kalbin en dış tabakasıdır. Kalbi ve kalbe girip çıkan büyük damarların kök kısımlarını içine alan iki yapraklı fibröseröz bir torbadır, kalbi korur ve kalp hareketlerini sınırlar
Koroner sistem
Kalbe oksijenlenmiş kanı taşıyan ve oksijeni azalmış kanı kalpten toplayan damarların oluşturduğu ağa koroner dolaşım denir. İki ana damar olan sağ ve sol koroner atardamarlar kalbe kan sağlar. Sol koroner atardamar iki ana kola ayrılır; sol ön inen atardamar, karıncıkların ön duvarları ve septumun (sağ ve sol ventriküler boşlukların arasında kalan kalın kas yapısı) 2/3’lük kısmını besler, sirkumfleks atardamar sol ventrikülün yan duvarlarına kanı götürür. Sağ koroner atardamar sağ ventrikülün duvarına kan taşır. Ana koroner damarlar ve bunların ilk kolları kalbin dış yüzeyinde bulunur. Oksijenlenmiş kan miyokarta giren daha küçük damarlarla taşınır. Küçük miyokart içi damarlar kanı toplar ve koroner sinüs, büyük orta kardiyak toplardamar, sağ karıncık alt toplardamarı gibi daha büyük toplardamarlarda birleşir ve sağ kulakçıktaki bir açıklığa kanı boşaltır
Nitrik Oksit (NO)
İltihapta önemli moleküllerden birisi nitrik oksittir. Basit bir gaz olan nitrik oksit sinir sistemi, bağışıklık sistemi ve dolaşım sistemi için önemli bir uyarı ileti moleküldür (16). Steroid hormonlar gibi, NO’de, hedef hücresinin plazma zarından doğrudan difüzyon ile girebilir (17). Bununla birlikte NO’in etkisinin moleküler temeli, steroidlerden farklıdır. NO transkripsiyonu düzenleyen bir alıcı proteine bağlanmak yerine hücre içi hedef enzimlerin işlevini değiştirir (16). NO arjinin amino asidinden nitrik oksit sentetaz enzimi tarafından sentezlenir. Bir kez sentezlenince, NO hücreden dışarıya çıkar ve komşu hücreleri bölgesel olarak etkileyebilir
NO’in etkisi, çok kararsız olması ve yarılanma ömrünün yalnızca birkaç saniye sürmesi nedeniyle bu gibi bölgesel etkiler ile sınırlıdır. NO’in ana hücre içi hedefi guanil siklazdır. NO bu enzimin aktif merkezindeki bir “hem” grubuna bağlanır, bir ikincil mesajcı olan siklik GMP sentezini uyarır. Ek olarak NO sistein kalıntılarının nitrozillenmesi ile bazı hedef proteinlerin yapısını doğrudan etkileyebilir (16). NO’in etkisini tanımlayan en iyi örneklerden birisi, kan damarlarının genişlemesi için uyarı iletimidir
Bu olaydaki birinci basamak, kan damarlarının, duvarındaki sinir hücrelerinin sonlarından, asetilkolin gibi bir sinir ileticilerinin salınımıdır (17). Bu sinir ileticileri endotel hücreleri üzerinde NO sentezini uyarıcı etki yapar (17). Böylece N guanil siklazı işlevselleştireceği yer olan komşu düz kas hücrelerine yayılım olur ve sonuçta kas hücrelerinin gevşemesini ve kan damarlarının genişlemesini uyaran siklik GMP sentezlenir. Örneğin, NO penil dikleşmesine yol açan kan damarlarının genişlemesi için sinyal iletiminden sorumludur. NO, damar genişlemesi, konak savunması, hücresel çoğalma gibi birçok hücresel mekanizmalarda rol alır. Ancak yüksek miktarlarda NO dokular için zararlı bir özelliğe sahiptir.
Nitrik Oksit Sentetazlar (NOS)
NO, nitrik oksit sentetaz enzimleri (NOS) tarafından sentezlenir. Üç farklı izoenzim tespit edilmiş olup bunlar nöronal NOS (nNOS), endotelyal NOS (eNOS) ve tetiklenebilir NOS (iNOS) olarak sınıflandırılmıştır
eNOS ve nNOS normal fizyolojik durumlarda salınmalarına karşın iNOS normal fizyolojik koşullarda salınmamaktadır. iNOS daralma, yaralanma, otoimmun hastalıklar ve yangı gibi çeşitli durumlarda sitokinleri ve diğer bağışıklık uyaranları güçlü bir şekilde etkilemektedir. iNOS lipopolisakkarit ve INF gama gibi çeşitli iltihaba yol açan proteinler ile bir kez uyarıldığı zaman diğer NOS’lardan çok daha fazla ve hızlı bir şekilde NO sentezi yapar. iNOS böylece antimikrobiyal etki yapmakla birlikte konak dokularında da yıkıma sebep olur
Nitrik oksit sentetazlar protein sonrası parçalama mekanizması ile kontrol edilirler . Üç NOS formu da sadece homodimer halinde etkin hale gelirler. Dimerizasyon için kalmodilin bağlanması gerekmektedir. iNOS ve nNOS dimerizasyonu, tetrahidrobiopterin’in (BH4) bağlanması halinde sabit hale gelir. Merkezi sinir sistemi proteini olan kalirin, makrofajlar tarafından üretilen NAP110 gibi proteinler NOS izoformlarının dimerizasyonunu önleyerek protein sonrası kontrol mekanizmasında görev alırlar. eNOS izoformu endotelyal hücrelerin golgi cisimciği ve plazmalemma vezikülleri membranlarında bulunmaktadır
