1 - Fizyoloji Kalp Kası ve Kalbin Ritmik Uyarılması 29.01.2013 1 KALP KASI ve KALBİN RİTMİK UYRALIMASI Dr.Bekir Çoksevim coksevim@erciyes edu.tr 29.01.2013 3 Öğrenim Hedefleri: • Kalp hk genel bilgi • Kalp kasının özellikleri • Kalp Çalışmasının düzenlenmesi • Kalbi uyaran sinirler, etkin maddeleri ve uyardıkları bölgeler • Sinir sisteminin kalbin çalışması üzerine etkileri • Vagustan kurtulma (vagal escape) • Baroreseptörler, yerleşim yerleri, kan basıncı ile ilişkisi • Atriyum gerilme reseptörleri,Bainbridge, Okülo-kardiyak, Bezold-Jarisch Refleksleri • Kalp çalışmasının hümoral kontrolü HEART 29.01.2013 5 Kalp • -Kalp kası erkeklerde %0.43/vücut ağ., bayanlarda %0.40/vücut ağ. kadardır, • -Bazen %1/vüc.ağırlığı büyüklüğüne ulaşabilir, • -Çizgili kas olmasına rağmen iskelet kasından farklı özellikler gösterir, • -Kalp atrium ve ventriküllerden oluşur, • -Atrium ve ventriküller perikard , miyokard, endokard’tan oluşmuştur, HEART • Hollow, muscular organ • 300 grams (size of a fist) • 4 chambers • found in chest between lungs • surrounded by membrane called Pericardium • Pericardial space is fluid-filled to nourish and protect the heart. 29.01.2013 7 • Dolaşım Sistemleri – Pulmoner dolaşım – Sistemik dolaşım 29.01.2013 8 Kalp Fonksiyonları • Kan basıncını oluşturur • Kan sirkülasyonunu yönlendirir – Kalp, sistemik ve pulmoner dolaşımı birbirinden ayırır. • Kanın tek yönlü akışını sağlar – Bunda kalp kapakları büyük rol oynar • Kan ihtiyacını düzenler – Metabolik ihtiyaçta değişikliğe paralel olarak kontraksiyon gücünü ve kasılma hızını ayarlar 29.01.2013 9 • Kan damarları yoluyla oksijeni ve barsaklarda emilen besin maddelerini dokulara iletir • Metabolizma sonucu oluşan artık maddeler ve CO 2 ’nin dokulardan uzaklaştırılmasında rol oynar • Vücut temperatürünün düzenlenmesine katılır • Hormonların salgılandıktan sonra etki yerlerine ulaştırılmasında yer alır • Tüm bu işlevleri yaparken kalp, kan damarlarından oluşan sistemik dolaşımı ve pulmoner dolaşımı kullanır 29.01.2013 10 KALBİN GENEL YAPISI 29.01.2013 11 • -Perikard; kalbi komşu dokulardan ayıran parietal ve viseral yapraklardan oluşur, • -Bu yapraklar kalbin ani büyümesini önler,nispeten sabit konumda kalmasını sağlar, • -Miyokard kalp kasıdır, atriumlarla ventrikülleri annulus fibrozus ayırır, • -Kalp kası da aktin-miyozin filamentleri içeren miyofibrillere sahiptir, 29.01.2013 12 Kalp Duvarı 29.01.2013 13 Kalp Kası Kalp kası: • Dallanma gösterir, • Kas lifleri tek bir nüklous içerir, • Kas lifleri birbirine interkale disklerle bağlanır. • Bu disklerin içerikleri: a)Desmosom ile iki katlı membran birbirine bağlanır, b)Kalpte depolarizan dalgaların hücreden hücreye aktarımından sorumlu gap- junctionları içerir. c)Elektriksel olarak kalp kası tek bir ünite gibi davranır 29.01.2013 14 Kalp • -Kalp kası fonksiyonel sinsityum özelliği gösterir, • -Miyokard lifleri anatomik sinsityum oluşturmaz, • -İnterkale diskler sayesinde ileti direnci çok azdır(1/400), • -Miyokard fibrillerinin sarkolemması daha incedir, • - Bu nedenle Sarkolemma direnci daha azdır, • -Miyofibriller interkale disklerde sona ererler, 29.01.2013 15 29.01.2013 16 • -Miyokard lifleri seri halinde birbirleriyle bağlıdır, • -Kasılabilen ünitenin çapı 0.5-2 mikron arasında değişir, • -Kalpte bir kas hücresi 16-20 mikron kadardır, • -Her kas lifi 200-300 miyofibril içerir, • -İstirahat halinde miyokard sarkomeri 1-2 mikron kadardır, 29.01.2013 17 Kalp • -Uzun ve daha çok mitokondri içerir, • -Miyokard iyi gelişmemiş sarkoplazmik retikuluma sahiptir, • -Kalp kası hep veya hiç kuralına göre çalışır, • -Kalp kasının kasılmasına sistol, gevşemesine diastol adı verilir, • -Miyokard aerobik karakterdedir, • -Endokard, kalp boşlularını döşeyen zardır, • -Kalbin boşlukları 400ml, çeperleri 300ml kadardır, 29.01.2013 18 KALBİN FİZYOLOJİK ÖZELLİKLERİ • -Batmotrop:Eksitabilite:İrritabilite:Uyarılabilme • -İnotrop:Kontraktilite:Kasılabilme • -Dromotrop: Konduktibilite:İletebilme • -Kronotrop: otoritmisite:otonomi • 29.01.2013 20 • BATMOTROP: • -Her uyarılabilen doku kendine özgü cevap verir • -Kalp hem intrensek hemde ekstrensek uyarılır • -Miyokard sistol esnasında uyarılmaz • -Zaten refrakter periyod sistole uyar • -Mutlak refrakter aralıkta kalp hiç uyarılmaz 29.01.2013 21 • MRP atriumda 0.15sn, ventrikülde 0.3sn’dir • RRP atriumda 0.035sn, ventrikülde .05sn’dir. • Rerlatif refrakter aralıkta daha güçlü bir uyaranla kalp uyarılabilir • Kalpte refrakter periyodun uzun olması ritmisite için gereklidir, • Refrakter aralığın sistol boyu devam etmesi sumasyon ve tam tetanus oluşturmaz 29.01.2013 22 29.01.2013 23 29.01.2013 24 • Kalpte SA dışında membran potansiyeli –80,-90mv arasındadır • Hep veya hiç yasasının ispatlanabilmesi için kalbin durdurulması gerekir(l.Stannius Bağı) • Kalpte merdiven olayı da görülebilir(Bowdich olayı), 29.01.2013 25 • İNOTROP: • Kalpte aksiyon potansiyeli beş faz oluşturarak meydana gelir • Kalp aksiyon potansiyeli süresi 350ms civarında sürer • Depolarizasyon uzun olması iyon kanallarının farklı zamanlarda aktif hale gelmelerinden dolayıdır, • Fazlar; 0, 1, 2, 3, 4 olarak adlandırılır 29.01.2013 26 Kalp kası aksiyon potansiyeli: 29.01.2013 27 Kalbin Farklı Bölgelerindeki Aksiyon Potansiyelleri 29.01.2013 28 • • KALP AP' SİNDE FAZLAR • • FAZ 0 : Uyaranla birlikte hızlı Na kapılarının açılarak Dep.'in başlaması • FAZ 1 : Klor'un hücre içine akışı ve K'un sızmaya başlaması • FAZ 2 : Ca-Na simport mekanizmasının plato oluşturması • FAZ 3 : K'un hücreyi terketmesiyle repolarizasyonun oluşması • FAZ 4 : Öncelikle Na-K bağlı olarak Ca-Na antiport pompalarının aktifleşmesi 29.01.2013 29 29.01.2013 30 Kalp kası kasılma mekaniği 29.01.2013 31 AP-kontraksiyon ilişkisi: • AP iskelet kasında oldukça kısa sürelidir • AP biter bitmez kasılma ölçülebilir, – AP kalp kasında uzun sürelidir – AP ve kasılma birbiri üzerine binmiştir. – AP bittiğinde aynı zamanda kasılma da sona erer Faz 0 ve 1 : EKG nin R ve S dalgasına karşılık gelir Faz 2 : EKG nin ST segmentine karşılık gelir. Faz 3 : EKG nin T dalgasına karşılık gelir. Faz 4 : Aksiyon potansiyelin bu fazı kalbin diyastolü ile ilişkilidir. 29.01.2013 34 • DROMOTROP: • -Atriumlarda ileti Bachman, Wenqebach, Torel ileti yolakları ile, • -Ventriküllerde ise • His Demetleri, Purkinje lifleriyle sağlanır. • - İleti Hızları: Kalbin farklı bölgelerinde farklı ileti hızına sahiptir. • 29.01.2013 35 Değişkenler Yaklaşık Hücre Çapı (µm) İleti Hızı (m/s) Sinüs düğümü 5 0.05 Atriyum Kası 10 0.3-0.5 Atriyo-ventriküler düğüm 5 0.05 Purkinje lifleri 30 1.5-4 Ventrikül kası 9-16 0.4-1 29.01.2013 37 29.01.2013 38 • KRONOTROP: • • -Kalbin en önemli özelliğidir • -İntrensek ve ekstrensek uyaranlar ritmik kasılmaları sağlarlar • -Eksitasyon odaklarına pacemaker da denir • -Membran geçirgenlikleri diğer dokulardan farklıdır • -SA'nın membran potanyeli -55, -60mV arasındadır • -SA'da membran potansiyeli sabit değildir • -İstirahatte devamlı daha az negatif duruma geçer • -Sükun durumunda membranın K'a karşı sızdırmazlığı artar • -Pacemaker potansiyelinin 3 faz’ı vardır(0,3,4) 29.01.2013 39 Pacemaker potansiyeli: Faz 0 : SA düğüm ve A V düğüm hızlı Na+ kanalları kapsamaz. Spontan diyastolik depolarizasyon yavaş Na girişi ile eşik seviyeye ulaşınca voltaja duyarlı Ca ++ kanalları açılarak Ca ++ hücre içine girer. Depolarizasyon esas olarak T- tipi yavaş Ca ++ akımı (I Ca-T ) nedeni ile olur. 0 faz’ının çıkış hızı ileti hücrelerinde olandan daha azdır. Faz 3 : Repolarizasyon Ca ++ kanalları açıldıktan kısa bir süre sonra inaktif hale gelir. K+ permeabilitesi artar. K+un hücre dışına çıkması ile hücre giderek repolarize olur. Faz 4 : Pacemaker potansiyeli Pacemaker hücresi istirahat membran potansiyeli (-60 mV-70mV) K+ iyonunun sürekli dışarı sızması ile oluşur. K+ permeabilitesinin zamanla azalması yavaş depolarizasyona neden olur. Hücre içine yavaş Na+ akımı ( funny current I f ) pacemaker hücrelerinde faz 4 spontan diyastolik depolarizasyona neden olur. . Hiperpolarizasyon da aktive olur. Kısmen yavaş depolarizasyon, eşik potansiyele ulaşıncaya kadar devam eder. Eşik değere ulaşınca (-40mV-50mV) 0 fazı başlar. 29.01.2013 43 • Negativitenin azalmasına bağlı prepot. oluşur(pacemaker pot.), • Prepot -40mV'a ulaşınca AP başlar, • Prepot'lar SA, AV, His demeti ve Purkinje sisteminde meydana gelir, • SA'da prepot. Diğerlerine göre daha çabuk meydana gelir, • SA'da deşarj frekansı 60-80 arasındadır, • SA'ya Nomotop eksitasyon merkezi de denir. 29.01.2013 44 SA'yı şu faktörler etkilerler • -Sempatik ve parasempatik tonustaki değişim, • -Kalsiyum, Sodyum, Potasyum, pH, Isı, Hipoksi, gibi uyaranlar, • -Kolinerjik vagal liflerin uyarılması • -Prepot eğiminin düşmesi • -Hiperpolarizasyon oluşması • -Ach’nin K çıkışını arttırması, • -M2 reseptörlerin cAMP aktivasyonunu azaltması, • -Ca kanallarının açılmasının yavaşlaması, • -Ateşleme hızı(deşarj frekansı) azalması, ve • -Vagus etkisi, • Sağ vagus SA'yı etkiliyerek ritmi yavaşlatır • -Sol vagus AV'yi etkileyerek iletiyi yavaşlatır • 29.01.2013 46 Sempatik aktivitenin artması ise ; • Zar potansiyelinin hızla sıfıra yükselmesi, • Noradrenalin'in aktif hale gelmesi, • Beta-1 reseptörlerin uyarılması, • cAMP miktarının artması, • Ca kanallarının açılmasının sağlanması, • Hücreiçi Ca miktarının arttırılması, • Na iyonunun da dep'in oluşmasına, • ve hızlanmasına katkıda bulunması. 29.01.2013 47 Teşekkürler • 1-Soru Örnekleri veBilinmesi gereken konu: • Kalp Kası AP Fazları • 6-Hangisi T tip Ca kanallarına etkili antihipertansif ilaçtır ?(TUS) • a-Mibefradil • b-Verapamil • c-Diltiazem • d-Amlodipin • e-Nifedipin • • Pace – Maker hücrelerinde AP : • FAZ 0 :Ritmik boşalım yapan bu hücrelerde AP ca bağımlıdır.Buradaki Ca kanallar T tip • Faz 1-2 yok • Faz 3:Repolarizasyon fazıdır.K kanallarının açılması ile olur. • Faz 4:Yavaş depolarizasyon afzıdır.Otomatismayı açıklar.L tip Ca kanallarına bağlıdır. • L tipi kanallar diğer taraftan özellikle damar duvarında da bulunur. • • • 2-Kalp Çalışmasının Nöronal Kontrolü • 7-Organizmada Kafa içi basınç arttığında beyin perfüzyonunu arttırmak için kan basıncı da artmaktadır.Buna Cushing cevabı denir. • Kan basıncı arttığı zaman nabız azalır bu hangi mekanizma ne ile olmaktadır ?(TUS) • a-Herring deşarj frekansının artması • b-Hipotalamus ventromedial cisim aktivasyonu • c-Ependim hücrelerinin gerilmesi • d-Duranın gerilmesi • e-BOS basıncında artma sonucu trigeminal sinir aktivasyonu • • Baroreseptörler : • Hızlı ve nöral kontrol taşırlar. • Arterial kan P kontrolünden sorumludurlar. • Caratis comminis lokalizasyonlu glomus cisminde P reseptörleri vardır. • Gerilme yani Kan P artması artmış deşarjla sonuçlanır. • Herring siniri (9. sinir dalı) affrent siniridir. • Bulbusa iletilen affrent sonucu vagal tonus artar. • Buna bağlı olarak kalp hızı yavaşlar,kontraktilite azalır, • TPR azalır,venokontruksiyon azalır. • • 3-Kalpte Aksiyon Potansiyeli Mekanizması • 8-Hangisi kalp kontraksiyon sırasında yavaş Ca kanallarının işlediği faza etkili ilaçlardır ?(TUS) • • a-Kinidin • b-Amiodaron • c-Lidokain • d-Verapamil • e-Metaprolol • • Kalp Hücrelerinde AP: • Faz 0:Na bağımlıdır . • Faz 1:Repol. Başladığı kısa bir periyoddur.Na kanal kapanması ve K kanal açılması ile oluşur. • Faz 2:Yavaş açılan voltaj bağımlı Ca kanlları ile ilşkilidir.İçe Ca akışı dışa K akımı olması nedeniyle plato çizer Faz 3:K kanallarının açılmasına bağlı repolarizasyon fazıdır.