Yrd.Doç.Dr. Ercan ÖZDEMİR KALP FİZYOLOJİSİ Yrd.Doç.Dr. Ercan ÖZDEMİR

Kalp Fonksiyonları Kan damarları yoluyla oksijeni ve barsaklarda emilen besin maddelerini dokulara iletir Metabolizma sonucu oluşan artık maddeler ve CO2’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

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 gereksinimini düzenler Metabolik ihtiyaçta değişikliğe paralel olarak kontraksiyon gücünü ve kasılma hızını ayarlar

Dolaşım Sistemleri Pulmoner dolaşım Sistemik dolaşım

Pulmonary and Systemic Circuits Left side of heart Pumps oxygenated blood to body via arteries Returns deoxygenated blood to right heart via veins Pulmonary Circuit Right side of heart Pumps deoxygenated blood to lungs via pulmonary arteries Returns oxygenated blood to left heart via pulmonary veins

Kalbin Lokalizasyonu ve Ölçüleri Yaklaşık yumruk ölçülerindedir Şekil Apex: koni biçiminde yuvarlaktır Base: Apekse oranla daha düz bir şekildedir Mediastinumda torasik kavite içinde lokalize olmuştur

Kalbin Lokalizasyonu ve Ölçüleri

Kalp Duvarı Üç tabakadan oluşur: Epicardium: Kalbin yüzeyini kaplayan seröz membrandır Myocardium: Kalp kasılmasından sorumlu kaslardan oluşan orta tabakadır Endocardium: Kalbin iç boşluğunu kaplayan en içteki tabakadır

Kalp Duvarı

Kalp Duvarı

Pericardium

Kalp Kası Kalp kası: Kalp kası iskelet kası gibi ışık mikroskobunda çizgili karakter gösterir. Çizgili kalp kası, iskelet kasından bazı farklar gösterir: Daha kısa lif boyu vardır, Yaklaşık olarak sarkoplazmik retikulumun 1/3 ü mitokondriler tarafından işgal edilmiştir. Bu ise yüksek enerji talebini göstermektedir. Daha az oranda SR içerir. Başlangıç kasılması için ektraselüler Ca2+ iyonlarına gereksinim gösterir.

Kalp Kası Sadece kalpte bulunur Çizgilidir Her hücre sadece tek nükleos içerir İnterkalat disk ve gap-junction bulundurur Kendiliğinden uyarılma (otomasite) özelliğine sahiptir Aksiyon potansiyeli uzun sürelidir ve aynı zamanda uzun refraktör periyoda sahiptir Kontraksiyonu Ca2+ regüle eder

Kalp Kası

Kalp Kası Kalp kası: Dallanma gösterir, Tek bir nüklous içerir, Kas lifleri birbirine interkalat disklerle bağlanır. Bu disklerin içerikleri: Desmosomla ile iki katlı membran birbirine bağlanır, Kalpte depolarizan dalgaların hücreden hücreye aktarımından sorumlu gap-junctionları içerir.

Kalp Kası Uzayıp dallanan her bir kas lifi merkezinde 1 nükleos lokalize olur Aktin ve miyozin liferi içerir Intercalate diskler: Özelleşmiş hücre bağlantı yerleridir Desmosomlar hücreleri birarada tutan gap junctionlar bulundurur Elektriksel olarak kalp kası tek bir ünite gibi davranır

Kalp kası kontraksiyonu

Kalp kası kontraksiyonu

Eksternal Anatomi Dört boşluk içerir Auricles Major venler 2 atrium 2 ventrikül Auricles Major venler Superior vena cava Pulmonar venler Major arterler Aorta Pulmoner trunkus

Kalp

Kalp İskeleti Atrium ve ventriküller arasında fibröz bağ dokusundan oluşur Kapak çevresini saran fibröz halka bulunur Atriumlarla ventriküller arasında elektriksel yalıtım sağlar Kas bağlanması için alan temin eder

Kalp Kapakları Atrioventricular Semilunar Tricuspid Bicuspid yada mitral Semilunar Aortik Pulmonar Kanın geri kaçmasını engellerler

Kalp Kapakları

Atrioventriküler ve Semilunar Kapaklar

Kalp Kapakları

Kapak fonksiyonları

Kalp Kapakları

Kapak fonksiyonları:

Kapak fonksiyonları:

Koroner dolaşım:

Kalp kası lifinde aksiyon potansiyeli:

Kalp Kasında Aksiyon Potansiyeli: Faz 0: Voltaj-kapılı Na+ kanalları açılır Na+ girişi artar ve depolarizasyon gerçekleşir. Faz 1: AP pik değere ulaştığında (+20 mV), voltage-gated Na+ kanalları kapanır, K+ kanallarının açılması ile K+ çıkışı artar. Faz 2: Plato Fazı. Bu fazda hızlı K+ kanalları kapanır ve K+ çıkışı azalır, Ca2+ permeabilitesi artar. (Ca2+ kanallarının açılması ile) Faz 3: Plato fazı, Ca2+ kanallarının kapanması ve yavaş K+ kanallarının açılması ile sona erer. Faz 4: K+’un dışarı çıkması ile membran potansiyeli -90 mV düzeyine geri döner.

Refraktor Periyod Absolute: Kalp kasları yüksek şiddette uyarılara bile duyarsızdır, hiçbir şekilde yanıt vermez Relative: Kas lifleri birbiri ardına verilen uyarılara karşı cevap verebilir düzeye gelebilir Uzun refraktör periyod tetanik kontraksiyonların oluşmasını engeller

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

KALPTE İLETİ SİSTEMİ

Kalpte İleti Sistemi

Kalpte İleti Sistemi:

Kalpte İleti Sistemi:

Pacemaker potansiyeli:

Pacemaker potansiyeli:

Kalp Kasının Fonksiyonel Özellikleri 1. Eksitabilite ve Kasılabilme Kalp kası ritmik kasılma (sistol) ve ritmik gevşeme (diyastol) özelliği gösterir Kasılma Hep-Hiç Yasası kurallarına göre gerçekleşir “Merdiven olayı” yoğunlaşan Ca2+ iyonlarına bağlı gelişebilir Kasılma kuvveti kas lifinin içinde bulunduğu koşullara göre değişir. Bunlar: Liflerin başlangıç boyları, Diyastol süresinin uzunluğu, Beslenme ve oksijenlenme durumu, pH, ısı, ekstraselüler sıvının iyon içeriği.

Kalp Kasının Fonksiyonel Özellikleri 2. İletebilme: Kalp kası AP akımlarını 0,3 m/s bir hızla iletir Bu hız iskelet kasının 1/10 kadar bir hızdır Purkinje liflerinde hız 2-5 m/s A-V düğümde 0,05 m/s İleti A-V düğümde gecikmeye neden olur

Kalp Kasının Fonksiyonel Özellikleri 3. Ritmik Çalışma (Otomasite) Kalbin çeşitli bölümleri eksitasyon yaratma özelliğine sahiptir Normal şartlarda kalp kası 70-80 /dak birhızla çalışır A-V düğümde bu hız 40-60 /dak, Pürkinje liflerinde 15-40 /dak olacak şekildedir

KALP SİKLUSU

Kalp Siklusu Kalp sağ ve solda bulunan iki adet pompadan oluşur. Bu pompaların çalışmasında sağda triküspit solda ise mitral kapak önemli rol oynar Kalp pompası çalışırken başlıca iki evre meydana gelir: Sistol→ Kalp kasının kasılması Diyastol→Kalp kasının gevşemesi Dolaşım sisteminde kan akışı daima yüksek basınçlı alandan düşük basınçlı alana doğru gerçekleşir Kalp kontraksiyonu ise basıncı oluşturur

Kardiyak Siklus Diyastol Sistol Kalbin gevşeme fazıdır Sistolün yaklaşık 2 katı kadar sürer E.g. resting HR = 60 Sistol = 0.3 s Diyastol = 0.6 s Sistol Kalbin kontraktil fazı Elektriksel ve mekanik değişiklikler meydana gelir Kan P değişiklikleri olur Kan volumü değişir

Kardiyak Siklus

Kardiyak Siklus Sırasındaki Olaylar

Arteriyel Kan Basıncı Sistolik/diyastolik olarak ifadesi Normal – 120/80 mmHg Yüksek – 140/90 mmHg Sistolik basınç Ventriküler kontraksiyon sırasında meydana gelir Diyastolik basınç Kardiyak gevşeme sırasında oluşur

Kan Basıncı Nabız P (Pulse Pressure-PP) Sistolik ve diyastolik basınç arasındaki fark PP = systolic - diastolic Ortalama Arter P (Mean Arterial Pressure -MAP) Arterlerdeki ortalama arter basınç MAP = diyastolik + 1/3 (sistolik – diyastolik)

Kalp Siklusu

Kalp Siklusu Sırasında Basınç-Volüm Eğrisi: End-systolic volume (ESV) End-diastolic volume (EDV) İsovolumic relaxation İsovolumic contraction Stroke volume (SV): SV = EDV - ESV

Kalp Siklusu

Kalp Siklusu

Basınç ilişkisi:

Frank-Starling Yasası (Uzunluk-Gerim ilişkisi) Miyokard fibrillerinin uzunluğu yeterince bir düzeye geldiğinde kontraksiyon kuvveti de o oranda artış gösterir (EDV artışı SV yükselmesine neden olur.)

Uzunluk-Gerim İlişkisi Kalp kası yeterince gerilirse o derecede daha çok kasılabilir. Bu aktin-miyozin çapraz köprülerinin birbiri üzerine binme oranının maksimum olması ile mümkündür. Bu özellik iskelet kasındakine benzerdir.

Kardiyak Debi