Kalp Kası ve Elektriksel Faaliyet

Kalp kasının hem iskelet kası hem de düz kas ile birkaç özelliği paylaştığını, ancak kendine özgü bazı özelliklere sahip olduğunu hatırlayın. Bu istisnai özelliklerden en önemlisi, kasılma mekanizmasını tetiklemek için hücreden hücreye hızla yayılan sabit bir hızda elektrik potansiyeli başlatma yeteneğidir. Bu özellik otoritmiklik olarak bilinir. Ne düz ne de iskelet kası bunu yapamaz. Kalp kasının otoritmik özelliği olsa da kalp hızı endokrin ve sinir sistemleri tarafından düzenlenir.

İki ana tip kalp kası hücresi vardır: miyokardiyal kontraktil hücreler ve miyokardiyal iletken hücreler. Miyokardiyal kontraktil hücreler kulakçık ve karıncıklardaki hücrelerin büyük kısmını (yüzde 99) oluşturur. Kasılma hücreleri uyarıları iletir ve kanı vücuda pompalayan kasılmalardan sorumludur. Miyokardiyal iletim hücreleri (hücrelerin yüzde 1'i) kalbin iletim sistemini oluşturur. Purkinje hücreleri hariç, genellikle kasılma hücrelerinden çok daha küçüktürler ve kasılma için gereken miyofibril veya filamentlerden çok azına sahiptirler. Özelleşmiş kas hücreleri olmalarına rağmen işlevleri birçok açıdan nöronlara benzer. Miyokardiyal iletim hücreleri, kalp boyunca ilerleyen ve kanı iten kasılmaları tetikleyen aksiyon potansiyelini (elektrik impulsu) başlatır ve yayar.

Kalp Kasının Yapısı

İskelet kasının dev silindirleri ile karşılaştırıldığında, kalp kası hücreleri veya kardiyomiyositler çok daha küçük çapları ile oldukça kısadır. Kalp kası ayrıca, hücre uzunluğu boyunca sarkomerlerde organize olan miyofilamentlerin ve fibrillerin hassas düzenine atfedilen koyu A bantları ve açık I bantlarının değişen modeli olan çizgiler gösterir (aşağıdaki şeklin "a" görseli). Bu kasılma elemanları iskelet kası ile hemen hemen aynıdır. T (enine) tübüller, yüzey plazma membranı olan sarkolemmadan hücrenin iç kısmına nüfuz ederek elektriksel impulsun iç kısma ulaşmasını sağlar. T tübülleri sadece Z disklerinde bulunurken, iskelet kasında A ve I bantlarının birleştiği yerde bulunurlar. Bu nedenle, kalp kasında iskelet kasındakinin yarısı kadar T tübülü vardır. Buna ek olarak, sarkoplazmik retikulum çok az kalsiyum iyonu depolar, bu nedenle kalsiyum iyonlarının çoğu hücre dışından gelmelidir. Sonuç, kasılmanın daha yavaş başlamasıdır. Mitokondri bol miktarda bulunur ve kalbin kasılmaları için enerji sağlar. Tipik olarak kardiyomiyositler tek bir merkezi çekirdeğe sahiptir, ancak bazı hücrelerde iki veya daha fazla çekirdek bulunabilir.

Kalp kası hücreleri serbestçe dallanır. Birbirine bitişik iki hücre arasındaki bağlantı, kasın senkronize kasılmasını desteklemeye yardımcı olan interkale disk adı verilen kritik bir yapı ile işaretlenir (aşağıdaki şeklin "b" görseli). Bitişik hücrelerden gelen sarkolemler interkale disklerde birbirine bağlanır. Bunlar desmozomlar, özelleşmiş bağlayıcı proteoglikanlar, sıkı bağlantılar ve iyonların hücreler arasında geçişine izin veren ve kasılmayı senkronize etmeye yardımcı olan çok sayıda gap junction'dan oluşur (aşağıdaki şeklin "c" görseli). Hücreler arası bağ dokusu da hücrelerin birbirine bağlanmasına yardımcı olur. Bu hücrelerin güçlü bir şekilde birbirine bağlanmasının önemi, kasılmanın uyguladığı kuvvetlerden kaynaklanmaktadır.

Kalp kası, öncelikle lipitleri ve karbonhidratları metabolize eden aerobik solunum modellerine maruz kalır. Miyoglobin, yağlar ve glikojen sitoplazma içinde depolanır. Kalp kası hücreleri, uzun refrakter dönemleri olan seğirme tipi kasılmalara ve ardından kısa gevşeme dönemlerine maruz kalır. Gevşeme, kalbin bir sonraki döngü için kanla dolabilmesi için gereklidir. Refrakter dönem, kasın istemsiz olarak kasılmaya devam ettiği bir durum olan tetani olasılığını önlemek için çok uzundur. Kalpte tetani, kalbin kan pompalamasını engelleyeceği için yaşamla uyumlu değildir.

GÜNDELİK BAĞLANTI
Onarım ve Değiştirme
Hasarlı kalp kası hücrelerinin kendilerini onarma veya mitoz bölünme yoluyla ölü hücrelerin yerini alma yetenekleri son derece sınırlıdır. Son kanıtlar, en azından bazı kök hücrelerin kalpte kalıp bölünmeye devam ettiğini ve en azından potansiyel olarak bu ölü hücreleri yerine koymaya devam ettiklerini göstermektedir. Ancak, yeni oluşan veya onarılan hücreler nadiren orijinal hücreler kadar işlevseldir ve kardiyak fonksiyon azalır. Kalp krizi veya MI durumunda, ölü hücrelerin yerini genellikle yara dokusu parçaları alır. Başarılı bir şekilde kalp nakli yapılmış bireyler üzerinde yapılan otopsilerde orijinal hücrelerin bir miktar çoğaldığı görülmüştür. Araştırmacılar yeni hücreler üreten mekanizmanın kilidini açabilir ve kalp kasına tam mitotik yetenekleri geri kazandırabilirse, kalp krizinden kurtulanların prognozu büyük ölçüde iyileşecektir. Bugüne kadar, kalp kök hücreleri tarafından hasta içinde (in situ) üretilen miyokardiyal hücreler işlevsiz görünmektedir, ancak Petri kaplarında (in vitro) yetiştirilenler atım yapmaktadır. Belki de yakında bu gizem çözülecek ve tedavide yeni ilerlemeler olağan hale gelecektir.

Kalbin İletim Sistemi

Embriyonik kalp hücreleri bir Petri kabına ayrılır ve canlı tutulursa, her biri kendi elektriksel impulsunu üretebilir ve ardından kasılabilir. Bağımsız olarak atan iki embriyonik kalp kası hücresi bir araya getirildiğinde, daha yüksek doğal hıza sahip olan hücre hızı belirler ve impuls, bir kasılmayı tetiklemek için daha hızlı olandan daha yavaş olan hücreye yayılır. Daha fazla hücre bir araya geldikçe, en hızlı hücre hızın kontrolünü üstlenmeye devam eder. Tam gelişmiş bir yetişkin kalbi, kalp iletim sisteminin bir parçası olarak en hızlı hücreler tarafından tetiklenen kendi elektriksel impulsunu üretme yeteneğini korur. Kardiyak iletim sisteminin bileşenleri arasında sinoatriyal düğüm, atriyoventriküler düğüm, atriyoventriküler demet, atriyoventriküler demet dalları ve Purkinje hücreleri bulunur (aşağıdaki şekil).

Sinoatriyal (SA) Düğüm

Normal kardiyak ritim, sağ atriyumun üst ve arka duvarlarında, superior vena kava deliğine yakın bir konumda bulunan özelleşmiş bir miyokardiyal iletken hücre kümesi olan sinoatriyal (SA) düğüm tarafından oluşturulur. SA düğümü en yüksek doğal depolarizasyon hızına sahiptir ve kalbin pacemaker'ı olarak bilinir. Sinüs ritmini veya kalbin kasılmasını takip eden normal elektriksel modeli başlatır.

Bu impuls SA düğümündeki başlangıcından itibaren özelleşmiş internodal yollar aracılığıyla kulakçıklar boyunca atriyal miyokardiyal kasılma hücrelerine ve atriyoventriküler düğüme yayılır. İnternodal yollar, doğrudan SA düğümünden iletim sistemindeki bir sonraki düğüm olan atriyoventriküler düğüme giden üç banttan (ön, orta ve arka) oluşur (yukarıdaki şekil). İmpulsun bu iki düğüm arasında seyahat etmesi yaklaşık 50 ms (milisaniye) sürer. İmpuls, kulakçıklardaki miyokardın kasılma hücreleri aracılığıyla hücre hücre yolu izleyerek atriyoventriküler düğüme ulaşacağından, bu yolun göreceli önemi tartışılmaktadır. Buna ek olarak, Bachmann demeti veya interatriyal bant adı verilen ve impulsu doğrudan sağ atriyumdan sol atriyuma ileten özel bir yol vardır. Yoldan bağımsız olarak, impuls atriyoventriküler septuma ulaştığında, kalp iskeletinin bağ dokusu impulsun atriyoventriküler düğüm dışında karıncıklardaki miyokardiyal hücrelere yayılmasını engeller. Aşağıdaki şekilde SA düğümünde impulsun başlatılması ve ardından impulsun kulakçıklar boyunca atriyoventriküler düğüme yayılması gösterilmektedir.

Kardiyak İletim (1) Sinoatriyal (SA) düğüm ve iletim sisteminin geri kalanı hareketsizdir. (2) SA düğümü atriyumlar boyunca ilerleyen aksiyon potansiyelini başlatır. (3) Atriyoventriküler düğüme ulaştıktan sonra, impuls atriyoventriküler demete iletilmeden önce atriyumların kan pompalamayı tamamlamasına izin veren yaklaşık 100 ms'lik bir gecikme olur. (4) Gecikmenin ardından impuls atriyoventriküler demet ve demet dallarından geçerek Purkinje liflerine ve ayrıca moderatör bant aracılığıyla sağ papiller kasa ulaşır. (5) İmpuls ventrikülün kontraktil liflerine yayılır. (6) Ventriküler kasılma başlar.

Elektriksel olay, depolarizasyon dalgası, kas kasılması için tetikleyicidir. Depolarizasyon dalgası sağ atriyumda başlar ve impuls her iki atriyumun üst kısımları boyunca ve daha sonra kasılma hücreleri boyunca yayılır. Kasılma hücreleri daha sonra kulakçıkların üst kısımlarından alt kısımlarına doğru kasılmaya başlar ve kanı karıncıklara verimli bir şekilde pompalar.

Atriyoventriküler (AV) Düğüm

Atriyoventriküler (AV) düğüm, atriyoventriküler septum içinde sağ kulakçığın alt kısmında yer alan, özelleşmiş miyokardiyal iletken hücrelerden oluşan ikinci bir kümedir. Septum, impulsun AV düğümünden geçmeden doğrudan karıncıklara yayılmasını engeller. AV düğüm depolarize olmadan ve impulsu atriyoventriküler demete iletmeden önce kritik bir duraklama vardır (yukarıdaki şekil 3. adım). İletimdeki bu gecikme kısmen düğümdeki hücrelerin küçük çapından kaynaklanmakta ve bu da impulsu yavaşlatmaktadır. Ayrıca, nodal hücreler arasındaki iletim, iletken hücreler arasındakinden daha az verimlidir. Bu faktörler, impulsun düğümden geçmesinin yaklaşık 100 ms sürdüğü anlamına gelir. Bu duraklama kalp fonksiyonu için kritik öneme sahiptir, çünkü impuls ventrikül hücrelerine iletilmeden önce atriyal kardiyomiyositlerin ventriküllere kan pompalayan kasılmalarını tamamlamalarına izin verir. SA düğümünün aşırı uyarılmasıyla AV düğümü dakikada maksimum 220 impuls iletebilir. Bu, sağlıklı genç bir bireyin tipik maksimum kalp atış hızını belirler. Hasarlı veya ilaçlarla uyarılan kalpler daha yüksek hızlarda kasılabilir, ancak bu hızlarda kalp artık etkili bir şekilde kan pompalayamaz.

Atriyoventriküler Bundle (His Bundle'ı), Bundle Dalları ve Purkinje Lifleri

AV düğümünden çıkan atriyoventriküler demet veya His demeti, genellikle sol ve sağ demet dalları olarak adlandırılan iki atriyoventriküler demet dalına ayrılmadan önce interventriküler septum boyunca ilerler. Sol demet dalının iki fasikülü vardır. Sol demet dalı sol ventrikülü, sağ demet dalı ise sağ ventrikülü besler. Sol karıncık sağdan çok daha büyük olduğu için, sol dal da sağdan önemli ölçüde daha büyüktür. Sağ dalın bir kısmı moderatör bantta bulunur ve sağ papiller kasları besler. Bu bağlantı nedeniyle, her bir papiller kas impulsu yaklaşık olarak aynı zamanda alır, böylece ventriküllerin miyokardiyal kasılma hücrelerinin geri kalanından hemen önce eş zamanlı olarak kasılmaya başlarlar. Bunun, sağ karıncık kasılmasından önce korda tendinea üzerinde gerilim oluşmasına izin verdiğine inanılmaktadır. Solda buna karşılık gelen bir moderatör bant yoktur. Her iki demet dal da aşağı iner ve Purkinje lifleriyle bağlandıkları kalbin apeksine ulaşır (yukarıdaki şeklin 4. adımı). Bu geçiş yaklaşık 25 ms sürer.

Purkinje lifleri, impulsu karıncıklardaki miyokardiyal kasılma hücrelerine yayan ek miyokardiyal iletken liflerdir. Kalbin apeksinden atriyoventriküler septuma ve kalbin tabanına doğru miyokard boyunca uzanırlar. Purkinje lifleri hızlı bir doğal iletim hızına sahiptir ve elektrik impulsu yaklaşık 75 ms içinde tüm ventriküler kas hücrelerine ulaşır (yukarıdaki şeklin 5. adımı). Elektriksel uyarı apekste başladığından, kasılma da apekste başlar ve bir tüp diş macununun alttan sıkılmasına benzer şekilde kalbin tabanına doğru ilerler. Bu, kanın ventriküllerden çıkıp aorta ve pulmoner gövdeye pompalanmasını sağlar. SA düğümünde impulsun başlamasından ventriküllerin depolarizasyonuna kadar geçen toplam süre yaklaşık 225 ms'dir.

Kalp İletken Hücrelerinde Membran Potansiyelleri ve İyon Hareketi

Aksiyon potansiyelleri kardiyak iletken hücreler ve kardiyak kontraktif hücreler arasında önemli ölçüde farklıdır. Na+ ve K+ temel roller oynarken, Ca2+ da her iki hücre tipi için kritik öneme sahiptir. İskelet kasları ve nöronların aksine, kardiyak iletken hücreler sabit bir dinlenme potansiyeline sahip değildir. İletken hücreler, membran potansiyelinin -60 mV'luk bir başlangıç değerinden yaklaşık -40 mV'a kadar yavaşça yükselmesine neden olan normal ve yavaş bir sodyum iyonu akışına izin veren bir dizi sodyum iyon kanalı içerir. Bunun sonucunda sodyum iyonlarının hareketi spontan depolarizasyon (veya prepotansiyel depolarizasyon) yaratır. Bu noktada, kalsiyum iyon kanalları açılır ve Ca2+ hücreye girerek hücreyi yaklaşık +15 mV değerine ulaşana kadar daha hızlı bir şekilde depolarize eder. Bu noktada, kalsiyum iyon kanalları kapanır ve K+ kanalları açılarak K+'un dışarı akışına izin verir ve repolarizasyonla sonuçlanır. Zar potansiyeli yaklaşık -60 mV'a ulaştığında, K+ kanalları kapanır ve Na+ kanalları açılır ve prepotansiyel faz yeniden başlar. Bu olgu kalp kasının otoritmiklik özelliklerini açıklar (aşağıdaki şekil).

SA Düğümünde Aksiyon Potansiyeli Prepotansiyel, eşiğe ulaşılana kadar yavaş bir sodyum iyonu akışından ve ardından hızlı bir depolarizasyon ve repolarizasyondan kaynaklanır. Prepotansiyel, membranın eşiğe ulaşmasını sağlar ve hücrenin spontan depolarizasyonunu ve kasılmasını başlatır. Dinlenme potansiyelinin olmadığına dikkat edin.

Kardiyak Kontraktil Hücrelerde Zar Potansiyelleri ve İyon Hareketi

Kasılma hücrelerini içeren belirgin şekilde farklı bir elektriksel model vardır. Bu durumda, hızlı bir depolarizasyon, ardından bir plato fazı ve ardından repolarizasyon olur. Bu olgu, kalp kası hücrelerinin ikinci kez ateşleme yeteneğine sahip olmadan önce etkili bir şekilde kan pompalaması için gereken uzun refrakter dönemleri açıklar. Bu kardiyak miyositler normalde kendi elektrik potansiyellerini başlatmazlar, bunun yerine bir impulsun kendilerine ulaşmasını beklerler.

Kontraktil hücreler, kulakçıklardaki hücreler için yaklaşık -80 mV ve karıncıklardaki hücreler için -90 mV'de iletken hücrelerden çok daha kararlı bir dinlenme fazı gösterir. Bu başlangıç farkına rağmen, aksiyon potansiyellerinin diğer bileşenleri neredeyse aynıdır. Her iki durumda da, bir aksiyon potansiyeli tarafından uyarıldığında, voltaj kapılı kanallar hızla açılır ve depolarizasyonun pozitif geri besleme mekanizmasını başlatır. Pozitif yüklü iyonların bu hızlı akışı zar potansiyelini yaklaşık +30 mV'a yükseltir ve bu noktada sodyum kanalları kapanır. Hızlı depolarizasyon dönemi tipik olarak 3-5 ms sürer. Depolarizasyonu, zar potansiyelinin nispeten yavaş azaldığı plato fazı takip eder. Bunun nedeni büyük ölçüde yavaş Ca2+ kanallarının açılması, Ca2+'nın hücreye girmesine izin verirken az sayıda K+ kanalının açık olması ve K+'nın hücreden çıkmasına izin vermesidir. Nispeten uzun plato fazı yaklaşık 175 ms sürer. Zar potansiyeli yaklaşık sıfıra ulaştığında, Ca2+ kanalları kapanır ve K+ kanalları açılarak K+'nın hücreden çıkmasına izin verir. Repolarizasyon yaklaşık 75 ms sürer. Bu noktada, membran potansiyeli bir kez daha dinlenme seviyelerine ulaşana kadar düşer ve döngü tekrarlanır. Tüm olay 250 ila 300 ms arasında sürer (aşağıdaki şekil).

Kardiyak kontraktil kas için mutlak refrakter periyot yaklaşık 200 ms sürer ve göreceli refrakter periyot yaklaşık 50 ms sürer, toplam 250 ms'dir. Bu uzun dönem kritiktir, çünkü kalp kası kanı etkili bir şekilde pompalamak için kasılmalıdır ve kasılma elektriksel olayları takip etmelidir. Uzatılmış refrakter dönemler olmadan, kalpte erken kasılmalar meydana gelir ve yaşamla uyumlu olmaz.

The top panel of this figure shows millivolts as a function of time with the various stages labeled. The bottom left panel shows action potential and tension as a function of time for skeletal muscle, and the bottom right panel shows the action potential and tension as a function of time for cardiac muscle.

Kardiyak Kontraktil Hücrelerde Aksiyon Potansiyeli (a) Kalsiyum iyonlarının akışına bağlı uzun plato fazına dikkat edin. Uzatılmış refrakter dönem, başka bir elektriksel olay meydana gelmeden önce hücrenin tamamen kasılmasını sağlar. (b) Kalp kası için aksiyon potansiyeli iskelet kası ile karşılaştırılmıştır.

Kalsiyum İyonları

Kalsiyum iyonları kalp kası fizyolojisinde iki kritik rol oynar. Yavaş kalsiyum kanalları yoluyla akışları, kalp kasının düzgün çalışmasını sağlayan uzun plato fazını ve mutlak refrakter periyodu açıklar. Kalsiyum iyonları ayrıca troponin-tropomyozin kompleksindeki düzenleyici proteini troponin ile birleşir; bu kompleks, miyozin moleküllerinin başlarının, kasılmanın güç darbesini sağlayan aktin üzerindeki aktif sitelerle çapraz köprü oluşturmasını önleyen inhibisyonu kaldırır. Bu mekanizma iskelet kasındakiyle hemen hemen aynıdır. Kasılma için gereken kalsiyumun yaklaşık yüzde 20'si plato fazı sırasında Ca2+ akışıyla sağlanır. Kasılma için kalan Ca2+ sarkoplazmik retikulumdaki depodan serbest bırakılır.

Karşılaştırmalı İletim Sistemi Ateşleme Oranları

Prepotansiyel veya spontan depolarizasyon, ardından hızlı depolarizasyon ve az önce açıklanan repolarizasyon modeli SA düğümünde ve kalpteki diğer birkaç iletken hücrede görülür. SA düğümü kalp pili olduğundan, eşiğe iletim sisteminin diğer bileşenlerinden daha hızlı ulaşır. Diğer iletken hücrelere yayılan impulsları başlatacaktır. SA düğümü, sinirsel veya endokrin kontrol olmaksızın, dakikada yaklaşık 80-100 kez kalp atışı başlatır. İletim sisteminin her bir bileşeni kendi impulsunu üretebilse de, SA düğümünden Purkinje liflerine doğru ilerledikçe hız giderek yavaşlar. SA düğümü olmadan AV düğümü dakikada 40-60 atımlık bir kalp hızı üretecektir. AV düğümü bloke olsaydı, atriyoventriküler demet dakikada yaklaşık 30-40 impuls hızında ateşlenirdi. Demet dallar dakikada 20-30 impuls hızına sahip olacak ve Purkinje lifleri dakikada 15-20 impuls hızında ateşlenecektir. Olağanüstü eğitimli birkaç aerobik atlet dakikada 30-40 atım aralığında dinlenme kalp hızları gösterse de (kaydedilen en düşük rakam bisikletçi Miguel Indurain için dakikada 28 atımdır), çoğu birey için dakikada 50 atımın altındaki hızlar bradikardi adı verilen bir duruma işaret eder. Kişiye bağlı olarak, oranlar bu seviyenin çok altına düştüğünde, kalp hayati dokulara yeterli kan akışını sağlayamayacak ve başlangıçta sistemler arasında azalan işlev kaybı, bilinç kaybı ve nihayetinde ölümle sonuçlanacaktır.

Elektrokardiyogram

Yüzey elektrotlarının vücuda dikkatli bir şekilde yerleştirilmesiyle, kalbin karmaşık, bileşik elektrik sinyalini kaydetmek mümkündür. Elektrik sinyalinin bu izi elektrokardiyogramdır, ayrıca genellikle EKG olarak kısaltılır. EKG'nin dikkatli analizi hem normal hem de anormal kalp fonksiyonunun ayrıntılı bir resmini ortaya koyar ve vazgeçilmez bir klinik tanı aracıdır. Standart elektrokardiyograf (EKG üreten alet) 3, 5 veya 12 derivasyon kullanır. Bir elektrokardiyografın kullandığı derivasyon sayısı ne kadar fazlaysa, EKG o kadar fazla bilgi sağlar. "Lead" terimi elektrottan elektrik kayıt cihazına giden kabloyu ifade etmek için kullanılabilir, ancak tipik olarak iki elektrot arasındaki voltaj farkını tanımlar. 12 derivasyonlu elektrokardiyografide hastanın cildinde standart yerlere yerleştirilmiş 10 elektrot kullanılır (aşağıdaki şekil). Sürekli ayaktan elektrokardiyografilerde hasta, Holter monitörü veya sadece Holter olarak bilinen ve hastanın normal rutini sırasında tipik olarak 24 saatlik bir süre boyunca kalbin elektriksel aktivitesini sürekli olarak izleyen küçük, taşınabilir, pille çalışan bir cihaz takar.

This diagram shows the points where electrodes are placed on the body for an ECG.

EKG Derivasyonlarının Standart Yerleşimi 12 derivasyonlu EKG'de altı elektrot göğse, dört elektrot ise uzuvlara yerleştirilir.

Normal bir EKG trasesi aşağıdaki şeklin yukarısındaki görselinde gösterilmiştir. Her bir bileşen, segment ve aralık etiketlenmiş olup önemli elektriksel olaylara karşılık gelir ve bu olaylar ile kalpteki kasılma arasındaki ilişkiyi gösterir.

EKG'de beş belirgin nokta vardır: P dalgası, QRS kompleksi ve T dalgası. Küçük P dalgası kulakçıkların depolarizasyonunu temsil eder. Kulakçıklar P dalgasının başlamasından yaklaşık 25 ms sonra kasılmaya başlar. Büyük QRS kompleksi karıncıkların depolarizasyonunu temsil eder, bu da karıncık kalp kasının daha büyük olması nedeniyle çok daha güçlü bir elektrik sinyali gerektirir. QRS, R dalgasının tepe noktasına ulaştığında karıncıklar kasılmaya başlar. Son olarak, T dalgası karıncıkların repolarizasyonunu temsil eder. Kulakçıkların repolarizasyonu QRS kompleksi sırasında gerçekleşir ve bu da EKG'de onu maskeler.

Bir EKG trasesinin ana segmentleri ve aralıkları aşağıdaki şeklin yukarısındaki görselinde gösterilmiştir. Segmentler iki dalga arasındaki bölgeler olarak tanımlanır. Aralıklar bir segment artı bir veya daha fazla dalga içerir. Örneğin, PR segmenti P dalgasının sonunda başlar ve QRS kompleksinin başında biter. PR aralığı P dalgasının başlangıcında başlar ve QRS kompleksinin başlangıcıyla sona erer. PR aralığı, atriyal depolarizasyonun başlangıcından (P dalgası) QRS kompleksinin başlamasına kadar geçen süreyi ölçtüğü için klinik olarak daha önemlidir. Bazı traselerde Q dalgasını görmek zor olabileceğinden, ölçüm genellikle daha kolay görülebilen R dalgasına kadar uzatılır. İmpulsun SA düğümünden AV düğümüne geçişinde bir gecikme olursa, bu PR aralığında görülebilir. Aşağıdaki şeklin aşağısındaki görseli kalp kasılması olaylarını bir EKG'nin ilgili segmentleri ve aralıklarıyla ilişkilendirmektedir.

İNTERATKİF BAĞLANTI
EKG'lerin daha ayrıntılı bir analizi için bu siteyi ziyaret edin.

This figure shows a graph of millivolts over time and the heart cycles during an ECG.

Elektrokardiyogram Normal bir trasede P dalgası, QRS kompleksi ve T dalgası görülür. Ayrıca PR, QT, QRS ve ST aralıkları ile P-R ve S-T segmentleri de gösterilir.

This diagram shows the different stages of heart contraction and relaxation along with the stages in the QT cycle.

Kalp Döngüsüyle İlişkili EKG İzi Bu diyagram bir EKG izini kalp kasılmasının elektriksel ve mekanik olaylarıyla ilişkilendirir. EKG trasesinin her bir segmenti kardiyak döngüdeki bir olaya karşılık gelir.

GÜNDELİK BAĞLANTI
EKG Anormallikleri
Bazen, SA düğümü dışında kalbin bir bölgesi, erken kasılma ile takip edilecek bir impulsu başlatacaktır. Aslında iletim sisteminin veya diğer bazı kasılma hücrelerinin bir bileşeni olabilen böyle bir alan, ektopik odak veya ektopik kalp pili olarak bilinir. Ektopik bir odak, lokalize iskemi; kafein, dijital veya asetilkolin dahil olmak üzere bazı ilaçlara maruz kalma; otonom sinir sisteminin hem sempatik hem de parasempatik bölümleri tarafından yüksek stimülasyon; veya bir dizi hastalık veya patolojik durum tarafından uyarılabilir. Ara sıra meydana gelen olaylar genellikle geçicidir ve hayatı tehdit etmez, ancak durum kronikleşirse, normal impuls iletimi ve kasılma modelinden sapma olan aritmiye veya kalbin koordine olmayan bir şekilde atması olan fibrilasyona yol açabilir.

Belli bir eğitimden sonra EKG’nin yorumlanması mümkün ve son derece değerli olsa da, karmaşıklıkların ve inceliklerin tam olarak anlaşılması genellikle birkaç yıllık deneyim gerektirir. Genel olarak, elektriksel varyasyonların boyutu, olayların süresi ve ayrıntılı vektör analizi, kardiyak fonksiyonun en kapsamlı resmini sağlar. Örneğin, yükselmiş bir P dalgası kulakçıkların genişlediğini, genişlemiş bir Q dalgası MI olduğunu ve genişlemiş bastırılmış veya ters dönmüş bir Q dalgası genellikle genişlemiş karıncıklara işaret edebilir. Miyokarda yetersiz oksijen verildiğinde T dalgaları genellikle daha düz görünür. ST segmentinin taban çizgisinin üzerine çıkması genellikle akut MI geçiren hastalarda görülür ve hipoksi meydana geldiğinde taban çizgisinin altında depresif görünebilir.

Bu elektrik kayıtlarını analiz etmek ne kadar faydalı olsa da, bazı sınırlamalar vardır. Örneğin, MI geçiren tüm bölgeler EKG’de belirgin olmayabilir. Ayrıca, pompalamanın etkinliğini ortaya çıkarmak için ek testlere ihtiyaç duyulur; bunlar arasında bir ekokardiyogram veya nükleer tıp görüntüleme yöntemi olan bir nükleer tıp taraması bulunabilir. Ayrıca, karşılık gelen bir pompalama hareketi olmamasına rağmen EKG trasesinde görülebilecek nabızsız elektriksel aktivite olması da mümkündür. EKG’ler tarafından tespit edilebilecek yaygın anormallikler aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

In this image the QT cycle for different heart conditions are shown. From top to bottom, the arrhythmias shown are second-degree partial block, atrial fibrillation, ventricular tachycardia, ventricular fibrillation and third degree block.

Yaygın EKG Anormallikleri (a) İkinci derece veya kısmi blokta, P dalgalarının yarısını QRS kompleksi ve T dalgaları takip etmezken diğer yarısı takip eder. (b) Atriyal fibrilasyonda, QRS kompleksinden önce elektriksel patern anormaldir ve QRS kompleksleri arasındaki frekans artmıştır. (c) Ventriküler taşikardide QRS kompleksinin şekli anormaldir. (d) Ventriküler fibrilasyonda normal elektriksel aktivite yoktur. (e) Üçüncü derece blokta atriyal aktivite (P dalgası) ve ventriküler aktivite (QRS kompleksi) arasında korelasyon yoktur.

İNTERAKTİF BAĞLANTI
Anormal EKG’lerle ilgili daha kapsamlı bir kütüphane için bu siteyi ziyaret edin.

GÜNDELİK BAĞLANTI
Harici Otomatik Defibrilatörler
Kalbin elektriksel aktivitesinin ciddi şekilde bozulması durumunda, elektriksel aktivitenin durması veya fibrilasyon meydana gelebilir. Fibrilasyonda kalp vahşi, kontrolsüz bir şekilde atar ve bu da etkili bir şekilde pompalamasını engeller. Atriyal fibrilasyon (yukarıdaki şeklin “b” görseli) ciddi bir durumdur, ancak karıncıklar kan pompalamaya devam ettiği sürece hastanın hayatı acil bir tehlike altında olmayabilir. Ventriküler fibrilasyon (yukarıdaki şeklin “d” görseli) yaşam desteği gerektiren tıbbi bir acil durumdur çünkü karıncıklar kanı etkili bir şekilde pompalayamamaktadır. Hastane ortamında genellikle “mavi kod” olarak tanımlanır. Birkaç dakika gibi kısa bir süre boyunca tedavi edilmezse ventriküler fibrilasyon beyin ölümüne yol açabilir. En yaygın tedavi, normal bir sinüs ritmi oluşturmak amacıyla harici bir elektrik kaynağından kalbe yük uygulamak için özel elektrotlar kullanan defibrilasyondur (aşağıdaki şekil). Bir defibrilatör, SA düğümünün normal bir iletim döngüsünü tetikleyebilmesi için kalbi etkili bir şekilde durdurur. Normal sinüs ritmini yeniden oluşturmadaki etkinlikleri nedeniyle, harici otomatik defibrilatörler (EAD’ler) okullar, restoranlar ve havaalanları gibi çok sayıda insanın bulunduğu alanlara yerleştirilmektedir. Bu cihazlar, bir hayat kurtarmak amacıyla tıbbi olmayan personel tarafından takip edilebilecek basit ve doğrudan sözlü talimatlar içerir.

In this figure two photographs of defibrillators are shown.

Defibrilatörler (a) Harici bir otomatik defibrilatör, fibrilasyonu olan bir kişide normal sinüs ritmini yeniden oluşturmak için tıbbi olmayan personel tarafından kullanılabilir. (b) Defibrilatör kürekleri daha çok hastane ortamlarında kullanılır.

Kalp bloğu, normal iletim yolundaki bir kesintiyi ifade eder. Bunlar için isimlendirme çok basittir. SA nodal bloklar SA düğümü içinde meydana gelir. AV nodal bloklar AV düğüm içinde meydana gelir. İnfra-Hisian bloklar His demetini içerir. Dal blokları sol veya sağ atriyoventriküler dal içinde meydana gelir. Hemibloklar kısmi olup atriyoventriküler demet dalının bir veya daha fazla fasikülünde meydana gelir. Klinik olarak en sık görülen tipler AV nodal ve infra-Hisian bloklardır.

AV bloklar genellikle derecelere göre tanımlanır. Birinci derece veya kısmi blok, SA ve AV düğümleri arasındaki iletimde bir gecikme olduğunu gösterir. Bu, EKG'de anormal derecede uzun bir PR aralığı olarak tanınabilir. İkinci derece veya tamamlanmamış blok, SA düğümünden gelen bazı uyarılar AV düğümüne ulaşıp devam ederken diğerleri devam etmediğinde meydana gelir. Bu durumda, EKG'de QRS kompleksi tarafından takip edilmeyen bazı P dalgaları görülürken, diğerleri normal görünecektir. Üçüncü derece veya tam blokta, atriyal aktivite (P dalgası) ile ventriküler aktivite (QRS kompleksi) arasında korelasyon yoktur. Tam SA bloğu durumunda bile AV düğümü kalp pili rolünü üstlenecek ve bilinci korumak için yeterli olan dakikada 40-60 kasılma hızında kasılmalar başlatmaya devam edecektir. İkinci ve üçüncü derece bloklar iki yukarıdaki şekilde sunulan EKG'de gösterilmiştir.

Aritmiler kronik bir sorun haline geldiğinde, kalp AV düğümünden kaynaklanan bir kavşak ritmini sürdürür. Kalp atış hızını hızlandırmak ve tam sinüs ritmini yeniden sağlamak için bir kardiyolog, kalbin kasılmaya ve kanı etkili bir şekilde pompalamaya devam etmesini sağlamak için kalp kasına elektriksel uyarılar gönderen yapay bir kalp pili yerleştirebilir. Bu yapay kalp pilleri kardiyologlar tarafından programlanabilir ve talep üzerine geçici olarak veya sürekli olarak stimülasyon sağlayabilir. Bazı cihazlarda dahili defibrilatörler de bulunmaktadır.

Kalp Kası Metabolizması

Normalde kalp kası metabolizması tamamen aerobiktir. Akciğerlerden gelen oksijen, eritrositlerin içindeki hemoglobin moleküllerine bağlı olarak kalbe ve diğer tüm organlara getirilir. Kalp hücreleri de miyoglobinde kayda değer miktarda oksijen depolar. Normalde bu iki mekanizma, dolaşımdaki oksijen ve miyoglobine bağlı oksijen, en yüksek performans sırasında bile kalbe yeterli oksijen sağlayabilir.

Dolaşımdan gelen yağ asitleri ve glikoz mitokondride parçalanarak ATP şeklinde enerji açığa çıkar. Hem yağ asidi damlacıkları hem de glikojen sarkoplazma içinde depolanır ve ek besin kaynağı sağlar. (Metabolizma hakkında daha fazla ayrıntı için ek içeriğe bakınız.)

Önceki Ders: Kalp Anatomisi

Sonraki Ders: Kardiyak Döngü

Bu Blogda Ara

Üniversite Dersleri