Kalp
Kalp 3 tabakadan oluşur, bunları içeriden dışarı doğru sıralarsak; endokard- myokard ve perikard. Kalp, gerçekte iki ayrı pompadan oluşur: Akciğerlere kan pompalayan sağ kalp ve çevre organlara kan pompalayan sol kalp. Bunların her biri, bir atriyum (kulakçık) ve bir ventrikülden (karıncık) oluşan iki bölmeli bir atım pompasıdır. Atriyum, ventrikül için zayıf bir hazırlayıcı pompa (ön pompa) işlevi görür, başlıca görevi kanı ventrikül içine yöneltmektir. Ventrikül ise, kanı ya akciğer (pulmoner) ya da periferik dolaşıma iten ana kuvveti sağlar.

Kalpteki özel bir mekanizma, kalbin ritmikliğini (ritmik uyarılar oluşturma yeteneği) sağlar. Aksiyon potansiyellerini tüm kalp kası boyunca ileterek ritmik kalp atımlarına neden olur.

Kalp Kasının Fizyolojisi
Kalp başlıca üç tip kalp kasından meydana gelir. Bunlar, atriyum kası, ventrikül kası, özelleşmiş uyarıcı ve iletici kas lifleridir (purkinje lifleri). Kasılma süresinin daha uzun olması dışında, atriyum ve ventrikül kasları iskelet kasına oldukça benzer şekilde kasılırlar. Çok az miktarda kasılabilir fibril içeren özelleşmiş uyarı ve ileti lifleri ise, yalnızca belli belirsiz kasılırlar. Bunun yerine ritmisite ve değişik hızlarda ileti oluşturarak, kalbin ritmik atışını kontrol eden bir uyarı sistemi sağlarlar.

Kalp Kasının Fizyolojik Anatomisi

Kalp kasının tipik histolojik görünümü Resimde izlenmektedir. Bölünen, bir araya gelen ve tekrar ayrılan kalp kası liflerinin, kafes işine benzer şekilde düzenlendiği görülmektedir. Kalp kasının tipik bir iskelet kası gibi çizgili olduğu da bu görünümden hemen anlaşılmaktadır. Dahası, kalp kasının tipik miyofibrilleri, iskelet kasındakilerin hemen hemen aynı olan aktin ve miyozin filamentleri içerirler. Bu filamentler iç içe geçmiştir ve kasılma sırasında iskelet kasında olduğu gibi birbirleri üzerinde kayarlar. Göreceğimiz gibi kalp kası, başka bakımlardan iskelet kasından oldukça farklıdır.

Bir Sinsisyum Olarak Kalp Kası

Resimde kalp kası liflerini enine kestiği görülen koyu alanlara interkale disk adı verilir. Bunlar gerçekte, kalp kası hücrelerini birbirinden ayıran hücre zarlarıdır. Kalp kası lifleri, birbirine seri bağlanmış çok sayıda ayrı hücreden meydana gelir. Ancak interkale disklerin elektriksel direnci kalp kası lifinin dış zarının direncinin yalnızca 1/400'üdür. Çünkü hücre zarlarının kaynaşarak oluşturduğu, "haberleşen bağlantılar" (oluklu bağlantı, gap junction) geçirgendir, iyonların nisbeten serbest difüzyonuna izin verir. Dolayısıyla, işlevsel açıdan, iyonların kalp kası liflerinin uzun ekseni boyunca kolaylıkla hareket etmeleri sağlanır. Böylece aksiyon potansiyelleri çok küçük bir engelle karşılaşarak interkale diskleri geçer ve bir kalp kası hücresinden diğerine iletilirler. Kalp kası, bir sinsisyum oluşturacak şekilde bir araya gelmiş pek çok kalp kası hücresinden meydana gelir. Bu sinsisyumdaki kalp hücreleri birbirlerine öylesine bağlanmıştır ki, hücrelerden biri uyarılınca, aksiyon potansiyeli hücreden hücreye kafes işinin tüm bağlantılarına yayılarak bütün hücrelere ulaşır.
Kalp gerçekte iki sinsisyumdan meydana gelir. Bunlar, iki atriyumun duvarlarını oluşturan atriyum sinsisyumu ve iki ventrikülün duvarlarını oluşturan ventrikül sinsisyumudur. Atriyumlarla ventriküller arasındaki kapak açıklıklarını çevreleyen fibröz doku, atriyumları ventriküllerden ayırır. Normalde aksiyon potansiyelleri, atriyum sinsisyumundan ventrikül sinsisyumuna yalnızca özelleşmiş bir ileti sistemi aracılığıyla çapları birkaç milimetre olan ileti liflerinin oluşturduğu atriyoventriküler (A-V) demet ile) iletilebilir. Kalbin kas kitlesinin bu şekilde iki işlevsel sinsisyuma bölünmesi, atriyumların ventriküllerden kısa bir süre önce kasılmasına olanak verir. Bu da kalp pompasının etkinliği açısından önemlidir.

Kalp Kasında Aksiyon Potansiyelleri

Grafikte aksiyon potansiyeli, 105 milivolttur. 105 milivolt, zar potansiyelinin, normalde oldukça negatif olan değerinin üzerine çıkarak düşük bir pozitif değer olan yaklaşık +20 milivolt'a ulaşırken gösterdiği değişimin miktarıdır. Pozitif kısma aşma potansiyeli (overshoot potential) adı verilir. Başlangıçtaki dikenden (spike) sonra zar, atriyum kasında yaklaşık 0.2 saniye, ventrikül kasında ise yaklaşık 0.3 saniye süreyle depolarize kalarak, platonun sonunda ani repolarizasyon olur. Aksiyon potansiyelinde bu platonun varlığı, kalp kasındaki kasılmanın iskelet kasındakine kıyasla 15 kez daha uzun sürmesine neden olur.

Kalp Döngüsü
Bir kalp atımının başlangıcından, bir sonraki kalp atımının başlangıcına kadar gerçekleşen kalp olaylarına kalp döngüsü (kardiyak siklus) adı verilir. Her bir döngü, sinüs düğümünde (S-A) aksiyon potansiyelinin kendiliğinden oluşması ile başlar. Bu düğüm, sağ atriyumun superiyor lateral duvarında, superior vena kavanın ağzına yakın yerleşmiştir. Aksiyon potansiyeli hızla her iki atriyuma ve oradan da A-V demet ile ventriküllere yayılır. Atriyumlardan ventriküllere geçişi sağlayan ileti sisteminin özel düzeni sayesinde kalp uyarısı, atriyumlardan ventriküllere 1/10 saniyeden daha uzun süren bir gecikme ile geçer. Bu gecikme, atriyumların ventriküllerden önce kasılarak, kuvvetli ventrikül kasılmasından önce kanı ventriküllere pompalamasını sağlar. Bu şekilde, atriyumlar ventriküller için hazırlayıcı pompalar olarak görev yaparlar. Ventriküller ise kanı damar sisteminde iten ana güç kaynağını oluştururlar.

Sistol ve Diyastol

Kalp döngüsü, kalbin kan ile dolduğu, diyastol adı verilen bir gevşeme döneminden ve bunu izleyen, sistol adı verilen bir kasılma döneminden meydana gelir.
Kalp döngüsü sırasındaki çeşitli olaylar Grafikte görülmektedir. Üst kısımdaki üç eğri, sırasıyla orta, sol ventrikül ve sol atriyumdaki basınç değişikliklerini göstermektedir. Dördüncü eğri ventrikül hacmindeki değişiklikleri, beşinci elektrokardiyogramı, altıncı ise kalbin özellikle kalp kapaklarının pompalarken çıkardığı seslerin kaydı olan fonokardiyogramı temsil etmektedir. Okuyucunun bu şekli ayrıntılı olarak incelemesi ve gösterilen bütün olayların nedenlerini kavraması özellikle önemlidir.
Sol ventrikülün işlevi ile ilgili olarak kalp döngüsünde ortaya çıkan olaylar grafikte sol atriyum basıncı, sol ventrikül basıncı, aort basıncı, ventrikül hacmi, elektrokardiyogram ve fono kardiyogramdaki değişiklikler olarak görülmektedir.

Kapakların İşlevi
Atriyoventriküler kapaklar, A-V kapaklar (sağdaki - triküspid kapak ve soldaki - mitral kapak) sistol sırasında kanın ventriküllerden atriyumlara geri akmasını engeller. Semilunar kapaklar ise (aort ve pulmoner kapaklar) diyastol sırasında kanın aorta ve pulmoner arterlerden ventrikül içine geri akmasını engeller. Tüm kapaklar, tamamen pasif olarak kapanır ve açılırlar. Yani geriye doğru bir basınç farkı kanı geriye doğru itince kapanır, ileriye doğru bir basınç farkı kanı ileriye doğru itince açılırlar.

Aort Basıncı Eğrisi
Sol ventrikül kasıldığı zaman, ventrikül basıncı aort kapağı açılıncaya kadar hızla yükselir. Bundan sonra ise, ventrikül içindeki basıncın yükselmesi yavaşlar. Çünkü kan hemen ventriküllerden aort’a akar.
Arterlere giren kan arter duvarlarının gerilmesine ve basıncın yükselmesine neden olur. Sistol sonunda sol ventrikül kan fırlatmayı durdurup, aort kapağı kapandığı zaman ise arterlerin esnek toparlanma özelliği (elastic recoil) sayesinde, diyastol sırasında bile arterlerde yüksek basınç korunur. Aort kapağı kapandığı zaman aort basıncı eğrisinde bir çentik meydana gelir. Bunun nedeni, kapağın kapanmasından hemen önce kanın kısa bir süre için geriye doğru akması ve bunu izleyerek geri akımın aniden durmasıdır.
Aort’ taki basınç aort kapağı kapandıktan sonra diyastol boyunca yavaş yavaş düşer, çünkü gerilen esnek arterlerde birikmiş olan kan sürekli olarak çevre damarlar yolu ile venlere geri akar. Aort basıncı ventrikül yeniden kasılmadan önce, genellikle yaklaşık 80 mmHg'ya (diyastol basıncı) düşer, ki bu ventrikül kasılması sırasında aort’ da meydana gelen en yüksek basınç olan 120 mm Hg'nın (sistol basıncı) üçte ikisidir.
Pulmoner arterdeki basınç eğrisi aorttakine benzer. Tek fark, basınçların aorttakilerin sadece altıda biri kadar olmasıdır. Yani yüksek basınç 20 mmHg, düşük basınç ise 13 mmHg’dır.

Kalp Seslerinin Kalbin Pompalama İşlevi ile İlişkisi
Kalbi bir stetoskop ile dinlerken kapakların açıldığını duymayız, çünkü nispeten yavaş gelişen bir olay olan açılma, ses çıkarmaz. Fakat kapaklar kapanınca gelişen ani basınç farklarının kapakların yapraklarında ve çevredeki sıvılarda neden olduğu titreşimler, göğüse tüm yönlerde yayılan sesler çıkarır.
Ventrikül kasıldığı zaman, ilk olarak A-V kapaklarının kapanması ile oluşan bir ses duyarız. Frekansı (perdesi, pitch) düşük, süresi nispeten uzun olan bu titreşim, birinci kalp sesi olarak bilinir. Sistol sonunda aort ve pulmoner kapaklar kapanırken nispeten hızlı bir çarpma sesi duyarız, çünkü bu kapaklar hızlı kapanır ve çevredeki her şey sadece kısa bir süre titreşir. Bu ses ikinci kalp sesi olarak bilinir.

Normal Kalp Sesleri

Normal bir kalp stetoskopla dinlenirse genellikle "lub, dub, lub, dub..." diye tanımlanan bir ses işitilir, "lub" sistol başında atriyoventriküler (A-V) kapakların kapanmasına ve "dub", sistol sonunda semilunar (aortik ve pulmoner) kapakların kapanmasına denk gelir. Normal bir kalp periyodunun, sistol başında, A-V kapaklar kapandığı zaman başladığı kabul edildiği için "lub" sesine birinci kalp sesi ve "dub" a ikinci kalp sesi adı verilir.

Göğüste Kalp Etrafındaki Elektrik Akımları

Resimde ventrikül kasının göğüs içindeki yerleşimi görülmektedir. Çoğunluğu hava ile dolu olsa da akciğerler bile şaşırtıcı derecede iletkendirler. Kalbi çevreleyen diğer dokulardaki sıvılar ise elektriği çok daha kolay iletirler. Dolayısıyla kalp gerçekte iletken bir ortamda asılı durmaktadır. Ventriküllerin bir parçası geri kalanına göre elektronegatif hâle geldiği zaman, elektrik akımları şekilde dikkati çekeceği üzere büyük dairesel yollar çizerek depolarize alandan polarize alana doğru hareket ederler. Purkinje sistemi ile ilgili tartışmadan anımsanacağı gibi, kalp uyarısı negatif işaretler ile gösterildiği gibi, ventriküllerin ilk olarak septumuna, bundan kısa bir süre sonra da kalan kısmının endokardiyal yüzeyine ulaşır. Bu durum ventriküllerin içine elektronegatiflik, dış duvarlarına ise elektropozitiftik sağlar. Akımlar ventrikülleri çevreleyen sıvıların içerisinde, şekildeki eğri oklarla gösterildiği gibi elips şeklinde yollar çizerek hareket ederler. Eğer okuyucu akımların tüm hareket çizgilerinin (elips şeklindeki çizgiler) cebirsel ortalamasını alırsa, ortalama akım hareketinin, negatiftik kalbin tabanına pozitiflik ise kalbin apeksine gelecek şekilde oluştuğunu bulacaktır. Akım, depolarizasyon sürecinin geri kalan bölümünün çoğunda depolarizasyon, ventrikül kası içinde endokardiyal yüzeyden dışarı doğru yayılırken, aynı yönde harekete devam eder. Depolarizasyon ventriküller içinde izlediği yolunu tamamlamadan hemen önce, akımın ortalama hareket yönü yaklaşık 1/100 saniye süreyle ters döner ve akım bu kez apeksten tabana doğru hareket eder. Çünkü kalbin depolarize olan en son bölümü ventriküllerin kalbin tabanında kalan dış duvarlarıdır.
Bu nedenle akım, normal bir kalpte negatiften pozitife, depolarizasyon döngüsünün en son kısmı hariç hemen hemen tamamı sırasında çoğunlukla tabandan apekse doğru hareket eder. Dolayısıyla şekilde gösterildiği gibi vücudun yüzeyine bir voltmetre bağlanırsa tabana yakın olan elektrot negatif, apekse yakın olan elektrot ise pozitif olacak ve voltmetre elektrokardiyogramda pozitif bir kayıt yapacaktır.

Ventrikül Fibrilasyonu
Bütün kalp aritmilerinin en ciddisi, anında tedavi edilmediği takdirde hemen daima ölüme neden olan ventrikül fibrilasyonudur.

Ventrikül fibrilasyonu, ventrikül kası kitlesi içinde tehlikeli bir şekilde dolaşan kalp uyarılarının, ventrikül kasının önce bir bölümünü, daha sonra bir başka bölümünü ve daha sonra bir başkasını uyararak sonunda kendi kendilerini geri beslemeleri ve aynı ventrikül kasını tekrar tekrar durmadan yeniden uyarmalarına bağlıdır. Bu gerçekleştiği zaman ventrikül kasının pek çok küçük bölümü aynı anda kasılacak, eş miktarda pek çok bölümü de gevşeyecektir. Bu nedenle ventrikül kası asla kalbin normal pompalama döngüsünün gerektirdiği gibi toplu halde ve uyumlu olarak kasılmayacaktır. Dolayısıyla çok sayıda uyarı sinyalinin ventrikül boyunca hareket etmesine rağmen ventrikül boşlukları ne genişler ne de küçülür, fakat hiç kan pompalamadan veya önemsiz miktarlarda kan pompalayarak kısmen kasılı belirsiz bir evrede kalırlar. Dolayısıyla fıbrilasyon başladıktan sonra beyin kan akımının durmasına bağlı olarak, 4-5 saniye içinde bilinç kaybı olur, birkaç dakika içinde de vücudun tüm dokularında geri dönüşümü olmayan ölüm başlar.
Pek çok etken ventrikül fibrilasyonunu başlatabilir; bir saniye önce normal bir kalp atımı gerçekleşmişken bir saniye sonra ventriküller fıbrile olabilirler. Fibrilasyonu başlatabilecek en önemli nedenler; (1) kalbin ani elektrik şokuna maruz kalması, (2) kalp kasının ya da özelleşmiş ileti sisteminin veya her ikisinin iskemisidir. İskemi; besleyen kan akımının azalması olarak bilinir.