kalp kasında aksiyon potansiyeli / Kardiyak Miyositlerdeki Aksiyon Potansiyeli (Video) | Khan Academy

Kalp Kasında Aksiyon Potansiyeli

kalp kasında aksiyon potansiyeli

KALP KASININ FİZYOLOJİK ÖZELLİKLERİ

  • KALP KASININ FİZYOLOJİK ÖZELLİKLERİ Dr. Müge Devrim Üçok

  • Kalp Kasında Aksiyon Potansiyelleri

  • Mikroelektrodlarla kaydedilen ritmik aksiyon potansiyelleri.

  • Hızlı sodyum kanalları • Yavaş kalsiyum kanalları • Potasyum kanalları

  • Plato döneminin oluşmasının iki nedeni var: • Yavaş kalsiyum kanallarının (kalsiyum-sodyum kanalları) açılması. • Kalp kası membranının potasyum iyonlarına geçirgenliğinin azalması (yaklaşık 5 kat).

  • Plato dönemi, kas kontraksiyonunun ventriküllerden kanı fırlatmaya yetecek kadar uzun sürmesini sağlar (iskelet kasından 15 kat daha uzundur); fırlatma tamamlanmadan kas hücrelerinin tekrar uyarılmalarına izin vermez. Plato döneminde kalsiyumun hücre içine girmesi kontraksiyon sürecini başlatır.

  • Tetani oluşmaz. Kalp kasında kontraksiyon depolarizasyonun başlangıcından hemen sonra başlar ve aksiyon potansiyelinin katı kadar sürer. Kalp kası geç repolarizasyon döneminin yarısına kadar ki dönemde mutlak refrakter, sonuna kadar ki dönemde ise rölatif refrakterdir.

  • Ventrikül kası kontraksiyonunun gücü. Refrakter periyodun ve rölatif refrakter periyodun süresi ve prematür kontraksiyonların etkisi. Prematür kontraksiyonlar, iskelet kasındaki gibi, dalga sumasyonuna neden olmaz.

  • Eksitasyon-Kontraksiyon Eşleşmesi

  • Aksiyon potansiyeli kalp kası membranı boyunca yayılırken transvers (T) tübüller boyunca kasın derinliklerine de hızla yayılır  T tübül aksiyon potansiyeli longitudinal sarkoplazmik tübüllerin membranlarından kalsiyum salınımına neden olur  kalsiyum miyofibrillere difüze olur ve aktin ve miyozin filamentlerinin birbiri üzerinden kaymasını sağlayacak kimyasal reaksiyonları katalizler.

  • Sarkoplazmik retikulumdan salınan kalsiyum iyonlarına ek olarak aksiyon potansiyeli sırasında T tübüllerinden de sarkoplazmaya kalsiyum difüze olur. Eksitasyon-kontraksiyon süreci sırasında T tübül membranının depolarizasyonu  voltaj-kapılı Ca2+ kanallarının açılması  Ca2+ girişi T tübüllerinden kalsiyum girişi olmazsa kalp kasının kontraksiyon gücü azalır çünkü SR’u iskelet kasındakinden daha az gelişmiştir ve tam bir kasılmayı sağlayacak kadar kalsiyumu depolayamaz. Kalp kasındaki kasılmanın gücü büyük oranda ekstraselüler sıvının kalsiyum konsantrasyonuna bağlıdır.

  • * T tübülleri iskelet kasındakinden daha geniştir (5 kat kadar). * Sarkoplazmik retikulum iskelet kasındaki kadar gelişmemiştir. * İskelet kasından daha zengin mitokondri taşır. * Kapiller ağın genişliği iskelet kasından kat fazladır.

  • Kalp kası iskelet kasındaki gibi aktin, miyozin, tropomiyozin ve troponin içerir ve kasılması aktin ve miyozin filamentlerinin birbiri üzerinde kayması ile gerçekleşir.

  • Kalbin Ritmik Olarak Uyarılması

  • Kalpte aksiyon potansiyellerinin kaynağı, normalde sinüs düğümü (sinoatriyal düğüm) dür. Sağ atriyumda bulunur; hücreleri kontraktil kas filamentlerini içermez ve küçük çaplıdır. Sinüs düğümü hücreleri atriyal kas hücreleri ile doğrudan bağlantılıdır.

  • Sinüs düğümü hücresinin dinlenme potansiyeli, membranlarında sodyum ve kalsiyumu sızdıran kanalların olması nedeniyle ila mV arasındadır ve sabit değildir. Miyokardın diğer hücrelerinde ise ila mV’dur. Dinlenme potansiyeli daha az negatif olduğundan hızlı sodyum kanalları kapalıdır. Bu nedenle yalnız yavaş kalsiyum sodyum kanalları açılabilir ve aksiyon potansiyeli oluşturabilir. Bu nedenle atriyal nodal ap’i ventrikül kası ap’inden yavaş gelişir. Sinüs düğümü hücresinin ritmik deşarjı. Ventrikül kası hücresindeki aksiyon potansiyeli ile karşılaştırması.

  • Sinüs düğümü hücresinin kendi kendine uyarılması Ekstraselüler sıvıda sodyum iyon konsantrasyonunun yüksek olması ve membranda sodyum sızıntı kanallarının bulunması nedeni ile sodyum hücre içine girer. Membran potansiyeli eşik voltaj olan yaklaşık mV’a ulaşınca yavaş kalsiyum kanalları aktiflenerek aksiyon potansiyeli oluşur. Bu ritmik potansiyel değişikliklerine:“Prepotansiyel” ya da ''pacemaker'' potansiyeli denir.

  • Pacemaker potansiyeline normalde yalnız S-A ve A-V düğümlerde rastlanır. İleti sisteminin diğer hücreleri ise latent karekterdedir; S-A ve A-V düğümler depresyona uğradığı ya da ileti bloğu meydana geldiği zaman ritmik deşarjlar yaratabilirler. Atriyal ve ventriküler kas hücreleri ise prepotansiyellere sahip değillerdir; ancak anormal koşullarda spontan deşarj oluştururlar.

  • Kalp Adalesi Kasılma ve Gevşeme Mekanizmaları

    Kalp Adalesi Kasılma ve Gevşeme Mekanizmaları

     

    Ventrikül ağırlık ve volümünün yaklaşık % 75 ini kardiyomiyozitler (miyozit) oluşturur. Miyozitin % 50 sini miyofibriller yaklaşık % 30’unu ise mitokondri oluşturur. Miyofibrili tel, paketleyip bir arada tutan plastiği kollajen bağ dokusu olarak düşünürsek, ventrikülde bu şekilde paketlenmiş miyofibrilleri kabloya benzete biliriz. Bu kabloya benzer paketler miyofiber denir.

     

    Ventrikülermiyositler kabaca tuğla şeklinde ve tipik olarak yaklaşık x20x12 mm hacmindedir. Miyositler uç noktalarında özgül bağlantı yerleri sayesinde hem elektriksel hem de mekanik olarak eşleşerek birlikte çalışırlar. Atriyalmiyositler daha ufak ve iğ şeklindedir ( < 10 mm diyametre, < mm uzunluk).

     

    Miyositlerkomplex hücre membranı ve sarcolema ile kaplıdır, içlerinde çubuk benzeri kontraktil element içeren miyofibril demetleri içerir. Sarkolema komşu hücrelerin içine sızarak transversetübüler (T tübül) ağ oluşturarak, ekstra sellüler boşluğu hücreleri birleştiren tek bir hücreymiş gibi bağlatan bir hale funduszeue.infokülermiyositingentik materyal içeren çift nükleusu vardır. Bazı hücreler bir bazıları 3, 4 nükleus içerir. Sıra halindeki mitokondriler miyofibriller arasına ve sarkolema altına yerleşmiştir.

     

    Mitokondri fonksiyonu temelde adenozintrifosfat (ATP) formunda enerji üretimidir. Bu enerji kardiyak kontraktil fonksiyon ve bununla ilgili iongradientleri için gereklidir. Sarkoplazmikretikulum (SR) kontraksiyon sırasında kapalı açık şalter görevi gören kalsiyum (Ca+2) dögüsünüsağlayanan özgül endoplazmikretikulumdur. Elektriksel aktivite T tübüllere ulaştığında voltaj- kapılı Ca+2 kanalları açılır ve relatif olarak az miktarda Ca+2 içeri girer. Bu SR dan birbirine nerdeyse yapışık Ca+2 salınım kanallarından daha fazla kalsiyum salınımını sağlar. Bu Ca+2 miyokart kontraksiyonunu sağlarken Ca+2 SR içinde çökertilip alınması ve hücre dışına atılması relaksasyonusağlayacaktıfunduszeue.infoik olarak SR miyosit içinde bağlantılı bir ağ sitemi şeklinde yayılan bir lipit membran sistemidir. Ca+2 salınım kanalları (veya ryanodine reseptörleri [RyRs]) SR un içinde T tubular Ca+2  kanallarına çok yakın konumda bulunurlar. Bu yapıya terminal cisterna veya junctionalsarcoplasmicretikulum (jSR) denir. SR ikinci bölümü uzun, serbest veya ağ sistemi sarkoplasmikretikulumunmiyofibrilleri saran uzun dallarının görevi içeri Ca+2 çekerek relaksasyonu sağlamaktır. Bu Ca+2  içeri alınması ATP-kullanan Ca+2  pompası  SERCA (sarcoendoplasmikretikulum Ca+2 -adenozintrifosfat veya SR Ca-ATPase ) tarafından yapılır. SR içine alınan Ca+2  yüksek konsantrasyonda kalsequestrin gibi proteinlere bağlanarak bir sonraki depolarizasyonda salınmak üzere saklanır. SR, nükleus, mitokondri gibi organeller dışındaki kısım sitoplasm veya sarkoplazm diye nitelendirilir. Sitoplasmda çokça miyoflamenleri içerir. Kontraksiyon ve relaksasyonda artan ve azalan Ca+2 sitoplazma sıvısında olur.

     

    Mitokondrial morfoloji ve fonksiyon

     

    Tipik bir miyosit yaklaşık adet mitokondri içerir, uzun aksı mm ve kısa aksı nm civarındadır. Mitokondri iç (IMM) ve dış (OMM) olmak üzere iki membran içerir. İç membran katlanarak krista denilen  yapı oluşturarak ufak bir volümde geniş yüzey alanı oluşturur. IMM respiratuar zincirde yer alan F0-F1 ATP sentaz gibi sitokrom komplekslerini içerir.  IMM içindeki boşluk mitokondrialmatriks ismini alır. Bu matriks içinde trikarboksilik asit gibi enzimler ve diğer önemli metabolik elemanlar bulunur. Sitokromlar vasıtası ile matrix  dışına proton pompalama yöntemi ile sitozole göre oldukça yüksek negatif voltaj elde edilir (ym= mV).   Matrix dışına proton pompalanması trans-IMM [H+] gradienti ile birlikte çok ciddi ym voltaj farkı ile ortaya çıkan elektromekanik gradient protonların matrixe girmesine sebep olur. Bu yokuş aşağı proton akımının yarattığı enerjiden F0-F1 ATP sentaz ATP yapar.  Adeninnükleartransporter ile mitokondrial ATP sitozolik ADP ile değiştirilir. Enerji üretimi ve ihtiyacı kasılma gevşeme işleminde ortaya çıkan [Ca+2] birikimine göre ayarlanır. Bu dengelemede Na/Caexchanger (NCLX) görev alır. Biriken  Ca+2 hücre dışına atılır, ancak bu durumda hücre içinde Na birikir. Na/H exchanger da bunu dengeleyecektir.

    Fazla Ca birikimi sorun yaratacaktır çünkü F0-F1 ATP sentaz ATP yapmak yerine Na ve Ca boşaltmak için kullanılacaktır. Mitokondri kısa süre için olan Ca artışlarını içine depolayarak hücreyi koruyacaktır, ancak uzun süreli Ca birikimleri olumsuz etkiler yapacaktır. Birincisi  daha önce söylediğim gibi Cauptake sistemi ym azaltacak ve buna bağlı ATP üretimi azalarak enerji stressinden düzelme süreci gecikecektir. Mitokondrial ve sellüler kalsiyum artışı ileri miktarlarda olur ise mitokondrialmembran tamamen içindeki materyali dışarı boşaltacak ym sıfırlanacak ve bu mitokondri ölümüne neden olacaktır. İleri dönemde buna bğımlı olan hücre ölümünede sebep olabilir. Mitokondri reaktif oksijen ürünleri ve proapoproteik maddeler salarak hücre ölümüne sebep olabilir. Yine mitokondrialotofaji veya mitofajy yolu ile zedelenmiş mitokondri ortadan kalka bilir. Bu süreç oksitatifstress ve apoptotikproteazlar tarafından bozulur ise mitofaji gerçekleşmez ve hücre ölümü olur.

     

    İki tane temel kontraktil motor protein vardır. Kalın filamentdemyosin ve ince filamentdeaktin. Kasılma siklüsü ince filamanda ki düzenleyici Troponin C proteinine Ca+2 bağlanması ve Troponin kompleksinin inhibe edici etkisi kaldırılması ile başlar. İnce aktin proteinleri sarkomerin iki ucuna Z-çizgileri (Z Almancada Zuckung “kasılma”) ile bağlantılıdır. Bu flamentler boyunca tekrarlanan kontraktil üniteyi meydana getirir. Sarkomer her iki ucunda Z çigisi ile sınırlı kalın miyozinfilamentini kafes gibi içine alır ancak kalın filamentler Z çizgisine ulaşmazlar.

     

    Kontraksiyon sırasında miyozin başları aktini yakalar ve aktinflamanlarınısarkomerin merkezine doğru çeker. Kalın ve ince filamanlar birbiri üzerinde kayarak sarkomeri ve dolayısı ile hücre uzunluğunu aslında aktin ve miyozinin boyutunu değiştirmeden kısaltır. Ca+2 gelişi ile miyozininaktinflamanlarını yakalaması “cross-bridgecycling” ismini alır.

     

    Titin ve Uzunluk sensörü

     

    Titin dev bir moleküldür. Bugüne kadar tarif edilmiş en büyük moleküllerden biridir. Sıra dışı uzunlukta, elastik ve incedir. Titin Z çizgisinden kalın filamentin içine M çizgisine ulaşarak kalın filamentin Z çizgisi ile bağlantısını kurar. Titinin genişleyip esnemeyen çapa ve  sarkomer uzayınca genişleyip gerilen elastik segment olarak iki kısımdan oluşfunduszeue.info öncelikle miyozin veya kalın flamanları Z- çizgisine bağlayarak sarkomer yapısını stabilize eder. İkinci olarak gerilip gevşerken elastikiyeti ile kalp ve iskelet kası stress-strain ilişkisine katkıda bulunur. Sarkomer boyu kısa olduğunda elastik bölüm kendi üstüne kıvrılarak yay gibi geri kavuşturma  veya içeri çekme gücü uygulayarak  sarkomerin uzamasına katkı ile erken diyastolik doluma yardım eder. Üçüncü olarak kalp adelesinde diyastol sırasında sarkomerin uzaması titinin üstüne katlanmış olan yay gibi parçasının açılmasına ve gerilmesine sebep olur. Bu gerilen moleküler yay hem sarkomerin diyastol sonunda gereğinden fazla gevşemesini sınırlar hem de sistol sırasında gerilen yay geri dönerken sarkomerin kısalmasına yardım ederek sistole fayda sağlar. Dördüncü olarak titin mekanik gerilimi hormonal yanıta dönüştürebilir. Hacim yüklenmesine bağlı diyastolik gerilim sürekli yüksek seyreder ise titinin sonunda Z- noktasına bağlı olduğu noktadaki  titin bağımlı sinyal proteini LIM (MLP) aktive olur. MLP gerilim sensörü şeklinde hareket ederek volüm yüküne bağlı miyozit büyümesine sebep olarak yeniden yapılanmaya sonucunda da dilatekardiyomiyopati gelişmesine sebep olabilir.

    Musküler kasılmanın moleküler temelleri

     

    Çapraz-köprü döngüsü denilen kasılmadaki proteinleri kuvvetli veya zayıf bağlantı düzeyinde olabilir. Diyastol sırasında normalde miyozin başına ATP bağlıdır. ATP ADP+ inorganik fosfata (Pi) hidrolize olur, bu safhada ADP-Pi tam serbestleşmemiş, ATP tamamen harcanmamıştır. Çapraz köprüler aktine bağlanmaya hazırlanırken , bu etkileşim Ca+2 gelip Troponin C ye bağlanması ile Troponin-tropomiyosin kompleksinin aktinfilamentine yönlenmesi ile olur. Bu sırada miyozinde depo edilen enerji miyozin- ADP-Pi kullanılarak miyozin başı ile aktin kuvvetli bağlantı düzeyindeyken miyozin başı döner “PowerStroke” denilen hareket Pi salınımı ile olur. Enerji harcayarak powerstroke hareketi yapan çapraz bağ kuvvetli bağlantı veya rigorstate denilen durumda kalır. Tekrar ATP miyozine bağlanıp çapraz bağın açılmasına hafif bağlandı durumuna geçene kadar (ATP hidrolizi ile) rigorstate de kalacaktır. Kalsiyum ve ATP miktarları yeterli düzeylerde olduğu sürece miyozin- ADP-Pi bağlantısı aktin molekülüne bağlanacak, kalsiyum düşüp troponin C den ayrıldığı sürede zayıf bağlantı hakim olacak relaksasyon yani diyastol durumu olacaktıfunduszeue.info gibi hücre içi ATP’nin düşük olduğu durumlarda ATP rigor bağlantısını yani kuvvetli bağları çözme etkisini yapamayacaktır (Rigormortis).

     

    Aktin ve Troponin kompleksi

     

    Kalsiyumun anahtarı açması ile troponin, tropomiyozin ve aktin kompleksi arasındaki bir seri etkileşim çapraz-köprü döngüsünü başlatır. İnce flamanlar iki helikal birbirine geçmiş aktinfilamenti  ve bu iki filamen arası olukta yedi aktinmonomerini çevreleyen uzun tropomiyozin molekülünden oluşur. Ayrıca 38,5 nm uzunluğunda bir yapı oluşturan her 7. Aktin molekülü hizasında üç-protein regüle edici troponin kompleksi;  Troponin C (Ca+2 bağlayan), I (İnhibe) ve T (tropomiozin bağlayan) bulunur. Kalsiyum miktarları düşükken tropomiyozinin pozisyonu miyozin başının etin şekilde aktin ile etkileşmesini engeller. Sonucunda çapraz bağlar bloke zayıf bağlantı hali hakimdir. Kalsiyumun troponin C ile bağlanması, troponin C nintroponin I ile daha kuvetli bağlanmasına sebep olur. Bu etkileşim tropomiyozininfilamentin oluğunda daha derinlere girmesine ve miyozin ile aktinin bağlanmasına izin vermesine sebep olur. Böylece çapraz-köprü döngüsü başlamış olur. Kuvvetli çapraz köprü kuruldukça tropomiyozinaktin oluğunda daha derine girerek aktin-miyozin bağlantılarının komşu hücrelerde de aktive olmasını sağlar. 

     

     

    Miyozin Yapısı ve Fonksiyonu

     

    Miyozin ağır zincir molekülünün her birinin son kısmında myosin başı yer alır. Miyozin moleküllerinin diğer uçları birbirine dolanmış koil şeklinde kalın filaminin büyük kısmını oluşturur. Kısa bir boyun kısmı ile miyosin başı ileri doğru çıkıntı yapar. Rayment modeline göre başın taban kısmı veya boyun bölgesi “powerstroke” sırasında şeklini değiştirecektir. Her başta bir ATP bağlama cebi ve bu cebin tabanından uzanan aktin-bağlama yüzü olan bir yarık vardır. Adelede mekanik bir yüklenme yok ise powerstroke sırasında Miyozin başı esneyerek aktinfilamentiniyaklaşı 10 nm hareket ettirir. Cepten ADP salınıp ATP bağlanınca çapraz bağlar açılır ve ince ve kalın flamanlar eski dik yerleşimlerine geri dönerler. İzometrikkontraksiyon sırasında çapraz bağlar döner ancak aktinfilamentini hareket ettiremezler ve gergin kuvvetli çapraz bağ köprüleri kuvvet içerirler. Kısalma (ejeksiyon) sürecinde ise powerstroke sırasında aktinfilamentleri hareket ederek sarkomer uzunluğu ve ventrikül volümü azalır. Miyozin başı kalın filamentden organize bir şekilde altı ayrı yönde dışarı uzanarak kalın flamanı çevreleyen altı ayrı aktin flamanı ile etkileşime girer. Myozin molekülleri aynı zamanda M-çizgisi her iki yanında ters longitünal yönde oriante olarak her yönden Z-çizgisi merkeze doğru çekilir. Bu çapraz bağlar kuvvetli bağ veya rigor bağında iken M-çizgisinden Z-çizgisine doğru oklar meydana getirir. Her çapraz bağ siklusu bir molekül ATP yakar ve bu miyozinATPase aktivitesi çarpan kalpte en önemli ATP harcanma sebebidir. Kalp kuvvetli şekilde aktive olduğunda ATP harcamasıda artar. Kardiyak miyositlerin alfa ve beta olarak benzer moleküler ağırlık içeren ancak farklı çapraz köprü ve ATP ase kullanımı yapan iki izoformu mevcuttur. Beta-miyozin ağır zincir izoformu yetişkinlerde baskın olarak hakim olan ATP ase hızı daha yavaş olan izoformdur. Farelerde alfa- miyozin hakimdir ancak kronik stres ve kalp yetersizliğinde betaya dönüşür.  Her miyozin molekül boynu iki adet hafif zincir içerir. Esas miyozin hafif zincir (MLC-1) başa daha yakındır ve kontraktil süreci aktin ile iletişime girerek sınırlar.Düzenleyicimiyozin hafif zinciri (MLC-2) ise potansiel olarak fosforilasyon bölgesidir ve çapraz- köprü siklüsünü başlatıyor olabilir. İskelet kası adalesinde troponinmiyozin kompleksi yoktur kasılma troponin C yerine kalsiyum bağımlı miyozin hafif zincir kinaz  ile aktive olur. A bandındaki miyozin moleküllerini çaprazlayan Miyozin bağlayan protein C potansiyel olarak miyozin proteinlerini bağlayıp miyozin başını sitabilize eder. Miyozin, miyozin bağlayan protein C ve diğer bazı miyoflament proteinlerindeki defektler genetik olarak ailevi hipertrofikkardiyomiyopti ile ilişkilidir.

     

    Kalsiyumun Çapraz-Köprü Döngüsünde Kademeli Etkisi

     

    [Ca+2]i fonksiyonu olarak miyoflamanların tümden veya hiçbirinin aktive olmaması şeklinde değil kademeli aktive olduğunu görürüz. Temel fizyolojik mekanizma [Ca+2]i artması ve tepe değerine ulaşınca miyoflamanın kasılmasıdır. [Ca+2]i  ne kadar yüksek olur ise troponinin kalsiyum bağlama bölümleri o kadar fazla sature olacak ve daha fazla çapraz-köprü oluşmasına imkan sağlanacaktır. Paralel çaraz köprüler ne kadar fazla çalışır ise miyosit daha fazla güç uygulayacaktır. Bu işlemde belirgin bir uyum mevcuttur çünkü en yakın komşu etkisi ile yandaki molekül diğerini etkiliyecektir. Troponin C ye bir Ca+2 bağlandığında lokal çapraz bağ oluşacak ve hem Ca+2 bağlanması  ve çapraz bağ oluşması direkt olarak tropomiyozin molekülü ile kontrol edilen yedi aktin molekülünde çapraz bağ oluşmasına sebep olur. [Ca+2]idaki ufak bir değişiklik uyum içinde çalışan hücreler ile büyük miktarda kuvvet ve kasılma oluşturacaktır.

     

    Uzunluğa Bağlı Aktivasyon ve Frank-Starling Etkisi

     

    [Ca+2]i yanı sıra kasılmayı diyastol sonunda, sistol öncesi sarkomer uzunluğu da etkiler. Otto Frank ve Ernest Starling kalbin diyastolik dolum miktarı arttıkça kalbin atım kuvvetinin daha fazla arttığını gözlemlemişlerdir. Volüm artışı ile sarkomerin uzaması uzunluk algılama mekanizması görevi görür. Bu aktin ve miyozinfilamentlerinin uzunluk artınca daha optimal bir konuma gelmesi ile açıklanmıştır. Ancak sarkomer uzunluğu arttıkça miyoflamanın kalsiyum duyarlılığı da artar. Mantıklı açıklama kalp adalesi gerginleşince flamanın içindeki boşluğun azalması ile olan düzenleyici bir mekanizma ile olabilir. Kardiak döngü boyunca miyosit sabit bir volümdedir, buna göre hücre kısalır ise kalınlaşmalı tersine gerginleşince hücre invelir ve filament boşlukları daralır. Bu teori bazı x ışını çalışmalarında çürütülmüştür. Mekanizma halen tam olarak anlaşılamamıştır. Değişen kontraktil durum diyastolik uzunluğa bağlı ise buna Frank-Starling etkisi, sarkomer uzunluğuna bağlı değil ise pozitif inotropik veya artmış kontraktilite etkisi deriz. Heterometrik (Starling) veya homeometrik (inotropik) mekanizmanın aydınlatılması fonksiyonel ve tedavi yönünden önemli olabilir.

     

    Kardiyak Kasılma ve Gevşeme Döngüsü ile Çapraz Köprü Döngüsü Farklılıklar İçerir

     

    Kardiyak siklus sol ventrikülde basınç farklılıklarını gösterirken çapraz-köprü miyozin başı ile aktin arasındaki tekrarlayan ilişkiyi gösterir. Aortik kapak açılmadan önce izovolumik kasılmada sarkomerler kısalmasa bile hepsi uyumlu birlikte olmasa bile çapraz köprüler güç oluşturmaya başlar. Bu saniyede bazı miyozin başları bükülmüş (Kuvvet oluşturur) bazı başları uzamış, bazıları zayıf olarak aktine bağlanmış, bazıları aktinden ayrılmış halde bulunacaktır. Belli sayıda çapraz bağ döngüsü birkaç mikrosaniye içinde belli bir kuvvet (ve basınç) oluşturur. Çapraz bağ sayısının toplamı ventrikül içindeki basıncı aort basıncına (afterload) eşitleyince ejeksiyon başlar ve çapraz bağlar aktin filamanlarını sarkomerin ortasına (M-çizgisi) hareket etirir ve sarkomer kısalır. Ejeksiyon sürecinde sarkomer kısalır miyoflamanın kalsiyum duyarlılığı azalır. [Ca+2]i azalması ve kısalma kontraktil durum azalır ve diyastole geçilir. Ca+2 geçici özellikleri, , miyoflamanın Ca+2 duyarlılığı  ve çaraz-köprü döngü hızı sempatik uyarılardan ve lokal asidoz veya iskemiden etkilenir.

     

    Kontraktil Protein Defektleri ve Kardiyomiyopatiler

     

    Genetik sebepli Hipertrofik ve dilatekardiyomiyopatiler sadece morfolojik olarak farklı görünen ve davranan kalpler değildir ayrıca moleküler farklılıklarda mevcuttur. Genel olarak kardiyomiyopatilerde B-MHC, MLCs, miyozin bağlayan protein C, troponin alt üniteleri ve tropomiyozin gibi kuvvet üreten sistemlerde mutant genler sebebi ile anormallikler söz konusudur.  Bir hipoteze göre mutasyonlar miyoflaman kalsiyum sensitivitesini, kontraktilitesini ve enerji ihtiyacını arttırarak konsantrikhipertrofiye sebep olur. Miyoflaman kalsiyum sensitivitesini, kontraktilitesini azaltan mutasyon kuvvet oluşturmayan iskelet adelesi gelişmesine sebep olarak dilatekardiyomiyopatiye sebep olur.

     

    KARDİYAK KONTRAKSİYON-RELAKSASYON SİKLÜSÜNDE KALSİYUM İYON AKIŞI

     

    Kalsiyum Hareketi ve Eksitasyon-Kontraksiyon Bağlamı (Coupling)

     

    Kardiyak kontraksiyon ve relaksasyonda kalsiyum düzenlemenin merkezidir. Kardiyomiyosite her kardiyak siklustarelatif olarak az miktarda Ca2+ girerken (tetik Ca2+), SR tarafından büyük miktarda kalsiyum salınır ve geri alınır. Her aksiyon potansiyel depolarizasyonu

     T tübüllere ulaştığında tübüller açılır. Temelde T tübüllerin içinde olan ve junctional SR yakınındaki voltaj-kapılı L tipi Ca2+ kanalları SR Ca2+salınımını kanallarını (RyRs) aktive eder. Bu kalsiyuma bağlı kalsiyum salınım mekanizmasını kalsiyum akımında (ICa) geçen ufak miktarda Ca2+ tetiği sitozol içine büyük miktarda Ca2+ salınmasına sebep olur. İnsan ve memelilerde ICa ya göre SR ile salınan Ca2+  üç dört kat daha fazladır. Fare ve sıçanda bu oran on katına kadar farklılık göstere bilir. Kalsiyum salınımı ve akımı bir arada [Ca+2]i arttırır ve kalsiyum troponin C ye bağlanarak kontraktilite olur.

     

    SarkoplasmikRetikulum Kalsiyum Salınım ve Geri Alımı

     

    Elektron ve florasanmikroskopi çalışmaları sarkoplazmikretikulumunmiyoflamanları çevreleyen ve transvers olarak miyofibriller arasında dolanıp Z-çizgilerine bağlanan bir ağ yapısında olduğunu göstermektedir. Ek olarak SR ağı lümenleri ve nüklear zarf  miyositleri kardiyak miyositlerde bağlantı halindedir. Bu bağlantı sayesinde SR içinde kalsiyumun hızlı şekilde dengeye girmesini sağlar. SR deki kalsiyum retikulum içinde bulunan [Ca+2]SR ve SR içinde tampon maddelere (özellikle kalsequestrin) bağlı intra-SR Ca+2 dan oluşur. SR Ca+2 miktarı normal kalp fonksiyonu ve elektrofizyoloji açısından önemlidir. Anormal olması sistolik ve diyastolik fonksiyon bozukluklarına ve aritmilere sebep olur. [Ca+2]SR, SR Ca+2 miktarını kalsiyum salınım kuvvetini ve RyR kanal açıklığını yönetir.

     

    JunctionalSarkoplazmikRetikulum ve Ryanodin Reseptörü

     

    SR den kalsiyum salınımını yapan RyR kanalları temel olarak jSRmembranı ile T tübül birleşim yerlerinde bulunur. Her bileşkede jSR üstünde  RyR kanalı ve adet sarkolemal L-tipi kalsiyum kanalı nm likjunctionalgap boyunca uzanıfunduszeue.info2 (kardiyak izoform) hem kalsiyum kanalı hemdejSR için kilit düzenliyici protein yapım görevi yapar. Geniş sitozolik kenarda RyR geçiş görevini stabilize eden  kalmodilin, FK bağlama proteini, fosforilasyon proteini protein kinaz A, Ca2+/ CaM-bağımlı protein kinaz II ve protein fosfataz PP1 ve PP2 A protein sentez görevi görür. SR içinde RyRjunctin, triadin ve bunlar vasıtası ile kalsequestrin ile eşleşir. Bunlar RyRnin kapı görevini düzenler,

    Kalp kasının fizyolojik özellikleri

    Kalp, kalbe bağlı damarlar ve kan


    1   2   3   4   5   6   7   8   9     13

    Kalp kasının fizyolojik özellikleri


    Kalp kası 4 önemli fizyolojik özelliğe sahiptir: (1) Uyarılabilme (Batmotropi), (2) Kasılabilme (İnotropi), (3) Otonomi (otoritmisite - Kronotropi), (4) İletebilme (Dromotropi).

    Uyarılabilme


    Bir dokunun herhangi bir uyarana cevap verebilme yeteneğine uyarılabilme denir. Her doku uyarana kendine özgü cevap verir; doku bez ise salgıda bulunur, kas ise kasılır. Kalp kası da uyarılabilme yeteneğine sahiptir. Sadece kendi içinde doğan normal uyarılara değil, dışarıdan uygulanan elektrik, mekanik, ısı ve kimyasal uyaranlara da cevap verir ve lifleri kasılır.
    Normal kalp kasının istirahat membran potansiyeli yaklaşık mV’dur (Şekil ). Ventrikül kasından kaydedilen aksiyon potansiyelleri mV kadardır. Membran potansiyeli –90 mV gibi çok negatif bir değerden +20 mV gibi pozitif değere yükselir. Bu tepe noktasından sonra membran atriyum kasında saniye, ventrikül kasında saniye depolarize durumda kalarak bir plato çizer. Bu plato nedeniyle kasılma kalp kasında iskelet kasına göre 15 kat daha uzun sürer. Kalp kasında kasılmanın iskelet kasına göre uzun sürmesinin 2 nedeni vardır.
    (1) İskelet kasında aksiyon potansiyeli çok sayıda hızlı sodyum kanallarının açılmasına neden olarak, çok miktarda sodyum iyonunun iskelet kası liflerine geçmesini sağlar (depolarizasyon). Bu kanallar aniden açılırlar ve 1/ saniye açık kalarak aniden kapanırlar. Bu kapanmanın sonunda repolarizasyon olayı görülür ve aksiyon potansiyeli sona erer.
    Kalp kasında ise aksiyon potansiyeli 2 tip kanalın açılmasıyla ortaya çıkar: Hızlı sodyum kanalları ve yavaş kalsiyum-sodyum kanalları. İskelet kasında olduğu gibi hücre içine hızlı sodyum girişi ile depolarizasyon meydana gelir (Faz 0). Depolarizasyonu takiben görülen erken yavaşrepolarizasyon (Faz 1) sodyum kanallarının kapanması ve potasyumun hücre dışına akışına bağlıdır. Yavaş kalsiyum–sodyum kanalları; yavaş açılmaları ve daha uzun süre (1/10 saniye) açık kalmaları nedeniyle hızlı sodyum kanallarından farklıdır. Bu süre içinde hem kalsiyum, hem de sodyum kalp kası lifleri içine akar. Bu durum uzun bir depolarizasyon periyodunun oluşunu sağlar. Bu nedenle plato ortaya çıkar (Faz 2).
    Aksiyon potansiyeli sırasında kalsiyum iyonlarının kasa geçmesi aynı zamanda kas kasılmasına yardım eder. İskelet kasından farklı olarak kalp kasında kalsiyum hem depolarizasyonda, hem de kasılmada rol oynar. Bu durum kalsiyumun bifazik etkisi olarak bilinir.
    (2) Aksiyon potansiyelinin ortaya çıkmasından hemen sonra kalp kası membranının geçirgenliği potasyumiçin 5 kat azalır. İskelet kasında görülmeyen bu etkinin kalsiyum kanallarından aşırı kalsiyum girişi nedeniyle olduğu sanılmaktadır. Potasyum geçirgenliğindeki bu azalma plato sırasında potasyum iyonlarının hücre dışına çıkışını azaltarak membranın daha çabuk repolarize olmasını önler. Yavaş kalsiyum–sodyum kanalları – saniye sonunda kapandığı ve kalsiyum ile sodyum iyonlarının hücre içine girişi durduğu zaman, potasyum geçirgenliği çok hızlı bir şekilde artar ve hızlırepolarizasyon meydana gelir (Faz 3). Hücreden hızlı potasyum kaybı membran potansiyelini istirahat değerine döndürür (Faz 4). Böylece aksiyon potansiyeli sona erer.


    Şekil Ventrikül miyokard hücrelerinden kaydedilmiş bir aksiyon potansiyeli ve bu sırada Na+, K+ ve Ca++ için geçirgenlik değişiklikleri (P = Geçirgenlik).

    Refrakter periyod


    Kalp kası diğer uyarılabilen dokular gibi aksiyon potansiyeli süresince tekrar uyarılamaz. Miyokardın kasılması (sistol) sırasında yapılan uyarılar cevapsız kalır. Normal bir uyarı ile uyarılmış bulunan kalp kasının yeniden uyarılamadığı devreye refrakter periyod denir. Ventrikülün mutlak refrakter periyodu – saniye kadardır ki; bu da aksiyon potansiyelinin süresine eşittir. Mutlak refrakter periyod hızlı repolarizasyon (Faz 3) döneminin yarısına kadar olan süreyi kapsar (Şekil ). Relatif refrakter periyod ise bunu izleyen saniyelik süredir.
    Relatif refrakter periyod cevabın ancak normalden daha şiddetli bir uyarı ile alındığı devredir. Uyarılabilme relatif refrakter periyodda geri döner, ancak bu devrede ventriküllere gelen sıradışı bir uyarı sıradışı bir kasılmaya neden olur. Bu sıradışı kasılmaya ekstrasistol denir. Ekstrasistolü takip eden dinlenme aralığı normal kalp atımlarını takip eden aralıktan daha uzun olup tamamlayıcı aralık (kompansatuar pause) adını alır. Buna sebep yine refrakter periyoddur. Sinoatriyal düğümden çıkan normal uyarı ventriküllere ulaştığında ventrikül kasını ekstrasistolun refrakter periyodunda bulur ve cevapsız kalır.
    Kalp kasının iskelet kasına oranla uzun bir refrakter periyoda sahip olması kalbin normal ritmini koruma bakımından önemlidir. Refrakter periyod sayesinde iskelet kaslarında görülen uyarıların sumasyonu ve tetanizasyon miyokardda meydana gelmez. Aksi halde; devamlı tetanik bir kasılma kan dolaşımının durmasına neden olduğundan kalp fonksiyonunu yerine getiremezdi. Çünkü kanın damarlara fırlatılması ve dolaşımın sağlanması ancak kalbin periyodik olarak kasılması ile mümkündür.


    Şekil Membran potansiyeli ve kasılma sırasında refrakter periyod.

    Hep veya hiç kanunu


    İskelet kasında eşik bir uyarı ile minimal bir kasılma görülür ve uyarı şiddetinin artması ile kasılma büyüklüğü artar. Kalp kası ise eşik ve eşik üstü bütün uyarılar karşısında aynı büyüklükte kasılma gösterir. Buna hep veya hiç kanunu denir. Bunun sebebi kalp kası liflerinin fonksiyonel bir sinsityum oluşturmalarıdır. Bu nedenle eşik değerde bir uyarı daima maksimal bir kasılmaya sebep olur. Uyarı şiddetini artırmakla kalp fonksiyonunu değiştirmek mümkün değildir.

    Kasılabilme


    Miyokardın herhangi bir uyaran karşısında gösterdiği kasılma yeteneğine kasılabilme özelliği denir. İskelet kasında olduğu gibi, aksiyon potansiyeli kalp kası membranında yayılırken T tübülleri boyunca kalp kası liflerinin içine de yayılır. Bu durum sarkoplazmik retikulum sisternalarından kalsiyum iyonlarının serbestleşerek sarkoplazmaya geçmesine neden olur. Kalsiyum iyonları myofibriller içine difüzyona uğrayarak aktin ve myozin flamentlerinin birbiri üzerinde kaymasını sağlayacak kimyasal reaksiyonları başlatır. Bu olay da kas kasılmasını oluşturur. Uyarılma-kasılma bağıntısı buraya kadar iskelet kasında olduğu gibidir. Bu noktada iki fark ortaya çıkar.
    (1) Kalp kasında, sarkoplazmik retikulum sisternalarından serbestlenen kalsiyuma ek olarak aksiyon potansiyeli süresince T tübüllerinden de büyük miktarda kalsiyum sarkoplazmaya geçer. Kalp kasında iskelet kasına göre daha az gelişmiş olan sisternalar yeterli kalsiyum depo edemediğinden, kasılma için ekstrasellüler kalsiyuma ihtiyaç vardır. Kalp kasında T tübülleri iskelet kasındakilerden 5 kat daha büyük çapa ve 25 kat daha büyük hacme sahiptir. T tübüllerinin içinde bol miktarda bulunan mukopolisakkaritler negatif yükleriyle büyük miktarda kalsiyum iyonlarını tutarak kalp kası liflerine difüzyona hazır şekilde depo ederler. Kalp kasının kasılma gücü iskelet kasının aksine, büyük ölçüde ekstrasellüler sıvının kalsiyum iyon konsantrasyonuna bağlıdır.
    (2) İskelet kası ile kalp kası arasındaki diğer fark; iskelet kasında 2, kalp kasında 1 T tübül sistemi bulunmasıdır. Kalp kasında bu sistem her sarkomerin Z çizgisinde, iskelet kasında ise aktin ve myozin flamentlerinin birbirini örttüğü yere bitişik bulunur. Bu fark kalp kasının iskelet kasından daha yavaş kasılması gerçeğine; kalsiyum iyonlarının Z çizgisinden kasılma olayının geliştiği sarkomerin orta bölgesine kadar difüze olması için geçen zamana uymaktadır.

    Kataloq:wp-content -> uploads ->
    -> Bernd Isenberg Christiaan Broekman
    -> Azərbaycanda sosial təminat islahatları
    -> Ş Ə X s I m ə luma t
    -> İNİ qadınlar üçün nəzərdə tutulmuş xüsusi zərərin azaldılması xidmətləri varmı?
    -> Zeynalov r. M
    -> Femur boyun siniqlarinda kanalli şurupun yiVLİ QİSMİNƏ AÇilan dəLİKLƏRDƏn təZYİq altinda sement veriLƏRƏk tutma güCÜNÜn artirilmasi
    -> Mouth Care Instructions following a Full Mouth Debridement or Scaling and Root Planning
    -> ƏYRİPƏNCƏLİK(talipes equinovarus): MÜASİr ponseti metodu iLƏ MÜALİCƏ
    -> Zeynalov r. M


    Yüklə ,58 Kb.


    Dostları ilə paylaş:

    1   2   3   4   5   6   7   8   9     13





    nest...

    çamaşır makinesi ses çıkarması topuz modelleri kapalı huawei hoparlör cızırtı hususi otomobil fiat doblo kurbağalıdere parkı ecele sitem melih gokcek jelibon 9 sınıf 2 dönem 2 yazılı almanca 150 rakı fiyatı 2020 parkour 2d en iyi uçlu kalem markası hangisi doğduğun gün ayın görüntüsü hey ram vasundhara das istanbul anadolu 20 icra dairesi iletişim silifke anamur otobüs grinin 50 tonu türkçe altyazılı bir peri masalı 6. bölüm izle sarayönü imsakiye hamile birinin ruyada bebek emzirdigini gormek eşkiya dünyaya hükümdar olmaz 29 bölüm atv emirgan sahili bordo bereli vs sat akbulut inşaat pendik satılık daire atlas park avm mağazalar bursa erenler hava durumu galleria avm kuaför bandırma edirne arası kaç km prof dr ali akyüz kimdir venom zehirli öfke türkçe dublaj izle 2018 indir a101 cafex kahve beyazlatıcı rize 3 asliye hukuk mahkemesi münazara hakkında bilgi 120 milyon doz diyanet mahrem açıklaması honda cr v modifiye aksesuarları ören örtur evleri iyi akşamlar elle abiye ayakkabı ekmek paparası nasıl yapılır tekirdağ çerkezköy 3 zırhlı tugay dört elle sarılmak anlamı sarayhan çiftehan otel bolu ocakbaşı iletişim kumaş ne ile yapışır başak kar maydonoz destesiyem mp3 indir eklips 3 in 1 fırça seti prof cüneyt özek istanbul kütahya yol güzergahı aski memnu soundtrack selçuk psikoloji taban puanları senfonilerle ilahiler adana mut otobüs gülben ergen hürrem rüyada sakız görmek diyanet pupui petek dinçöz mat ruj tenvin harfleri istanbul kocaeli haritası kolay starbucks kurabiyesi 10 sınıf polinom test pdf arçelik tezgah üstü su arıtma cihazı fiyatları şafi mezhebi cuma namazı nasıl kılınır ruhsal bozukluk için dua pvc iç kapı fiyatları işcep kartsız para çekme vga scart çevirici duyarsızlık sözleri samsung whatsapp konuşarak yazma palio şanzıman arızası