Kalbin yapısı ve çalışması

Erdal, ablası Emel markete inince sekiz aylık yeğenine bakmakla kalıyor. Bebek kanepede uyuyakalmış; Erdal başının tepesindeki yumuşak bölgede, bıngıldakta, derinin hafifçe kalkıp indiğini fark ediyor. Kıpırtılar düzenli ve hiç ara vermiyor. Erdal'ın kafasındaki şema oysa çok net: kalbe her atımda «kasıl» buyruğunu beyin gönderir; uyuyan beyin buyruğu keser, kalp de gece boyunca durmaya yakın, ağır ağır çalışır. Karşısındaki bebek ise derin uykuda. Televizyonun sesine dönmüyor, eline dokunulunca uyanmıyor, ama bıngıldaktaki atım aksamadan sürüyor. Emel dönünce Erdal ona gördüğünü gösteriyor. Ablası şaşırmıyor: bebek uyurken de o yumuşak yerin böyle attığını, bunun kalbin her vuruşuyla geldiğini söylüyor. Uyuyan bir beyin kalbe buyruk göndermeyi sürdürüyor mu, yoksa her atımı başlatan şey kalbin kendi içinde mi? Atım içeride başlıyorsa beyin bu işe nereden karışıyor?

• Kalbin dört odacığını, bunlara giren ve çıkan büyük damarları ve her birindeki kanın oksijen durumunu eşleştirirsin.
• Kapakçıkların yerini ve kalp döngüsünün hangi evresinde açık ya da kapalı olduklarını belirlersin.
• Uyarının SA düğümden Purkinje liflerine kadar izlediği yolu sıralar, atımı başlatan yapı ile hızı ayarlayan etkenleri ayırt edersin.
• Kanın kalpteki akış yolunu ana toplardamarlardan aorta kadar izler, varsayımsal bir aksaklığın sonucunu yorumlarsın.

Durmadan dönen bir taşıma ağı

Akciğerde kana geçen oksijen ancak bir taşıyıcı onu ayak parmağındaki hücreye ulaştırırsa işe yarar. İnce bağırsakta emilen glikoz ve amino asitler, hücrelerin ürettiği karbon dioksit ve öteki atıklar, «Hormonların genel özellikleri» dersinde kanla hedefine giden hormonlar da aynı yolu kullanır. Dolaşım sistemi bu taşımanın ağıdır. Kan aynı zamanda ısıyı bedenin içinden yüzeye dağıtır ve savunma hücrelerini enfeksiyonun olduğu yere götürür. Ağın borularını damarlar oluşturur; kanı bu borularda yürüten pompa ise kalptir.

Göğsün ortasındaki pompa

Kalp göğüs boşluğunda, iki akciğerin arasında, göğüs kemiğinin hemen arkasında ve diyaframın üstünde yer alır. Büyük kısmı orta çizginin biraz soluna kayar; sivri ucu aşağıya ve sola bakar. Yetişkinde büyüklüğü kişinin kendi yumruğuna yakındır.

Organı dışarıdan çift katlı bir zar, kalp zarı (perikard) sarar. İki katın arasındaki ince sıvı tabakası, kalp her atımda biçim değiştirirken çevresine sürtünmesini azaltır. Duvarın kalın orta katmanı miyokard adını alır ve «Kas çeşitleri» dersinde tanıdığımız kalp kasından yapılmıştır. Boşlukların iç yüzeyini döşeyen ince ve pürüzsüz katman ise endokarddır; kan bu yüzeyin üzerinden takılmadan kayar.

Dört odacık ve bölünmüş bir kalp

Memeli kalbi dört boşluktan oluşur. Üstteki ince duvarlı iki odacık, damarlarla gelen kanı toplayan kulakçıklardır: sağ kulakçık ve sol kulakçık. Alttaki kalın duvarlı iki odacık, kanı kalpten dışarı pompalayan karıncıklardır: sağ karıncık ve sol karıncık. Sağ ve sol, kişinin kendi sağı ve soludur; karşıdan bakılan bir kitap çiziminde sol yarı okurun sağ eline düşer.

Kalbin sağ yarısı ile sol yarısı arasında boydan boya uzanan kaslı bir bölme vardır. Sağlıklı bir yetişkin insanda bu bölme iki yarı arasında kan geçirmez. Böylece kalbin sağ yarısında bedenden dönen oksijence fakir kan, sol yarısında akciğerden gelen oksijence zengin kan bulunur ve ikisi birbirine karışmaz. Gündelik dilde ve pek çok kaynakta bunlara «kirli kan» ve «temiz kan» denir. «Hayvanlar: omurgalılar» dersinde kuşlarla memelilerin dört odacıklı kalbini sabit vücut sıcaklığının yüksek enerji ihtiyacıyla ilişkilendirmiştik: karışmayan kan, dokulara gönderilen kanın oksijeninin seyrelmemesi demektir.

Duvarların kalınlığı odacığın yaptığı işe göre değişir. Kulakçıklar kanı yalnız hemen altlarındaki karıncığa aktarır; ince duvar onlara yeter. Sağ karıncık kanı yakındaki akciğerlere gönderir. Sol karıncık ise aynı miktarda kanı başın tepesinden ayak parmaklarına kadar bütün bedene yollamak zorundadır ve bunun için çok daha büyük bir basınç üretmelidir. Kalbin en kalın kas duvarı bu yüzden sol karıncıktadır.

Kalbe giren ve kalpten çıkan damarlar

Damarların adlandırılmasında ölçüt, içlerindeki kanın oksijeni değil, kanın kalbe göre yönüdür. Kanı kalpten uzaklaştıran damar atardamar, kalbe geri getiren damar toplardamar adını alır. Bedenin büyük kısmında atardamarlar oksijence zengin kan taşıdığı için «atardamar = temiz kan» kestirmesi çoğu yerde doğru çıkar; ama akciğerle kalp arasındaki damarlarda tersine döner.

Tablonun sağ karıncık satırı klasik bir tuzağı gösteriyor. Akciğer atardamarı kanı kalpten uzaklaştırdığı için atardamardır, ama taşıdığı kan bedenden yeni dönmüş, oksijeni azalmış kandır. Akciğer toplardamarları kanı kalbe getirdiği için toplardamardır ve içlerinde akciğerde oksijen yüklenmiş kan akar. Bir damardaki kanın oksijen durumu adından değil, kanın hangi odacıktan geldiğinden okunur.

Kalbe kan getiren damarların tümü kulakçıklara açılır; kalpten ayrılan iki büyük damar ise karıncıklardan çıkar. Bir kural olarak akılda tutulabilir: kulakçığa yalnız toplardamar açılır, karıncıktan yalnız atardamar çıkar. Sağ karıncıktan akciğere giden kanın orada nasıl oksijen yüklendiğini, aortla yola çıkan kanın organlara hangi dallarla dağıldığını bu derste ayrıntılandırmıyoruz; bize şimdilik kanın kalbe hangi kapıdan girip hangisinden çıktığı yetiyor.

Kapakçıklar: tek yönlü kapılar

Bir pompanın kanı ileri itebilmesi için kanın geri kaçmasını önleyen kapılara ihtiyacı vardır. Kalpte bu işi kapakçıklar görür. Her kulakçıkla altındaki karıncık arasında birer kapakçık bulunur. Sağ kulakçıkla sağ karıncık arasındaki kapakçık üç yaprakçıklıdır ve üçlü kapakçık (triküspit) adını alır. Sol tarafta iki yaprakçıklı ikili kapakçık yer alır; buna mitral kapakçık da denir. Bu yaprakçıklar ince kirişlerle karıncığın iç duvarındaki kas çıkıntılarına bağlıdır. Karıncık kasıldığında kirişler gerilir ve yaprakçıkların kulakçığa doğru ters dönmesini engeller.

Karıncıklardan çıkan iki atardamarın, aortun ve akciğer atardamarının başlangıcında da birer kapakçık bulunur. Yaprakçıkları yarım ay biçimindeki cepleri andırdığı için bunlara yarım ay kapakçıkları denir. Atardamara itilen kan geri dönmeye kalkınca ceplere dolar, yaprakçıklar birbirine yaslanarak kapanır ve yolu tıkar.

Kapakçıkların hiçbirinde kas yoktur; onları kan basıncı açıp kapatır. Kapakçığın kanı ileri iten tarafındaki basınç yüksekse kapakçık açılır, arkasındaki basınç yükselirse kapanır. Sonuç olarak kan kalpte tek bir yönde ilerleyebilir: kulakçıktan karıncığa, karıncıktan atardamara.

Kalbi besleyen damarlar

Kalbin boşlukları sürekli kanla doludur, ama miyokardın hücreleri bu kandan doğrudan beslenemez; duvar, boşluktaki kanın sızarak her hücreye ulaşabileceğinden çok kalındır. Kalp kası, aortun hemen başlangıcından ayrılan ve kalbin yüzeyini bir taç gibi saran taç damarlarıyla (koroner damarlar) beslenir. Bu damarlar kas duvarının içinde kılcallara ayrılır; oksijenini bırakan kan kalbin kendi toplardamarlarıyla toplanıp sağ kulakçığa döner. Bir taç damarındaki akış kesilirse o damarın beslediği kas bölgesi oksijensiz kalır ve hasar görür; halk arasında kalp krizi diye bilinen olayın temeli budur.

Uyarı nerede doğar, nasıl yayılır?

«Kas çeşitleri» dersinde kalp kasının kasılma uyarısını kendi içinde ürettiğini, bu özelliğe otomasyon dendiğini görmüştük. Uyarı, kalp duvarındaki özelleşmiş kalp kası hücrelerinin oluşturduğu bir iletim sisteminde doğar ve yayılır. Bu hücreler sinir hücresi değildir; kasılmaktan çok uyarı üretmek ve iletmek için özelleşmiş kas hücreleridir. Bir atımın uyarısı bu sistemde sırasıyla şu duraklardan geçer:

• Sinoatriyal düğüm (SA düğümü): Sağ kulakçığın duvarında, üst ana toplardamarın açıldığı yere yakın küçük bir hücre öbeğidir. Kendiliğinden ve düzenli aralıklarla uyarı üretir. İletim sistemindeki öteki bölgelerden daha sık uyarı ürettiği için kalbin ritmini o belirler; bu yüzden uyarı başlatıcı (pacemaker) diye anılır.
• Uyarı iki kulakçığın duvarına yayılır ve kulakçıklar kasılır.
• Atriyoventriküler düğüm (AV düğümü): Sağ kulakçığın tabanında, iki kulakçığı ayıran bölmenin alt ucuna yakın durur. Kulakçıklarla karıncıklar arasındaki bağ doku uyarıyı geçirmez; uyarının karıncıklara inebildiği tek kapı bu düğümdür. Uyarı burada kısa bir süre bekletilir. Bu gecikme sayesinde kulakçıklar kasılmalarını bitirip kanlarını karıncıklara aktarır, karıncıklar ancak ardından kasılır.
• His demeti: AV düğümden çıkan uyarıyı iki karıncığı ayıran bölme boyunca aşağıya, kalbin ucuna doğru taşır; bölmede sağ ve sol kola ayrılır.
• Purkinje lifleri: Karıncıkların duvarına yayılan ince liflerdir. Uyarıyı karıncık kasına hızla dağıtır; karıncıklar kalbin ucundan yukarıya doğru kasılır ve kanı yukarıdaki atardamar çıkışlarına doğru sıkar.

SA düğüm işlevini yitirirse kalp hemen durmaz: iletim sisteminin başka bir bölgesi, çoğunlukla AV düğüm, uyarı üretmeyi üstlenebilir. Bu yedek ritim SA düğümünkinden yavaştır. Kalp kasında yayılan uyarıların oluşturduğu elektriksel değişimler deriye yerleştirilen elektrotlarla kaydedilebilir; bu kayda elektrokardiyogram (EKG) denir.

Kalp döngüsü: kasılma ve gevşeme

Bir kalp atımında yaşanan olayların bütününe kalp döngüsü denir. Odacığın kasılmasına sistol, gevşemesine diyastol adı verilir. Döngü üç evrede izlenir.

Döngü SA düğümün uyarısıyla kulakçıkların kasılmasından başlar. Karıncıklar kasılmaya başlayınca içlerindeki basınç kulakçıklarınkini aşar ve üçlü ile ikili kapakçık kapanır; kan geriye, kulakçıklara kaçamaz. Basınç atardamarlardakini de aşınca yarım ay kapakçıkları açılır ve kan dışarı fışkırır. Karıncıklar gevşemeye başladığında atardamardaki kan geri dönmeye yeltenir ve yarım ay kapakçıkları kapanır. Ardından bütün odacıkların gevşek olduğu genel diyastol gelir.

Bu son evre kalbin dinlenme süresidir, ama boş geçmez. Kulakçık–karıncık kapakçıkları açık olduğu için toplardamarlardan gelen kan kulakçıklardan geçip karıncıklara kendiliğinden dolar. Karıncıkların dolmasının büyük kısmı bu sırada gerçekleşir; bir sonraki kulakçık sistolü dolumu yalnızca tamamlar.

Kalp sesleri ve nabız

Göğse kulak verildiğinde duyulan ses, kalp kasının kasılma sesi değildir; kapanan kapakçıkların ve onlara çarpan kanın sesidir. İlk ve daha tok ses, karıncık sistolünün başında kulakçık–karıncık kapakçıklarının kapanmasıyla oluşur. İkinci ve daha kısa ses, karıncıklar gevşemeye başlarken yarım ay kapakçıklarının kapanmasından gelir.

Sol karıncığın her kasılmasında aorta itilen kan, esnek atardamar duvarını genişletir; duvar ardından eski hâline döner. Bu genişleme dalgası atardamarlar boyunca ilerler ve bilekte ya da boynun yanında, atardamarın deriye yakın geçtiği yerlerde parmakla hissedilir. Buna nabız denir. Sağlıklı bir kişide nabız sayısı kalbin atım sayısına eşittir. Toplardamarlarda kan basıncı düşük olduğundan nabız hissedilmez.

Atımı başlatan ile hızı ayarlayan

Kalbin atım sayısı her an aynı değildir; yetişkin bir insanda dinlenirken dakikada yaklaşık 60 ile 100 arasında kabul edilir, koşarken yükselir, uykuda genellikle düşer. Bu ayar, SA düğümün uyarı üretme sıklığının değiştirilmesiyle yapılır.

Ayarın merkezi, «Merkezi sinir sistemi: beyin» dersinde beyin sapının en alt ucunda tanıdığımız omurilik soğanıdır. Buradan kalbe iki yol uzanır. «Çevresel sinir sistemi» dersinin konusu olan sempatik lifler kalbi hızlandırır ve kasılmasını güçlendirir. Parasempatik lifler ise vagus siniriyle kalbe ulaşır ve kalbi yavaşlatır; dinlenen bir insanda bu yavaşlatıcı etki ağır basar. Hormonlar da hızı etkiler. «Böbrek üstü bezleri» dersinde gördüğümüz adrenalin de kalbi hızlandırır; sinirsel yanıtı kan yoluyla destekler ve uzatır. «Tiroit ve paratiroit» dersindeki tiroksin metabolizmayı hızlandırırken kalp atışını da artırır; yetersizliğinde atım yavaşlar.

Bu etkenlerin hiçbiri atımı başlatmaz. Sinirler ve hormonlar, kendiliğinden çalışan bir saatin yalnız hızını değiştirir. Erdal'ın şeması bu yüzden iki yerden aksıyor. Uykuda beyin susmaz; omurilik soğanındaki merkezler gece de çalışır ve uyuyan birinde atım genellikle yalnız biraz yavaşlar. Daha önemlisi, kalbe giden sinirlerin etkisi tümüyle ortadan kalksa bile SA düğüm uyarı üretmeyi sürdürür; değişen yalnız atımın sıklığı olur. Bıngıldaktaki kıpırtı, beyinden gelen bir buyruğun değil, kalbin kendi ritminin bebeğin başına kadar ulaşan izidir.

Her atımda iki karıncık birlikte kasılır, ama kanlarını çok farklı yerlere gönderir: sağdaki akciğerlere, soldaki bütün bedene. Sıradaki ders «Büyük ve küçük dolaşım», kalpten çıkan kanı organlara kadar izliyor ve bir alyuvarın vücutta tam bir tur atarken kalpten neden iki kez geçtiğini gösteriyor.

Örnek 1 — Odacıktan çıkan damar

Soru: Bedenden dönen oksijence fakir kanı alan odacığın hemen altındaki karıncıktan çıkan damar için hangisi doğrudur?

• A) Adı aorttur ve oksijence zengin kan taşır.
• B) Akciğer toplardamarıdır ve kanı kalbe getirir.
• C) Üst ana toplardamardır ve kanı başa götürür.
• D) Akciğer atardamarıdır; kanı kalpten akciğerlere götürür ve içindeki kan oksijence fakirdir.
• E) Taç damarıdır ve kalp kasını besler.

Çözüm: Bedenden dönen kanı sağ kulakçık alır; hemen altındaki odacık sağ karıncıktır. Sağ karıncıktan çıkan damar akciğer atardamarıdır. Kanı kalpten uzaklaştırdığı için atardamar adını alır, ama sağ yarıdan geldiği için taşıdığı kan oksijence fakirdir. A sol karıncıktan çıkan damarı tarif ediyor, B ve C kanı kalbe getiren damarlardır, taç damarları ise aortun başlangıcından ayrılır. Cevap: D.

Örnek 2 — Hangi kapı açık?

Soru: Karıncıklar kasılıp kanı atardamarlara pompalarken kapakçıkların durumu hangisidir?

• A) Üçlü ve ikili kapakçık açık, yarım ay kapakçıkları kapalı
• B) Dört kapakçığın tamamı açık
• C) Üçlü ve ikili kapakçık kapalı, yarım ay kapakçıkları açık
• D) Dört kapakçığın tamamı kapalı
• E) Yalnız sağdaki kapakçıklar açık, soldakiler kapalı

Çözüm: Karıncıklar kasılınca basınçları kulakçıklarınkini aşar ve kulakçık–karıncık kapakçıkları kapanır; kan geri kaçamaz. Basınç atardamarlardakini aşınca yarım ay kapakçıkları açılır ve kan dışarı çıkar. A kulakçık sistolünü ve genel diyastolü tarif ediyor. B kanın iki yöne birden akmasına izin verirdi. D kanı hiçbir yere çıkarmaz. İki yarı aynı anda kasıldığı için E'deki gibi bir ayrılık olmaz. Cevap: C.

Örnek 3 — Bir kan hücresinin geçtiği kapılar

Soru: Alt ana toplardamarla kalbe gelen bir alyuvar, kalpten akciğer atardamarıyla ayrılana kadar hangi kapakçıklardan sırasıyla geçer?

• A) İkili kapakçık, aort çıkışındaki yarım ay kapakçığı
• B) Üçlü kapakçık, akciğer atardamarı çıkışındaki yarım ay kapakçığı
• C) Akciğer atardamarı çıkışındaki yarım ay kapakçığı, üçlü kapakçık
• D) Yalnız üçlü kapakçık
• E) Üçlü kapakçık, ikili kapakçık, aort çıkışındaki yarım ay kapakçığı

Çözüm: Alt ana toplardamar sağ kulakçığa açılır. Kan önce sağ kulakçıktan sağ karıncığa geçerken üçlü kapakçıktan, sonra sağ karıncıktan akciğer atardamarına çıkarken yarım ay kapakçığından geçer. Sağ yarıdaki kan sol yarıya geçmediği için ikili kapakçık ve aort yoldan çıkar (A, E). C sırayı ters kuruyor, D çıkıştaki kapıyı unutuyor. Cevap: B.

Örnek 4 — Koşuda hızlanan kalp

Soru: Otobüse yetişmek için koşan Ender'in kalbi hızlanıyor. Bu hızlanmayla ilgili hangisi doğrudur?

• A) Sempatik lifler ve kana geçen adrenalin SA düğümün uyarı sıklığını artırır; atımı başlatan yine SA düğümdür.
• B) Vagus siniri kalbi hızlandıran uyarıyı taşır.
• C) Koşu sırasında atımı beyin kabuğu başlatır.
• D) Purkinje lifleri omurilik soğanına bağlı sinir telleri olduğu için hızı onlar belirler.
• E) Hızlanma kulakçıkların artık kasılmamasından kaynaklanır.

Çözüm: Sempatik etki ve adrenalin aynı yönde çalışarak SA düğümün daha sık uyarı üretmesini sağlar. Vagus parasempatik yoldur ve kalbi yavaşlatır (B). Atımı ne kabuk ne de bir sinir başlatır (C). Purkinje lifleri özelleşmiş kalp kası hücreleridir, sinir değildir (D). Kulakçıklar her atımda kasılmayı sürdürür (E). Cevap: A.

• «Atardamarda temiz, toplardamarda kirli kan akar» demek. Damarın adı kanın kalbe göre yönünü söyler. Akciğer atardamarı oksijence fakir, akciğer toplardamarları oksijence zengin kan taşır.
• Kalbin atımını beynin ya da bir sinirin başlattığını sanmak. Uyarı SA düğümde doğar; omurilik soğanı, sempatik ve parasempatik lifler ve hormonlar yalnız sıklığı değiştirir.
• Purkinje liflerini ve His demetini sinir sanmak. İletim sistemi özelleşmiş kalp kası hücrelerinden oluşur; adlarındaki «lif» ve «demet» sözcükleri yanıltmasın.
• Kapakçıkları kasların açıp kapattığını düşünmek. Kapakçıkta kas yoktur; iki yanındaki basınç farkı onu açar ya da kapatır. Kalp sesleri de kapanan kapakçıklardan gelir, kasın kasılmasından değil.
• Karıncıkların kanın tamamını kulakçık sistolünde aldığını sanmak. Dolumun büyük kısmı genel diyastolde, kapakçıklar açıkken kendiliğinden olur; kulakçık sistolü dolumu tamamlar.
• Kalp kasının boşluklarındaki kanla beslendiğini sanmak. Kas duvarını aorttan ayrılan taç (koroner) damarları besler.