Kardiyak Pacemaker Aktivitesi
Kardiyak pacemaker aktivitesi, belirli kalp hücrelerinin kendiliğinden depolarize olma ve dış uyarım olmaksızın her kalp atışını başlatma kapasitesidir. Kalbin baskın pacemaker'ı olan sinoatriyal düğümde, membran potansiyeli dinlenimde kalmaz, ancak diyastol sırasında eşik değere ulaşana ve bir aksiyon potansiyeli oluşturana kadar yukarı doğru kayarak kalbin iç ritmini belirlemektedir.
Tanım
Kardiyak pacemaker aktivitesi (otomasite), uzmanlaşmış kalp hücrelerinin, başlıca sinoatriyal düğüm hücrelerinin, membranı eşik değere getiren ve ritmik olarak aksiyon potansiyellerini başlatan kendiliğinden yavaş diyastolik depolarizasyona uğrama içsel yeteneğidir.
Kapsam
Bu madde, otomasite özelliğini, bu özelliğin temelini oluşturan yavaş diyastolik depolarizasyonu, pacemaker aktivitesini yönlendirdiği öne sürülen iyonik akımları, kalpteki pacemaker hiyerarşisini ve hızın nasıl modüle edildiğini kapsamaktadır. Bu bir fizyoloji referansıdır ve implante edilebilir kardiyak pacemaker cihazıyla ilgili değildir.
Temel sorular
- Pacemaker hücrelerini kendiliğinden ateşleyen nedir?
- Yavaş diyastolik depolarizasyon nedir?
- Pacemaker aktivitesini hangi iyonik akımlar yönlendirmektedir?
- Sinoatriyal düğüm neden baskın pacemaker'dır ve pacemaker hiyerarşisi nedir?
Anahtar kavramlar
- Otomasite
- Yavaş diyastolik (faz 4) depolarizasyon
- Funny akım (If)
- Kalsiyum saati ve lokal kalsiyum salınımı
- Sinoatriyal düğüm
- Pacemaker hiyerarşisi ve latent pacemaker'lar
- Overdrive baskılama (overdrive suppression)
- Hızın otonomik modülasyonu
Temel kuramlar
- Pacemaker aktivitesinin funny akım (membran saati) hipotezi
- Kendiliğinden diyastolik depolarizasyon, büyük ölçüde hiperpolarizasyonla aktive olan 'funny' akıma atfedilmektedir; bu akım, repolarizasyon üzerine aktive olan, membranı tekrar eşik değere doğru iten ve kalp hızının belirlenmesine katkıda bulunan bir içe doğru akımdır.
Mekanizmalar
Pacemaker hücreleri stabil bir dinlenim potansiyeline sahip değildir; bunun yerine, her aksiyon potansiyelinden sonra membran, diyastol sırasında eşik değere ulaşana ve tekrar ateşlenene kadar kademeli bir depolarizasyona uğramaktadır. Bu yavaş depolarizasyon, iyonik mekanizmaların bir kombinasyonu ile üretilmektedir. Hiperpolarizasyonla aktive olan 'funny' akım (If), hücre repolarize olduğunda devreye giren ve membranı tekrar eşik değere doğru iten bir içe doğru akım sağlamaktadır. Voltaj kapılı kalsiyum akımları ve sarkoplazmik retikulumdan sodyum-kalsiyum değiştirici (sodium-calcium exchanger) aracılığıyla gerçekleşen ritmik lokal kalsiyum salınımı da katkıda bulunmaktadır; bu nedenle, güncel tanımlamalar yüzey iyon kanallarından oluşan bir 'membran saati' ile bir 'kalsiyum saatini' birleştirmektedir. Sinoatriyal düğüm en hızlı depolarize olduğundan, normalde eşik değere ilk ulaşan odur ve atriyoventriküler düğümdeki ve ventriküler iletim sistemindeki daha yavaş latent pacemaker'ları ateşlenmeden önce sıfırlamaktadır; bu durum, pacemaker hiyerarşisini oluşturan 'overdrive baskılama' (overdrive suppression) olarak bilinen bir fenomendir. İçsel hız, diyastolik depolarizasyonun eğimini ayarlayarak kalbi hızlandıran veya yavaşlatan otonomik girdi ile sürekli olarak modüle edilmektedir.
Klinik önem
İçsel otomasite, kalbin neden kendi başına ritmik olarak attığını ve sinoatriyal düğümün başarısız olması durumunda daha yavaş yardımcı pacemaker'ların neden görevi devralabileceğini açıklamaktadır. Bu madde, normal pacemaker fizyolojisini tanımlamakta ve bireysel tanı veya tedavi için bir temel oluşturmayan eğitsel bir arka plan sunmaktadır; implante edilebilir pacemaker cihazını ele almamaktadır.
Tarihçe
Nodal hücrelerin erken dönem hücre içi kayıtlarında, kendiliğinden diyastolik depolarizasyonun kardiyak otomasitenin temeli olduğu kabul edilmiştir. Hiperpolarizasyonla aktive olan 'funny' akımın keşfi ve karakterizasyonu, pacemaker hücrelerinin eşik değere nasıl ulaştığına dair anlayışı yeniden şekillendirmiştir ve daha sonraki çalışmalar, hücre içi kalsiyum döngüsünün ek rolünü vurgulayarak modern derlemelerde entegre 'membran saati' ve 'kalsiyum saati' tanımlamalarına yol açmıştır.
Tartışmalar
- Pacemaker depolarizasyonunu öncelikli olarak membran saati mi yoksa kalsiyum saati mi yönlendirmektedir?
- Bir görüş, diyastolik depolarizasyonun temel itici gücü olarak yüzey membran iyon kanallarını, özellikle funny akımı vurgulamaktadır; başka bir görüş ise sodyum-kalsiyum değiştiriciye (sodium-calcium exchanger) bağlı ritmik hücre içi kalsiyum salınımını vurgulamaktadır. Güncel açıklamalar, bu ikisini karşılıklı olarak dışlayıcı olmaktan ziyade etkileşimli katkıda bulunan faktörler olarak ele almaktadır.
Öne çıkan isimler
- Dario DiFrancesco
- Matteo Mangoni
- Joel Nargeot
- Mark Boyett
- Edward Lakatta
İlgili konular
Temel eserler
- mangoni-nargeot-2008
- difrancesco-2010
- boyett-2000
Sıkça sorulan sorular
- Kalp neden kendi başına atmaktadır?
- Sinoatriyal düğümdeki özelleşmiş hücreler, diyastol sırasında eşik değere ulaşana ve ateşlenene kadar kendiliğinden depolarize olmaktadır; bu sayede kalp, dış bir elektriksel uyarıya ihtiyaç duymadan kendi ritmini üretmektedir.
- Sinoatriyal düğüm başarısız olursa ne olur?
- Atriyoventriküler düğümdeki veya ventriküler iletim sistemindeki daha yavaş latent pacemaker'lar görevi devralabilmektedir, çünkü onlar da otomasite özelliğine sahiptir, ancak sinoatriyal düğümden daha düşük içsel hızlarda ateşlenmektedirler.