Kalp

Kalp ya da yürek, pek çok hayvanda bulunan kaslı bir organdır. Bu organ dolaşım sisteminin kan damarları yoluyla kan pompalar. Pompalanan kan besin ve oksijeni vücudun gerekli yerlerine taşırken, karbondioksit gibi metabolik atıkları da akciğerlere taşır. İnsanlarda kalp yaklaşık olarak kapalı bir yumruk boyutundadır ve akciğerler arasında, göğüsün orta bölmesinin içindedir. Temel görevi kanı vücuda pompalamak olan kalp, metabolizma eylemleri sonucunda oluşan artık ürünlerin vücuttan uzaklaştırılması, vücut ısısının düzenlenmesi, asit-baz dengesinin korunması, hormonlar ve enzimlerin vücudun gerekli bölgelerine taşınması gibi görevleri yapar. Kalp, dolaşım sistemi içerisinde motor görevi yapar. Kalp insanda dakikada 60-80 atım arasında değişen bir hızla dakikada 5-35 litre arası, günlük ise 9.000 litre kanı vücuda pompalar. Günde yaklaşık 100 bin, yılda 40 milyon, tüm insan hayatı boyunca yaklaşık 2,5 milyar kere, hiç durmadan yaklaşık 8 bin ton kanı vücuda pompalar. Yetişkin bir kadında ortalama ağırlığı 200-280 gram, yetişkin bir erkekte ise 250-390 gram ağırlığındadır. Her kişinin, kalbinin yaklaşık kendi yumruğu büyüklüğünde olduğu sanılır.
Kalp, göğüs boşluğunda, 2 akciğer arasında, sternumun arkasında, diyafram kası üzerinde ve 4. 5. ve 6. costa'ların arka yüzünde, üçte ikisi orta çizginin solunda, üçte biri ise sağında yer almaktadır.
Elimizi göğsümüzün sol tarafına koyduğumuzda, kalbimizden gelen sesin nedeni kulakçık ile karıncık arasındaki kapakçıkların açılıp kapanmasıdır.
Başlıca 4 kalp sesi vardır; bunların ilk ikisi hissedilir veya steteskop vasıtasıyla duyulabilirken, 3. ve 4. sesler ancak EKG (ECG) cihazında duyulabilir. 1. kalp sesi atriyo-ventriküler kapakların sesi iken, 2. kalp sesi aorta ve arteria pulmonalis'teki kapakların çıkardığı sestir. 1. ve 2. kalp sesi arasındaki süre ventrüküler sistoldür (kalbin kasılması). 2. kalp sesi ile 1. kalp sesi arasındaki süre ise ventriküler diastol (kalbin gevşemesi) evresidir.
Kökenbilim
Kalp sözcüğünün Türkçedeki karşılığı Yürektir, Arapça ḳlb kökünden gelen kalb sözcüğünden alıntıdır. Bu sözcük, Akadca aynı anlama gelen kablu sözcüğü ile eş kökenlidir. Hastane bölümlerinden birisi olan ve kalp düzeneğinin tedavileriyle ilgilenen Kardiyoloji sözcüğü ise; Eski Yunanca kardía καρδία sözcüğünden alıntıdır.
Yapı
Odacıklar
Kalbin dört odası vardır, iki üst atriyum, alıcı odacıklar ve iki alt ventrikül, boşaltma odası. Atriyum, atriyoventriküler septum içinde bulunan atriyoventriküler kapaklar vasıtasıyla ventriküllere açılır. Bu ayrım kalbin yüzeyinde koroner sulkus olarak da görülebilir.
Sağ üst atriyumda sağ atrial apendiks veya kulak kepçesi adı verilen kulak şeklinde bir yapı vardır ve sol üst atriyumda sol atrial apendiks adı verilen başka bir yapı vardır.
Sağ atriyum ve sağ ventrikül birlikte bazen sağ kalp olarak adlandırılır. Benzer şekilde, sol atriyum ve sol ventriküle birlikte bazen sol kalp denir. Ventriküller, kalbin yüzeyinde anterior longitudinal sulkus ve posterior interventriküler sulkus] olarak görülen interventriküler septum ile birbirinden ayrılır.
Kalbin içerisinde 4 adet odacık bulunmaktadır:
Sağ kulakçık (atrium dexter)Kalp kası
Sol kulakçık(atrium sinister)
Sağ karıncık (ventriculus dexter)
Sol karıncık (ventriculus sinister)
Kalbin sağ ve sol kısımları septum aracılığıyla birbirinden tamamen ayrılmaktadır. Kalp, içi boş dört bölmeden oluşmaktadır. Sağ kalp, sağ kulakçık ve sağ karıncıkdan oluşmakta olup burada oksijen bakımından fakir olan venöz kan bulunmaktadır. Sol kalp ise sol kulakçık ve sol karıncıkdan oluşmuş olup içerisinde oksijen bakımından zengin olan arterial kanı bulundurur. Ayrıca sol karıncığın pompalama görevinden dolayı duvar yapısı diğer boşluklara göre oldukça gelişmiştir.
Kapaklar
Kalbin odacıklarını birbirinden ayıran dört kapağı vardır. Her atriyum ve ventrikül arasında bir kapak ve her bir ventrikülün çıkışında bir kapak bulunur.
Kulakçıklar ile karıncıklar arasındaki kapakçıklara atriyoventriküler kapakçıklar denir. Sağ atriyum ile sağ ventrikül arasında triküspit kapak bulunur. Triküspid kapağın, korda tendinae'ya bağlanan ve göreli konumlarına göre anterior, posterior ve septal kaslar olarak adlandırılan üç papiller kas olmak üzere üç çıkıntısı vardır.
Mitral kapak, sol atriyum ile sol ventrikül arasında yer alır. Ön ve arka olmak üzere iki çıkıntıya sahip olması nedeniyle biküspid kapak olarak da bilinir. Bu tüberküller ayrıca korda tendinalar yoluyla ventriküler duvardan çıkıntı yapan iki papiller kasa bağlanır.
Kalpte iki adet atrioventriküler kapak, iki adet de büyük damar kapakları (yarım ay kapak) olmak üzere 4 kapakçık bulunmaktadır. Kulakçıklar ile karıncıklar arasında ve karıncıklar ile buradan çıkan damarlar arasında kapaklar bulunur. Kapakçıklar, kanın tek yönlü akmasını yani geriye dönüşünü engellemeye yarar. Kapaklar, kanın karıncıklara tek yönlü girişini sağlarken aynı zamanda tek yönlü çıkışını da sağlarlar.
Triküspid kapak: Sağ kulakçık ile sağ karıncık arasında bulunur.
Pulmoner kapak: Sağ karıncık ile pulmoner arter (akciğer arteri) arasındaki sağ karıncıkdan pompalanan kanın geri dönüşünü engelleyen üç adet yarım ay şeklindeki kapaklardır.
Mitral kapak: Sol karıncık ve sol kulakçık arasında bulunur.
Aort kapağı: Sol karıncık ile aort arasında bulunur. Bu kapaklar sol karıncıkdan pompalanan kanın geri dönüşünü engeller.
Papiller kaslar, korda tendina denilen kıkırdaklı bağlantılar ile kalp duvarlarından kapakçıklara kadar uzanır. Bu kaslar, kapakçıkların kapandıklarında çok geriye düşmelerini engeller. Kalp döngüsünün gevşeme aşamasında papiller kaslar da gevşer ve korda tendinea üzerindeki gerilim hafiftir. Kalp odaları kasılırken papiller kaslar da kasılır. Bu, korda tendinea üzerinde gerilim oluşturarak atriyoventriküler kapakçıkların uçlarını yerinde tutmaya yardımcı olur ve kulakçıklara geri üflenmelerini önler.
Her bir ventrikülün çıkışında iki ek yarım ay kapak vardır. Pulmoner kapakçık pulmoner arter'in tabanındadır. Bu, herhangi bir papiller kasa bağlı olmayan üç çıkıntılıdır. Ventrikül gevşediğinde, kan arterden ventriküle geri akar ve bu kan akışı, kapağı kapatmak için kapanan tüberküllere doğru bastırarak cep benzeri kapağı doldurur. Yarım ay aort kapağı, aort'un tabanındadır ve ayrıca papiller kaslara bağlı değildir. Bunda da aortdan geri akan kanın basıncıyla kapanan üç tüberkül vardır.
Sağ kalp
Sağ kalp, triküspit kapakçık adlı bir kapakçıkla ayrılan sağ atriyum ve sağ ventrikül olmak üzere iki bölmeden oluşur.
Sağ atriyum, vücudun iki ana toplardamarından, üst ve alt venae kava'dan neredeyse sürekli olarak kan alır. Koroner dolaşımdan gelen az miktarda kan da, inferior vena kava açıklığının hemen üstünde ve ortasında bulunan koroner sinüs yoluyla sağ atriyuma akar. Sağ atriyumun duvarında, fossa ovalis olarak bilinen oval şekilli bir çöküntü vardır ve bu, fetal kalpte foramen ovale olarak bilinen bir açıklığın kalıntısıdır. Sağ atriyumun iç yüzeyinin çoğu pürüzsüzdür, fossa ovalisin çöküntüsü ortadadır ve ön yüzeyde sağ atriyal apendiks de bulunan pektinat kasların belirgin sırtları vardır.
Sağ ventrikülün duvarları trabeculae carneae ile kaplanmıştır, yani endokardiyum ile kaplı kalp kası sırtlarıdır. Bu kas sırtlarına ek olarak, moderatör bant denilen, yine endokardiyum tarafından kaplanan bir kalp kası bandı sağ ventrikülün ince duvarlarını güçlendirir ve kalp iletiminde çok önemli bir rol oynar. İnterventriküler septumun alt kısmından doğar ve inferior papiller kasa bağlanmak için sağ ventrikülün iç boşluğunu geçer. Sağ ventrikül, kasılırken içine kan püskürttüğü pulmoner gövde içine doğru incelir. Pulmoner gövde, kanı her bir akciğere taşıyan sol ve sağ pulmoner arterlere ayrılır. Pulmoner kapak, sağ kalp ile pulmoner gövde arasındadır.
Sol kalp
Sol kalbin iki odası vardır: mitral kapakçık ile ayrılan sol atriyum ve sol ventrikül.
Sol atriyum, dört pulmoner venden biri yoluyla akciğerlerden oksijenli kanı geri alır. Sol atriyumda sol atriyal apendiks adı verilen bir çıkıntı vardır. Sağ atriyum gibi, sol atriyum da pektinat kaslarla kaplıdır. Sol atriyum, mitral kapak ile sol ventriküle bağlanır.
Sol ventrikül, sağ ile karşılaştırıldığında tüm vücuda kan pompalamak için gereken daha büyük kuvvet nedeniyle çok daha kalındır.
Sağ ventrikül gibi, solda da trabeculae carneae vardır ancak moderatör bant yoktur. Sol ventrikül, kanı aort kapağı yoluyla vücuda ve aorta pompalar. Aort kapağının üzerindeki iki küçük açıklık kanı kalp kasına taşır; sol koroner arter, kapağın sol ucunun üzerindedir ve sağ koroner arter sağ ucun üzerindedir.
Damarlar
Kalbin içerisi her ne kadar kan ile dolu olsa da, içerisindeki kanla değil, aort damarından ayrılan sağ ve sol kalp atardamarlarından beslenmektedir. Başta iki ana dal halinde olan bu arterler daha sonra kollara ve dallara ayrılıp kalbi beslerler.
Kalbin arka yüzünü ve sağ karıncığı besleyen; sağ koroner arter,
Kalbin ön yüzünü sol karıncığı besleyen; sol ön inen arter (LAD),
Kalbin sol yanını ve arkasını besleyen; sirkumfleks arter (Cx)
Ayrıca LAD ve Cx arterlerinin dallandığı çok kısa bir sol ana koroner arter bulunmaktadır. Bu damarlar içerisinde en önemlisi LAD, kalbin neredeyse üçte ikisini besler. Tıkanması durumunda zarar gören kas kitlesi önemli düzeyde olduğundan ölüme neden olma durumu yüksektir, bu nedenle bu damara "Dul bırakan damar" (widowmaker) adı da verilmektedir. Sağ koroner arter sinüs düğümüne kan verdiğinden damar tıkanıklığı gerçekleştiğinde kalpte durma ve ritim bozuklukları sıkça görülür.
Tabakalar
Kalp duvarı üç tabakadan oluşur: iç endokardiyum, orta miyokard ve dış epikard. Bunlar perikard adı verilen çift zarlı bir kese ile çevrilidir. Dışta bulunan "perikart", kalbi dıştan saran fibro seröz yapıda bir zardır. Bu zarın arasında sürtünmeyi azaltan bir sıvı bulunur.
Kalbin en iç tabakasına endokard denir. Tek katlı yassı epitel astarından oluşur ve kalp odacıklarını ve kapakçıklarını kaplar. Kalbin damarlarının ve atardamarlarının endoteli ile süreklidir ve ince bir bağ dokusu tabakasıyla miyokardiyuma bağlanır. Endokardiyum endotelinler salgılayarak miyokardın kasılmasını düzenlemede de rol oynayabilir.
Kalbin iç yüzeyini örten bu tabaka, içeriye doğru uzantılar vererek kalpteki dört kapağın temelini oluşturur.
Kalp duvarının orta tabakası, bir kollajen çerçevesiyle çevrili istemsiz çizgili kas doku tabakası kalp kası olan miyokarddır. İki ventrikülün etrafında 8 şekli oluşturup apekse doğru ilerleyerek, kulakçıkların çevresinde ve büyük damarların ve iç kasların tabanlarının çevresinde 8 modeli şekil oluşturan dış kaslarla kas hücreleri kalbin odalarının etrafında dönüp dururken, kalp kası modeli zarif ve karmaşıktır. Bu karmaşık dönme düzeni, kalbin kanı daha etkili bir şekilde pompalamasına olanak tanır.
Kalbin en kalın tabakası miyokarttır. Pompalama görevi yapan karıncıklar, kulakçıklara göre özellikle sol karıncıkta daha kalındır.
Kalp kasında iki tür hücre vardır: Kolay kasılma yeteneğine sahip kas hücreleri ve iletme sisteminin kalp atım (ing: pacemaker) hücreleri. Kas hücreleri, atriyum ve ventriküllerdeki hücrelerin büyük kısmını (%99) oluşturur. Bu kasılabilir hücreler, kalp atım hücrelerinden gelen hareket potansiyeli darbelerine hızlı yanıt sağlayan arakatkılı disklerle bağlanır. Arakatkılı diskler, hücrelerin bir sinsityum gibi davranmasına ve kanı kalpten ve ana arterlere pompalayan kasılmaları sağlar.
Kalp atım hücreleri, hücrelerin %1'ini oluşturur ve kalbin iletim sistemini oluşturur. Genellikle kasılma hücrelerinden çok daha küçüktürler ve onlara sınırlı kasılma sağlayan birkaç miyofibril içerirler. İşlevleri birçok açıdan nöronlara benzer. Kardiyak kas dokusu, tüm kalbin kasılmasını tetiklemek için uyarıyı hücreden hücreye hızla yayan, sabit hızda kardiyak hareket potansiyeli başlatmak için eşsiz yetenekli otoritmikliğe sahiptir.
Kalp kas hücrelerinde spesifik ifade edilen proteinler vardır. Bunlar çoğunlukla kasın kasılması ile ilişkilidir ve aktin, miyozin, tropomyosin ve troponin ile bağlanır. MYH6, ACTC1, TNNI3, CDH2 ve PKP2 içerirler. İfade edilen diğer proteinler, iskelet kasında da bahsedilen MYH7 ve LDB3'dür.
Perikardiyum
Perikardiyum, kalbi çevreleyen kesedir. Perikardiyumun sert dış yüzeyine lifli zar denir. Bu, kalbin yüzeyini yağlamak için kalp zar sıvısı üreten seröz zar denilen çift iç zarla kaplıdır. Seröz zarın lifli zara tutunan kısmına yan perikardiyum, seröz zarın kalbe yapışık olan kısmına ise visseral perikardiyum denir. Perikardiyum, göğüs içindeki diğer yapılara karşı hareketini kayganlaştırma, kalbin göğüs içindeki konumunu sabit tutma ve kalbi enfeksiyondan koruma görevleri yapar.
Koroner dolaşım
Vücuttaki tüm hücreler gibi kalp dokusunun da, oksijen ve besinlerle beslenmesi ve metabolik atıkların atılması için bir yolunun olması gerekir. Bu, atardamarlar, toplardamarlar ve lenfatik damarları kapsayan koroner dolaşımla sağlanır. Koroner damarlardan kan akışı, kalp kasının gevşeme veya kasılmasıyla ilgili olarak tepe ve çukurlarda oluşur.
Kalp dokusu, aort kapağının hemen üzerinde çıkan iki atardamardan (arter) kanı alır. Bunlar sol ana koroner arter ve sağ koroner arterdir. Sol ana koroner arter, aorttan ayrıldıktan sonra sol ön inen ve sol sirkümfleks arter olmak üzere iki damara ayrılır. Sol ön inen arter kalp dokusunu ve sol karıncığın (ventrikül) ön, dış tarafı ve bölmesini (septum) besler. Bunu, daha küçük arterlere (çapraz ve bölme(septal) dallar) dallanarak yapar. Sol sirkumfleks sol ventrikülün arkasını ve altını besler. Sağ koroner arter sağ atriyum, sağ ventrikül ve sol ventrikülün alt arka kısımlarını besler. Sağ koroner arter ayrıca atriyoventriküler düğüme (insanların yaklaşık %90'ında) ve sinoatriyal düğüme (insanların yaklaşık %60'ında) kan sağlar. Sağ koroner arter, kalbin arkasındaki bir olukta, sol ön inen arter ise öndeki bir olukta akar. Kalbi besleyen atardamarların anatomisinde insanlar arasında önemli farklılıklar vardır. Atardamarlar, en uzak noktalarında her atardamar dağılımının kenarlarında birleşen daha küçük dallara ayrılırlar.
Koroner sinüs, sağ atriyuma boşalan büyük bir damardır ve kalbin venöz drenajının çoğunu alır. Büyük kalp damarı'ndan (sol atriyumu ve her iki ventrikülü alan), arka kalp damarından (sol ventrikülün arkasını boşaltan), orta kalp damarından (sol ve sağ ventriküllerin altını boşaltan) ve küçük kalp damarından kanı alır. Ön kalp damarları, sağ karıncık önünü boşaltır ve doğrudan sağ atriyuma boşalırlar.
Kalbin üç tabakasının her birinin altında pleksus adı verilen küçük lenfatik ağlar bulunur. Bu ağlar, kalbin yüzeyindeki ventriküller arasındaki olukta yukarı doğru giden ve yukarı doğru çıktıkça daha küçük damarları alan, ana sol ve ana sağ gövdede toplanırlar. Bu damarlar daha sonra atriyoventriküler oluğa gider ve sol ventrikülün diyafram üzerinde oturan bölümünü boşaltan üçüncü bir damar alır. Sol damar bu üçüncü damarla birleşir ve pulmoner arter ve sol atriyum boyunca ilerleyerek aşağı trakeobronşiyal düğümde son bulur. Sağ damar, sağ atriyum ve sağ ventrikülün diyafram üzerinde oturan kısmı boyunca hareket eder. Genellikle çıkan aortun önünden geçerek brakiyosefalik bir düğümde son bulur.
Sinir beslemesi
Kalp, vagus siniri'nden ve sempatik gövdeden çıkan sinirlerden sinir sinyalleri alır. Bu sinirler, kalp atış hızını etkilemek için çalışır ancak onu kontrol etmez. Sempatik sinirler aynı zamanda kalp kasılma kuvvetini de etkiler. Bu sinirler boyunca ilerleyen sinyaller, omurilik soğanı'daki iki eşleştirilmiş kardiyovasküler merkezden çıkar. Parasempatik sinir sistemi'nin vagus siniri kalp atış hızını azaltmak, sempatik gövdeden gelen sinirler ise kalp atış hızını artırmak için çalışır. Bu sinirler, kardiyak pleksus adı verilen kalbin üzerinde uzanan bir sinir ağı oluşturur.
Vagus siniri, beyinsapı'ndan çıkan uzun, gezici bir sinirdir ve kalp dahil göğüs ve karın bölgesindeki çok sayıda organa parasempatik uyarı sağlar. Sempatik gövdeden gelen sinirler, T1-T4 torasik ganglionlardan çıkar ve hem sinoatriyal hem de atriyoventriküler düğümlere ayrıca atriyum ve ventriküllere gider. Ventriküller, sempatik lifler tarafından parasempatik liflerden daha zengin şekilde sinir sistemine bağlanırlar. Sempatik uyarım, kalp sinirlerinin nöromüsküler bağlantısında nörotransmitter norepinefrin (noradrenalin de denilir) salınmasına neden olur. Bu, repolarizasyon (yeniden kutuplaşma) süresini kısaltır. Böylece depolarizasyonu (kutuplaşmayı kaldırma) ve kasılma hızını artırır, bu ise kalp atış hızının artmasına neden olur. Pozitif yüklü iyonların akışına izin vererek kimyasal veya -kapılı sodyum ve kalsiyum iyon kanallarını açar. Norepinefrin, beta-1 reseptörüne bağlanır.
Fizyoloji
Kan akışı
Kalp, vücutta sürekli kan akışı sağlamak için dolaşım sistemi'nde pompa görevi yapar. Bu dolaşım, vücuda giren ve çıkan sistemik dolaşım ile akciğerlere giden ve çıkan pulmoner dolaşım'dan oluşur. Küçük kan dolaşımı'ndaki kan, solunum işlemi yoluyla akciğerlerdeki oksijen için karbondioksit'i değiştirir. Sistemik dolaşım daha sonra oksijeni vücuda taşır ve karbondioksiti ve nispeten oksijeni alınmış kanı akciğerlere aktarmak için kalbe geri döndürür.
Sağ kalp, superior ve alt ana toplardamar (inferior) olmak üzere iki büyük damardan oksijeni alınmış kanı toplar. Kan sürekli olarak sağ ve sol atriyumda toplanır. Superior ana toplardamarları kanı yukarıdan diyaframa akıtır ve sağ atriyumun üst arka kısmına boşaltır. alt anatoplardamarları kanı diyaframın altından boşaltır ve superior ana toplardamar açıklığının altındaki atriyumun arka kısmına boşaltır. Alt ana toplardamarlar açıklığının hemen üstünde ve ortasında ince duvarlı koroner sinüs açıklığı vardır. Ayrıca koroner sinüs, miyokardiyumdan gelen oksijensiz kanı sağ atriyuma döndürür. Kan sağ atriyumda toplanır. Sağ atriyum kasıldığında, kan triküspit kapaktan sağ ventriküle pompalanır.
Sağ ventrikül kasılırken triküspit kapak kapanır ve kan pulmoner kapaktan pulmoner gövdeye pompalanır. Pulmoner gövde, kılcal damar'lara ulaşana kadar akciğerler boyunca pulmoner arterlere ve giderek daha küçük arterlere ayrılır. Bunlar alveollerden geçerken karbondioksit oksijenle değiştirilir. Bu, pasif difüzyon süreci yoluyla olur.
Sol kalpte, oksijenli kan pulmoner damarlar yoluyla sol atriyuma geri döner. Daha sonra sistemik dolaşım için mitral kapaktan sol ventriküle ve aort kapağından aorta pompalanır. Aort, birçok küçük artere, arteriole ve nihayetinde kılcal damarlara dallanan büyük bir arterdir. Kılcal damarlarda, kandaki oksijen ve besinler metabolizma için vücut hücrelerine sağlanır ve karbondioksit ve atık ürünlerle değiştirilir. Artık oksijensizleştirilmiş kılcal kan, en sonunda üst ve alt toplardamarlarda ve sağ kalbe toplanan venül'lere ve damarlara doğru hareket eder.
Kalp döngüsü
Kalp döngüsü, kalbin her kalp atışıyla kasıldığı ve gevşediği olaylar dizisidir. Karıncıkların kasılarak kanı aorta ve ana pulmoner artere zorladığı süre sistol olarak bilinirken, karıncıkların gevşeyip yeniden kanla dolduğu dönem diyastol olarak bilinir. Kulakçıklar ve karıncıklar uyum içinde çalışır, yani sistolde karıncıklar kasılırken kulakçıklar gevşer ve kan toplar. Karıncıklar diyastolde gevşediğinde, atriyumlar kanı karıncıklara pompalamak için kasılır. Bu koordinasyon kanın vücuda verimli bir şekilde pompalanmasını sağlar.
Kalp döngüsünün başlangıcında karıncıklar gevşer. Bunu yaparken, açık mitral ve triküspit kapakçıklardan geçen kanla dolarlar. Karıncıklar dolmalarının çoğunu tamamladıktan sonra, kulakçıklar kasılarak karıncıklara daha fazla kan pompalamaya zorlar ve pompayı hazırlar. Ardından, ventriküller kasılmaya başlar. Ventriküllerin boşluklarında basınç yükseldikçe, mitral ve triküspit kapakçıklar kapanmaya zorlanır. Karıncıklardaki basınç daha da artarak aort ve pulmoner arterlerdeki basıncı aştığında, aort ve pulmoner kapakçıklar açılır. Kan kalpten dışarı püskürtülür ve karıncıklardaki basıncın düşmesine neden olur. Eşzamanlı olarak, kan superior ve inferior toplardamarlar yoluyla sağ atriyuma ve pulmoner damarlar yoluyla sol atriyuma akarken atriyum yeniden dolar. Son olarak, karıncıklardaki basınç aort ve pulmoner arterlerdeki basıncın altına düştüğünde, aort ve pulmoner kapakçıklar kapanır. Karıncıklar gevşemeye başlar, mitral ve triküspit kapaklar açılır ve döngü yeniden başlar.
Kalp debisi
Kalp debisi (CO), her bir ventrikül tarafından bir dakikada pompalanan kan miktarı (atım hacmi) ölçümüdür. Bu, atım hacminin (SV) kalp atış hızının (HR) dakikadaki atım sayısıyla çarpılmasıyla hesaplanır. Böylece: CO = SV x HR.
Kalp debisi, vücut yüzey alanı ile vücut boyutuna göre normalleştirilir ve kardiyak indeksi denilir.
Ortalama kalp debisi, yaklaşık 70 mL'lik bir ortalama atım hacmi kullanıldığında, 5,25 L/dk'dır ve normal aralık 4,08,0 L/dk'dır. Atım hacmi normalde bir ekokardiyogram kullanılarak ölçülür ve kalbin büyüklüğünden, bireyin fiziksel ve zihinsel durumundan, cinsiyetten, kasılabilirlikten, kasılma süresinden, önyük ve arkyükten etkilenebilir.
Önyük, diyastolün sonunda, ventriküller tam doluyken atriyumun dolma basıncını ifade eder. Ana faktör, ventriküllerin dolmasının ne kadar sürdüğüdür: ventriküller daha sık kasılırsa, doldurmak için daha az zaman olur ve ön yük daha az olur. Ön yük, bir kişinin kan hacminden de etkilenebilir. Kalp kasının her kasılmasının kuvveti, Frank-Starling mekanizması olarak tanımlanan ön yük ile orantılıdır. Bu, kasılma kuvvetinin kas lifinin başlangıçtaki uzunluğuyla doğru orantılı olduğunu belirtir, yani bir ventrikül ne kadar gerilirse o kadar kuvvetli kasılır.
Art yük veya kalbin sistolde kanı dışarı atmak için ne kadar basınç oluşturması gerektiği vasküler dirençten etkilenir. Kalp kapakçıklarının daralmasından (stenoz) veya periferik kan damarlarının kasılmasından veya gevşemesinden etkilenebilir.
Kalp kası kasılmalarının gücü atım hacmini kontrol eder. Bu, inotrop olarak adlandırılan maddeler tarafından olumlu veya olumsuz olarak etkilenebilir. Bu maddeler vücuttaki değişikliklerin sonucu olabilir veya tıbbi bir bozukluğun tedavisinin bir parçası olarak ilaç olarak veya özellikle yoğun bakım ünitelerinde yaşam destek biçimi olarak verilebilir. Kasılma kuvvetini artıran inotroplar "pozitif" inotroplardır ve adrenalin, noradrenalin ve dopamin gibi sempatik ajanları içerir. "Negatif" inotroplar kasılma kuvvetini azaltır ve kalsiyum kanal blokerlerini içerir.
Uyarı ve ileti sistemi
Kalbin kasılarak kendisine gelen kanı bir pompa gibi davranarak vücuda vermesi elektrik akımları sayesinde kasılması ile olmaktadır. Kalbin yönetim sisteminde özel hücre kümeleri, demetleri ve lifleri bulunmaktadır. Uyarı ve ileti sistemi, sinoatrial düğüm (SA düğümü), atriyoventriküler düğüm (AV düğümü), atriyoventriküler demet (his demeti) ve purkinje lifleri olmak üzere dört bölümden oluşmaktadır. Bunlardan ilk ikisi uyarı sisteminde, diğer ikisi ise ileti sisteminde yer almaktadır.
Bir kalp atımı, kalbin sağ kulakçığının üst bölümlerinde bulunan sinoatrial düğümün elektriksel bir uyarı çıkarmasıyla başlamaktadır. Bu düğümün özelliği eşit aralıklarla ve belirli bir hızda (dinlenme durumunda dakikada ortalama 60-80 kez) uyarı çıkarmasıdır. Bu bölge kalbin doğal pili olarak bilinmektedir. Sinüs düğümünde (Sinoatrial) oluşmuş olan bu uyarı, kalbin her iki kulakçığı boyunca, yine bu iş için özelleşmiş iletim yolları ile aşağıya doğru yayılıp bu uyarı ile birlikte kulakçıklar kasılarak içlerindeki kanı karıncıklara gönderirler. Sonrasında uyarı, kulakçıklar ile karıncıklar arasında bulunan diğer bir özel bölgeye; atriyoventriküler (AV) düğüme gelir. Elektrik iletisi karıncıklara ulaştırılmadan önce atriyoventriküler düğümde 0,1 saniyelik gecikme kulakçıkların karıncıklardan önce kasılmasını sağlar. Böylelikle kulakçıklar ile karıncıkların aynı anda kasılması engellenir. Böylece atriyoventriküler düğümden geçen akım, His-Purkinje sistemi ile uyarı tüm karıncıklara yayılır ve karıncıklar kasıldıklarında içlerindeki kanı akciğerlere ve aort yoluyla vücuda pompalarlar. Böylelikle sinüs düğümü yeniden başka bir uyarı çıkarıp başka bir döngü başlatır. Sinoatrial düğüm dakikada ne kadar uyartı çıkartıyorsa (dinlenme durumunda ortalama 60-80 defa), kulakçıklar ve karıncıklar o sayıda sistol yaparlar. Bir kalp vuruşu karıncıkların sistolüdür.
Elektrik iletimi
Sinüs ritmi olarak adlandırılan normal ritmik kalp atışı, kalbin kendi kalp pili olan sinoatriyal düğüm (sinüs düğümü veya SA düğümü olarak da bilinir) tarafından belirlenir. Burada kalpte dolaşan ve kalp kasının kasılmasına neden olan bir elektrik sinyali oluşturulur. Sinoatriyal düğüm, sağ atriyumun üst kısmında, superior vena kava ile birleşme noktasına yakın bir yerde bulunur. Sinoatriyal düğüm tarafından üretilen elektrik sinyali, tam olarak anlaşılamayan radyal bir şekilde sağ atriyumdan geçer. Sol ve sağ kulakçık kaslarının birlikte kasılması için Bachmann'ın demeti aracılığıyla sol kulakçığa gider. Sinyal daha sonra atriyoventriküler düğüme gider. Bu, atriyoventriküler septumda sağ atriyumun altında, sağ atriyum ile sol ventrikül arasındaki sınırda bulunur. Septum kalp iskeletinin bir parçasıdır, kalp içindeki elektrik sinyalinin geçemeyeceği dokudur ve bu doku sinyali yalnızca atriyoventriküler düğümden geçmeye zorlar. Sinyal daha sonra His demeti boyunca sol ve sağ demet dallarına, oradan da kalbin ventriküllerine gider. Ventriküllerde sinyal, Purkinje lifleri adı verilen özel doku tarafından taşınır ve bu doku daha sonra elektrik yükünü kalp kasına iletir.
Nabız
Normal istirahat kalp atış hızı, sinüs ritmi denir ve sağ atriyum duvarında bulunan bir kalp atım grubu olan sinoatriyal düğüm tarafından oluşturulur ve sürdürülür. Sinoatriyal düğümdeki hücreler bunu aksiyon potansiyeli yaratarak yapar. Kardiyak aksiyon potansiyeli, belirli elektrolitlerin kalp atım hücrelerinin içine ve dışına hareketiyle oluşturulur. Aksiyon potansiyeli daha sonra yakındaki hücrelere yayılır.
Sinoatriyal hücreler dinlenirken, zarlarında negatif bir yük vardır. Hızlı bir sodyum iyon akışı, zarın yükünün pozitif olmasına neden olur. Buna depolarizasyon denir ve kendiliğinden gerçekleşir. Hücre yeterince yüksek yüklü olduğunda, sodyum kanalları kapanır ve kalsiyum iyonları hücreye girmeye başlar ve kısa bir süre sonra potasyum hücreden ayrılmaya başlar. Tüm iyonlar, sinoatriyal hücrelerin zarında iyon kanalları boyunca hareket eder. Potasyum ve kalsiyum, yalnızca yeterince yüksek bir yüke sahip olduğunda hücrenin dışına ve içine hareket etmeye başlar ve bu nedenle voltaj kapılı denilir. Bundan kısa bir süre sonra kalsiyum kanalları kapanır ve potasyum kanalları açılarak potasyumun hücreyi terk etmesine izin verilir. Bu, hücrenin negatif bir dinlenme yüküne sahip olmasına neden olur ve repolarizasyon denilir. Zar potansiyeli yaklaşık -60 mV'a ulaştığında potasyum kanalları kapanır ve süreç yeniden başlayabilir.
İyonlar yoğun oldukları alanlardan olmadıkları yerlere doğru hareket ederler. Bu nedenle sodyum hücreye dışarıdan, potasyum ise hücre içinden hücre dışına hareket eder. Kalsiyum da kritik bir rol oynar. Yavaş kanallardan içeri girmeleri, sinoatriyal hücrelerin pozitif yüklü olduklarında uzun süreli "plato" fazlı oldukları anlamına gelir. Bunun bir kısmına mutlak refrakter dönem denir. Kalsiyum iyonları da kalp kasının kasılmasını sağlamak için troponin kompleksindeki düzenleyici protein troponin C ile birleşir ve gevşemeyi sağlamak için proteinden ayrılır. Kalsiyum iyonları ayrıca kalp kasının kasılmasını sağlamak için troponin kompleksi içindeki düzenleyici protein troponin C ile birleşir ve gevşemeye imkan vermek için proteinden ayrılır.
Yetişkin dinlenme kalp atış hızı 60 ila 100 bpm arasında değişir. Yeni doğmuş bir bebeğin istirahat kalp atış hızı dakikada 129 atış (bpm) olabilir ve bu, olgunlaşana kadar kademeli olarak azalır. Bir sporcunun kalp atış hızı dakikada 60 atımdan daha az olabilir. Egzersiz sırasında atım hızı 150 vuru/dk olabilir ve maksimum hızlar 200 ile 220 vuru/dk arasında olabilir.