Biyoelektrik İşaretlerin Oluşumu

Biyoelektrik İşaretlerin Oluşumu

Vücudu oluşturan sistemler çeşitli fonksiyonlarını gerçekleştirirken bazı işaretler üretir Bu işaretler çoğu kez alttaki karmaşık biyolojik yapıdan dışarıya kolay anlaşılabilir bilgileri taşımazlar Vücut içindeki çeşitli olayları incelemek için bunların işlenmeleri ve yorumlanmaları gerekmektedirBiyoelektrik işaretler sinirsel iletim , beyin , kalp ve çeşitli kas hareketleri vb ile ilgilidirler Bir kısım hücrelerdeki elektro kimyasal olayların sonucu iyonik akımlar oluşur Bu akımlar elektrodlar yardımıyla algılanır, işaret işleme işlemlerinden sonra çeşitli hastalıklara tanı konmasında yararlanılır Vücutta elektriğin üretildiği fikri ilk olarak 1786 yılında İtalyan anatomi Profesörü Luigi GALVANİ tarafından ortaya atılmıştır GALVANİ yaptığı deneylerle bir kurbağa bacağındaki elektriksel aktiviteyi incelemeye çalışmıştır Sonraki yüzyılda bu konuda birçok çalışma yapılmış , fakat 1903 yılında Hollandalı fizikçi William EİNDHOVEN in telli galvanometreyi bulmasına kadar bu elektriksel aktivitenin pratik bir uygulaması yapılamamıştır Elektronikteki gelişmeler ve fizyolojik alandaki çalışmalar , biyolojik işaretlerin işlenmesi , değerlendirilmesi alanında yeni ufuklar açmıştır


111 – Hücrelerde Elektriksel Aktivite
Hücre , canlıların bağımsız olarak yaşamını sürdürebilen en küçük parçasıdır Hücre nükleus olarak isimlendirilen çekirdek , stoplazma denilen hücre gövdesi ve stoplazmayı çevreleyen hücre zarından oluşur( Şekil 1)



Hücrelerde elektriksel işaretler , hücrenin uyarılabilme özelliği nedeniyle oluşur Hücrenin uyarılabilmesi özelliği belli bir tip hücreden başka bir tip hücreye önemli ölçüde değişir Sinir ve kas hücreleri en büyük uyarılabilme özelliğine sahiptir Bu tip hücrelerin zarlarının bir kısmı eşik seviyesi olarak adlandırılan bir değerin üzerindeki bir işaret ile uyarılacak olurlarsa bu uyarma bütün hücreye yayılır Uyarma şekli elektriksel , kimyasal , optik ,termal veya mekanik olabilir Vücut hücrelerinin içindeki sıvı “intrasellüler sıvı” dışarısındaki sıvı ise “extrasellüler sıvı” adını alır ve bileşimleri birbirlerinden çok farklıdır Hücrelerin normal fonksiyonlarını gerçekleştirebilmeleri için gerekli besin maddeleri ve diğer maddelerin hücrelere geçişi hücreler arasında dolaşan ve kılcal damarların duvarlarından kolayca geçerek kan sıvısı ile karışabilen extrasellüler sıvı yardımı ile olur Şekil 12 de her iki sıvının bileşimler gösterilmiştir






Şekil 12 İntrasellüler ve Extrasellüler sıvıların kimyasal bileşeni

112- Membran Potansiyeli Oluşumuınun Basit Açıklaması
Vücudumuzdaki hücrelerin tümüne yakınının zarında membran potansiyeli oluşur Sinir ve kas hücreleri gibi hücreler ise uyarılabilme özelliğine sahiptirBu hücreler membranları boyunca darbe şeklinde değişen elektro kimyasal değişimleri iletebilmektedir Bez hücreleri gibi diğer bir takım hücrelerde ise membran potansiyelinin değişimi , uyarılabilir hücrelerde görülen şekilde olmamakla beraber bu hücrelerin birçok fonksiyonlarını kontrol etme bakımından çok önemlidir Membran , ortasında lipidlerin yer aldığı 75-100 A° kalınlığında çift lipid tabakasından oluşan dinamik bir yapıdır Çift lipid tabakasının kalınlığı kabaca 45 A° dır Membran içinde bazı bölgelerde 80 ,85 A° kalınlığında protein bölgeleri bulunur Membran , hücrenin çevresini kaplayan bir duvar olarak hücrenin iç ve dış kısmını ayırır ve geçirgenlik engeli olarak çalışır Hücreye gireni,çıkanı kontrol eder ve böylece aktif ve pasif membran iletimini gerçekleştirir Hücreye gelen tüm kimyasal ve elektriksel enformasyon membran yolu üzerinden hücreye ulaşır Hormonlar membrandaki reseptörlere etki ederek etkilerini hücreye ulaştırırlar Birçok ilaç etkilerini ancak membran ile temas ettikten sonra gösterir Enzimlerin çoğunun aktiviteleri membranda olmaktadır Hücrenin davranış bozukluklarında , genellikle membranda bozulmalar olur Örneğin kanserde tümör hücresi kontakt inhibasyon kuralına uymaz Bu kurala göre birbiriyle fiziksel olarak temas eden hücreler birbirleriyle haberleşebilmekte , hareketi , büyümeyi ve üremeyi durdurabilmektedirler Kanserli hücrelerde bu işlem gerçekleşmediğinden üreme devam eder Hücrenin elektriksel aktivitesi açısından bakıldığında hücrenin dışında ve içiinde yer alan sıvı bileşimleri arasında temel fark , hücre dışında Na veCl miktarının hücre içine nazaran daha fazla , K miktarının ise az olmasıdır Hücre membranından çeşitli maddelerin geçmesini sağlayan iki temel mekanizma “difüzyon” ve “aktif transport” olaylarıdır

Difüzyon(Pasif geçiş – Transport):
Maddelerin yüksek konsantrasyondan alçak konsantrasyona doğru membranı geçme olayıdır Bu olayda etkili olan sadece bahis konusu maddenin kinetik enerjisidir

Aktif Taşıma (Aktif Transport) Maddelerin alçak konsantrasyondan yüksek konsantrasyona doğru membranı geçmesi olayıdır Bu olayda etkili olan sadece bahis konusu maddenin metabolik enerjidir Maddeler , birtakım kimyasal reaksiyonlar yolu ile enerji tüketimi sayesinde belirli taşıyıcı maddeler tarafından taşınarak membranı geçerler (Bazı maddelerin hücre içinde daha yüksek konsantrasyonda tutulması gereklidir Örnek olarak K + verilebilir Bazı maddelerin ise hücre dışındaki konsantrayonlarının daha fazla olması gereklidir, örneğin Na + ) Vücudun çeşitli bölümlerini incelediğimizde aktif taşıma yardımı ile hücre zarını Na+ , K+ iyonlarına ilaveten Ca++ , Fe+ , H+ , I + vb iyonların çeşitli şekerler ve aminoasitlerin geçtiğini görürüz Şekil 3 te aktif taşıma olayının nasıl gerçekleştiği gösterilmiştir Taşıma esnasında taşıyıcı araçlar kullanılmaktadır S , aktif taşıma ile taşınacak maddeyi göstermektedir Zarın dış yüzünde C, taşıyıcı ile birleşip birlikte zarın iç yüzüne giderler Burada S,C den ayrılıp hücre içine geçer C ise geri döner Gereken enerjiyi ATP sağlamaktadır


Şekil 13 Aktif transport olayının şematik gösterilişi

Vücut öz sıvısındaki en önemli iyonlar Sodyum (Na+) Potasyum (K+) ve klor (Cl-) iyonlarıdır Uyarılabilen hücrelerin membranları Potasyu ve Klor iyonlarının hücre içine geçmesine izin vermesine rağmen Na iyonlarının geçişine engel olur Sodyumun hücre içine kolay geçememesi sonucu iki durum ortaya çıkar ;
1 ) Hücre içindeki Sodyum iyonu yoğunluğu dışardakinden çok azdırve Sodyum iyonları pozitif yüklü olduğundan hücre dışı içine göre daha pozitif olacaktır
2 ) Elektriksel yük dengesini sağlamak amacıyla poziitif yüklü K iyonlarının hücre içine girmeleri hücre içi K konsantrasyonunun dışarıya göre artmasına neden olur İyon akışı denge durumuna ulaşınca membranda içi dışına göre negatif ve iyon konsantrasyon farklarıyla belirlenen bir gerilim oluşur




( şekil 14)
Şekil 14 Dinlenme potansiyeli ile kutuplanmış hücreBu membran potansiyeline dinlenme potansiyeli denir ve membran uyarılana kadar sabit kalır Mikroelektrodlarla yapılan ölçümlerde hücre dışı pozitif olmak üzere membran etrafından ortalama olarak değeri –90 mV olan ve –60 mV ile –100 mV arasında değişen bir gerilim farkı ölçülür Hücre membranının bir bölümü bir iyonik akım darbesi veya bir başka tip dışarıdan uygulanan enerji ile uyarıldığında membranın Na + iyonlarına olan geçirgenliği artar ve sodyum iyonları içine akmaya başlar Sodyum iyonlarının hücre içine doğru akışı bir iyon akımı doğurur ve membranın sodyuma gösterdiği direnci daha da azaltırSodyum iyonları hücre içine akarken potasyum iyonları da dışarı çıkarlar,fakat onların hareketi sodyum iyonlarına göre oldukça yavaştır Sonuç olarak hücre içi dışına göre biraz pozitif olur, +20 mV a kadar (Şekil15) Bu potansiyel değişimine aksiyon potansiyeli hücreye depolarize hücre ve olaya da depolarizasyon denir Yeni bir kararlı durum sağlanıp Sodyum iyonlarının membrandan geçişi durduktan sonra , artık sodyuma karşı membran direncini kıracak bir iyon akımı mevcut değildir Membran tekrar seçici iletken duruma döner, sodyum pompası denilen aktif bir olayla hücre tekrar dinlenme durumuna döner Bu olaya repolarizasyon denir Bu mekanizmanın nasıl çalıştığı tam olarak anlaşılamamış olmasına rağmen , yük ve yoğunluk gradyanlarının yüksek enerjili fosfatlar yardımı ile bu işi yaptıkları sanılmaktadır



Şekil 15 Hücrenin depolarizasyonu Şekil 16 da tipik bir hücre aksiyon potansiyelinin şekli gösterilmiştir



Şekil 16

Aksiyon potansiyelinin dalga şekli Hücrenin uyarılabilmesi , uyarı akımının genlik ve süresine bağlıdır Normal olarak t > te olmalıdırUyarı darbesinin süresi uzun olmadığı takdirde genliği büyük olmalıdırUyarı ile membran potansiyeli –90 mv’luk dinlenme seviyesinden –60 mv civarındaki eşik seviyesine ulaştığında uyarı kesilse bile depolarizasyon devam eder+ 20 mv’luk aksiyon potansiyelinden sonra hücre tekrar dinlenme durumuna dönerToplam aktivasyon süresi (depolarizasyon + repolarizasyon süresi ) sinir ve kas hücrelerinde 1 ms kadar küçük olabildiği halde kalp kaslarında genellikle bu süre 150-300 ms kadardırEşik değerinden küçük değerli uyarılarda aksiyon potansiyeli oluşmazEşik değerde veya daha yüksek değerdeki uyarılarda ise aksiyon potansiyelinin genliği sabittir

113 Biyoelektrik Potansiyeller
Biyoelektrik potansiyelleri ölçebilmek için iyonik potansiyel ve akımları elektriksel potansiyel veya akıma dönüştüren dönüştürücülere ihtiyaç vardırBöyle bir dönüştürücü iki elektrottan meydana gelir ve elektrotların uygulandıkları noktalar arsındaki iyonik potansiyel farkını löçerHer bir hücrenin ürettiği bireysel aksiyon potansiyellerini ölçmek imkansız değilse de bazı özel uygulamalar dışında çok zordur Çünkü hücre içine hassas olarak elektrod yerleştirilmesi gerekmektedir Biyopotansiyellerin en genel ölçme yöntemi vücud yüzeyinden yapılan ölçümlerdir Bu durumda alttaki birçok hücrenin aksiyon potansiyellerinin yüzeye gelen toplamı alınmaktadır Bazı ölçümlerde ise bir kasa, sinire veya beyinin belirli bölgelerine batırılan iğne elektrodlar yardımıyla ölçüm yapılır Biyopotansiyellerin vücut yüzeyine nasıl ulaştıkları kesin olarak bilinmemektedir Ortaya birçok teoriler atılmıştır Kalbin elektriksel potansiyellerinin izahı için ortaya atılan ve nispeten gerçekçi görünen teoriye göre yüzeyden ölçülen potansiyel alttaki bireysel aksiyon potansiyellerinin kendilerinin değil fakat birinci türevlerinin toplamıdır Ölçüm metdu ne olursa olsun biyoelektrik potansiyellerin oldukça iyi bilinen ve tarif edilmiş karakteristik dalga şekilleri mevcuttur Bir fizyolojik işaretin zamanın fonksiyonu olarak ifadesi , o dalga şeklinin ait olduğu organın latince isminin sonuna “gram” sözcüğü eklenerek ; bu işareti algılamak amacıyla kullanılan ölçü aleti ise “graf” sözcüğü eklenerek yapılır İşaretin elektrik kökenli olması durumunda “elektro” kelimesi başa gelir Örneğin kalbin elektriksel aktivitesi sonucu ortaya çıkan dalga şekline Elektrokardiyogram onu ölçen alete ise Elektrokardiyograf denir

12 ELEKTRONÖROGRAM İŞARETLERİNİN ÖLÇÜLMESİ

121 -Sinir sistemi :
Vücut organlarının fonksiyonları hormonal ve sinirsel olmak üzere iki yoldan kontrol edilir Hormonlar kimyasal bilgi ileticileridir Endokrin bezlerinde üretilip faaliyetini değiştirecekleri veya kontrol edecekleri uzak organlara taşınırlar Hormonlar yardımıyla yapılan kontrol yavaştır Organların faaliyetlerini düzenleyen ikinci sistem ise sinir sistemidir Komutlar merkezi sinir sistemini (MSS) oluşturan beyin ve omurilikten kodlanmış sinir darbeleri halinde sinirler yoluyla organlara gönderilerek onların faaliyetlerini düzenlerler MSS 'den organlara emir götüren bu sinirlere MOTOR - efferent sinirler denir İstemli hareket motor sinirleri ile kaslara ulaşır ve kas lifleri kasılır Geri besleme yoluyla MSS 'e durum bilgisi gider ve böylece hareket koordine edilir MSS bazı özel organlar yardımıyla dış dünya ile temas halindedir Örneğin ; dokunma, acı ve sıcaklık deri yoluyla; görme göz,işitme kulak,tat, dil ve koku burun yo1uyla algılanır Bu bilgileri ve kaslardaki bilgileri beyine götüren sinirlere DUYU-efferent sinirler denir Duyu sinirlerinde de bilgi kodlanmış darbeler şeklinde iletilir Merkezi sinir sisteminin dışındaki sinirlere çevresel sinirler (Peripheral nerves) denir Bunlar omurilikten çıkan 31 çift sinirle beyinden gelen 12 çift sinirden oluşur İstemli hareket yapan kaslar tek bir motor sinir sistemi ile kontrol edilirler ve bu motor sinirleri uyarıcıdırlar Şayet sinirden kasa emir taşınırsa kas kasılır ve motor sinirindeki aktivitenin sona ermesi ile de kas gevşer Kalp, salgı bezleri ve istemsiz kasları besleyen sinir sistemine de Otonom Sinir sistemi denir Çizgisiz veya düz kaslar olarak da adlandırılan istemsiz kaslar sindirim ve solunum yollarında, idrar kesesi, kan damarları ve gözde bulunurlar Bunların kontrolleri istemli kaslarınkinden farklıdır Sinirsel hareket, sinirin kasa bağlantı noktasından bir miktar kimyasal maddenin salgılanmasını sağlar Bu kimyasal madde sinir ucu ile kas arasındaki boşluğu dolduracak kimyasal haber taşıyıcısı görevini yapar Kimyasal maddenin cinsine göre kas kasılır veya gevşer Sempatik sinir uçlarında salgılanan kimyasal madde noradrenaline ve parasempatik sinir uçlarında salgılanan madde actyleholine 'dir Noradrenaline ayrıca bazı endokrin bezlerinde de salgılanıp kana karışır ve ulaştığı uzuvdaki sempatik aktiviteyi artırır Sempatik aktivite vücudun enerji harcamasını , parasempatik aktivite ise vücudun enerji saklamasını artırır Sempatik aktivite kalp aktivitesini artırırken sindirim sistemi aktivitesini yavaşlatır Parasempatik aktivite ise bu organlar üzerinde sempatik aktivitenin tersi etki yapar

122 Sinir Sisteminin Anatomisi
Sinir sisteminin temel ünitesine nöron denir Nöron bazen “soma” denilen bir hücre gövdesi , “dendrit” denilen bir veya birçok giriş lifleri ve “akson” denilen uzun bir taşıyıcı liften meydana gelir Çoğunlukla akson birden fazla terminale ayrılabilir Bunlarla ilgili üç örnek şekil 17 de gösterilmiştir



Şekil 17

Çeşitli tip sinir hücreleri Aksonun hücre gövdesine yakın kısmına akson hillok denir ve burası genellikle aksiyon potansiyelinin üretildiği yerdir Ana aksondan ayrılan kollara “koleretaller” adı verilir Bazı nöronların akson ve dendritleri miyelin denilen bir yağlı tabaka ile kaplanmıştır Bazı durumlarda bu miyelin kılıf muntazam aralıklarla kesilmiş olup bu kısımlara Ranvier düğümleri denir ve düğümler bilgi nakil hızını artırtırlar Merkezi sinir sistemi dışında miyelin kılıf nörilemma denilen başka bir yalıtkan kılıf ile kaplanmıştır Bu son kılıf ince şıvan hücrelerinden meydana gelen ince bir tabakadır ve Ranvier düğümünde de devam ederAkson ve dentritlere sinir lifleri ve bireysel sinir liflerinin bir demetine de sinir denir Bazı nöronların uzun dendritlerine rağmen bazılarınınkiler kısadırlar Beyin, nöron hücre gövdeleri ve liflerinin kafatası içinde yoğun bir toplamıdır Fiziksel ,kimyasal ve sıcaklık şok1arına karşı çok iyi korunmuştur Beyin alt tarafından yine birçok nöron gövdesi ve liflerinden oluşan omuriliğe bağlıdır Beyin ile omuriliğe merkezi sinir sistemi (MSS) denir Büyük miktardaki çeşitli nöronlara ek olarak merkezi sinir sisteminde çok sayıda geniş ve yağlı nörologika veya,glial hücreleri vardır Önceleri bunların sadece yapıyı kuvvetlendirici malzemeler olduğu sanılmıştır Son yıllarda yabancı maddeleri def etmekte rolleri olduğu ve hafıza ile de ilgili oldukları anlaşı1mıştır Hücre gövdeleri ve küçük lifler taze beyinde gri renkte olup “gri madde” yi,uzun liflerin miyelin kılıfı ise beyaz renkte olup beyaz maddeyi oluştururlar MSS 'deki sinir hücreleri toplamına çekirdek (nuclei), MSS dışındaki benzer toplama ise ganglia denirMSS iki taraflı ve genellikle simetrik bir yapıya sahip olup bir tarafta bulunanlar diğer tarafta da vardır Böyle olmasına rağmen bazı fonksiyonların icrası simetrik değildir Beyinin sağ tarafındaki sinirsel yapı vücudun sol tarafı ile, sol tarafındaki sinirsel yapı da vücudun sağ tarafı ile ilgilidir Merkezi sinir sistemi dışındaki sinir liflerine çevre (periferik) sinirleri denirBu sinirlerden bazılarının hücre gövdeleri MSS 'de bulunur Uzunlukları boyunca çevre sinirleri birbirine karışmış vaziyette olup getiren ve götüren (afferent ve efferent) sinirlerden meydana gelirler Bunlardan getiren (afferent) sinirler duyu alıcılarından MSS' ne bilgi tasırlar ve götüren (efferent) sinirler ise motor sinirleridir Vücudun belirli bölgelerini kontrol eden çevre sinirleri omuriliğin belirli seviyelerinden çıkarlar Nöronlar arasındaki birleşmeye sinaps adı verilir Bütün sinapslar sinir hücrelerinin gövdeleri civarındadırlar İnsanlarda sinirler birbirlerine temas etmezler ve aralarındaki bilgi geçişi bir kimyasal maddenin salgılanması ile olur Bir sinirin aksonu bir başka sinirin dendriti yakınına kadar gelir Akson ucuna bilgi geldiğinde kimyasal haber taşıyıcısı salgılanarak tek yönlü bilgi geçişi sağlanmış olur Bazı durumlarda akson ucunun yakınına gelen diğer bir akson ucundan salgılanan kimyasal maddelerle uyarının iletimi zorlaşır veya kolaylaşır Çevre sinir sistemi birçok alt sistemlerden meydana gelir Bunlar arasında derideki alıcılardan beyine bilgi taşıyan somatik sinir sistemi,gözlerden bilgi taşıyan görme (visual) sinir sistemi sayılabilir Sempatik ve parasempatik kollara ayrilan hissi durumla ilgili olan ve düzgün kasları kontrol eden otonom sinir sistemi de çevre sinir sisteminin bir alt sistemidir

123 -Sinirsel haberleşme
Daha önceki bölümlerde anlatıldığı gibi sinirler uyarılabilen hücrelerdendir ve uyarıldıklarında aksiyon potansiyelleri üretirler Sinirlerde bu aksiyon potansiyellerinin süreleri çok kısa olup bunlara "sinirsel darbeler" veya “darbe boşalmaları” denir Uyarmanın eşik seviyesini aşmasıyla, uyarmanın genliğinden bağımsız olarak hep aynı genlikte aksiyon potansiyeli oluşur Bir hücrenin eşik seviyesinin altındaki ve üstündeki uyarmaya, uyarma gen1iğinden bağımsız olarak sırasıyla hiç cevap vermemesi ve aynı şekilde cevap vermesi olayına ya hep ya hiç prensibi denir Bilgi bu sinirsel darbeler seklinde taşınır Genellikle hücre gövdesinde veya akson hillock'ta başlatılan hücre aksiyon potansiyeli akson boyunca yayılarak akson ucuna gelir ve buradan diğer sinirlere geçer Yeteri büyüklükte uyar enerjisi uygulandığında çoğu nöronlar dendritleri, hücre gövdeleri veya aksonları boyunca herhangi bir yerlerinden tetiklenebilirler ve uyarılma noktasından her iki yöne hareket eden aksiyon potansiyelleri üretilir Fakat sinapslardaki geçiş tek yönlü o1duğundan haberleşme tek yönlüdür Memelilerde ve çoğu diğer organizmalarda sinapslardaki bilgi geçişi kimyasaldır Şekil 18'de kimyasal iletim şematik olarak gösterilmektedir Olay şöyle özetlenebilir :



Şekil 18 Sinaps

1- Aksiyon potansiyeli akson terminaline ulaşır
2-Akson terminalinden kimyasal haber ileticisi, genellikle acetyle haline salgılanır ve yaklaşık 200 A geniş1iğindeki bos1uğu doldururKimyasal madde poatsineptik dentrit membranını uyarırBekleme süresinin sonunda sinaps boş1uğunda herhangi bir kimyasal tasıyıcının kalmaması için karşıt kimyasal madde (acetylcholine esterase) ile kimyasal taşıyıcı parça1anarak boşluk temizlenir;
5- Bastırılmadığı sürece membran potansiyel değişmesi postsinepik nöronda bir aksiyon potansiyelinin meydana gelmesine sebep olurAslında durum burada anlatıldığı kadar basit değildir Sinaps etrafında uyarıcı ve bastırıcı olmak üzere iki tip haberleşme vardır Her iki olay içinde aynı kimyasal madde kullanılır Genellikle herhangi bir nöron ile çeşitli nöronların aksonları haber1eşirlerBir kısmı alıcı nörona uyarıcı etki yaparken bir kısmı da uyarıyı önlemeye çalışır Nöronun tetiklenip tetiklenmemesi onunla ilişkide bulunan bütün aksonlardan gelen net etkiye bağlıdırÇeşitli nöronların alıcı nöron üzerindeki etkileri alıcı nöronun ortalanma dinlenme potansiyelinin değişmesi şeklinde olmaktadır Bu değişim dinlenme potansiyelini belli bir eşik seviyesinin üzerine çıkarttığında nöron tetiklenir ve aksiyon potansiyeli üretilir Herhangi bir nöronun aksiyon potansiyeli dinlenme potansiyelinden bağımsız olarak hep aynidir ve aynı hızda yayılır

124 Sinir Fiberlerinin Kalınlıkları
Sinir liflerinin aksiyon potansiyelini iletme hızına, çaplarına ve fonksiyonlarına bağlı olarak gruplandırılmıştır Tablo (1)
TABLO 1 Sinir liflerinin tipleri

TELİN TİPİTELİN ÇAPIİLETİ HIZI(METRE/SANİYE)A(ALFA)13-2270-120A(BETA)8-1340-70A(GAMA)4-815-40A(DELTA)1-45-15B1-33-14C0,2-10-0,2
Bir sinir hücre gövdesi tipi, çapı ve dolayısıyla iletim hızı farklı fiberlerden oluştuğu için aksiyon potansiyeli sinir boyunca yol alırken şekli bozulur Bu olay Sekil (110)'da gösterilmiştir


Şekil 110 Sinir gövdesi boyunca ilerleyen aksiyon potansiyelinin şeklinin bozuluşu
13 KASLAR

131 Kasların yapısı İskelet kasları lif (Fiber) denilen ince uzun hücrelerden meydana gelmiştir Uzunlukları 1-50 mm, ve çapları 10-100 m m arasındadır Dış yüzeyleri sakrolenma denilen bir kılıf ile örtülmüştür Bu lifler, bağlayıcı (kıkırdak) dokuya bağlıdırlar Kasın kasılması liflerin kısalıp şişmesi ile olur Kaslara besin, kan damarları ile, uyarı ise sinirlerle götürülür Kasın kasılması anında bir seri kimyasal reaksiyonlar olur Bu reaksiyonlar için gerekli protein actomyosin kandaki hemoglobine benzer biçimde oksijen depolayan myoglobin ,enerji tasarrufu için gerekli fosfatlar ve yakıt olarak glycogen şeklinde kasta bulunur Kaslar çizgili (striated), düzgün (smooth) ve kalp kasları olmak üzere üç tiptir

132 Çizgili kaslar
İstemli hareketi sağlayan iskelet kas1arıdırMikroskop altında yapılan incelemelerde açık renkli ve koyu renkli bandlar gözlenmiştir Koyu banda A ,açık banda I bandı denir A bandının ortasında açık H bandı ve I bandının ortasında koyu Z bandı vardır Şekil (112) Z bandları arasındaki bölge kasılma anında daralır A bandı sabit kalır H ve I bandları ise daralır Kasın proteinin actomyosinin myosin bileşeni A' da bulunur Actin ise Z bandında başlayıp H bandında biter Şekil (113)'de kasılan kas elemanları ayrıntılı bir şekilde gösterilmiştir



Şekil 112 İstemli hareket kaslarının mikroskop altında görünüşü


Şekil 113 Çizgili kasların kasılabilen elemanları

133 Düz Kaslar
Bu kaslar, istemsiz hareket kasları olup sindirim sistemi, idrar yolları ve kan damarları etrafında bulunurlar Lifleri kısadır Otonom sinir sisteminin sempatik ve parasempatik kontrolleri altındadırlar
134 Kalp Kasları
Bu kaslar çok gelişmiş istemsiz kaslardır Kalın ve kısa liflerden meydana gelen çok yoğun bir ağ gibidir Sinirsel uyarı olmadan kasılabilirler Sinirsel uyarı kasılma zamanını etkiler135 Kas Kasılması
Kas lifi uyarıldığında kasılır Gerekli uyarı motor siniri ile gelir, kas elektrik akımı gibi bir uyarıya da cevap verir Kasın kasılması,boyunun sabit kalıp sadece şişmesi şeklinde statik (izometrik), veya hem boyunun kısalması hem de şişmesi seklinde dinamik ( izotonik) olabilir Kasa bir uyarı uygulandıktan sonra bir zaman gecikmesi (latent period) ile önce kasılma ve bundan sonra bir gevşeme oluşur Kimyasal olarak kasın kasılması kısaca söyle özetlenebilir : Kas aktif duruma geçtiğinde glikojen depoları boşaltılır, oksijen kullanımı ile karbondioksit meydana çıkar Kas glikojeni pruvik aside parçalanırken yüksek enerjili ATP (adenize trifosfat) moleküllerinde depolu enerji açığa çıkar Pruvik asidin tekrar oksitlenmesi ile sitrik asit çevriminde C02 ve H20 ile yeni ATP molekülleri oluşur Oksijen yetersiz1iği durumunda ise pruvik asitten anaerobik reaksiyonla laktik asit üretilir ve yeni enerji açığa çıkar Egzersizden sonra artmış olarak devam eden solunum ile sağlanan fazla oksijen alımı oksijen açığın kapatır Laktik asidin beşte biri oksitlenerek CO2 ve su ile enerji açığa çıkar ve bu enerji ile laktik asidin geri kalan kısmı glikojene geri dönüşür Kasın aktif o1duğu zaman üretilen enerjinin bir kısmı mekanik enerjiye bir kısmı da ısı enerjisine dönüşür Kasın randımanı en fazla %25' dir Yani enerjinin en az dörtte üçü ısı enerjisi olarak kaybolur Motor sinirlerin kas lifine ulaştığı noktaya motor uç plakaları adı verilir Motor sinirinden motor uç plakalarına bilgi geldiğinde acetylchaline salgılanarak kas uyarılır Bazı düzgün kaslar ise kimyasal haber ileticisi olarak noradrenaline kullanırlar Kalp kasları enerjilerini glikozdan değil yağdan sağlar Böylece kandaki glikoz oranından etkilenmezler Düzgün kaslar kontrol ettikleri organı bir ağ gibi sarar Onların daralıp kasılmaları ile organda hareket meydana gelir Buna “peristalis” hareket denir Vücudun hareketsiz olduğu anlarda bazı kaslar izometrik olarak gergin olup, yer çekimine karsı koyarlar
136 Motor Ünitesi
İsminden de anlaşılacağı gibi kas fonksiyonunun biyolojik ünitesidir Bir motor ünitesi merkezi sinir sisteminden gelip motor uç plakalarına dağılan bir motor sinirine sahiptir Uç plakalarının her biri bir kas lifine bağlanmıştır ve onların uyarılması ile bağ1ı bulundukları kas lifleri de uyarılır Şekil (114)Motor ünitelerinin adedi vücudun muhtelif bölgelerindeki kaslar için birbirinden farklıdır Genellikle kas büyüdükçe motor ünitelerinin adedi de artar Motor ünitesinin büyüklüğü yani aynı sinir lifi tarafından uyarılan kas liflerinin adedi çeşitli kaslar için birbirinden çok farklıdır İnsanda bir motor ünitesinde 25 ile 2000 kas lifi bulunabilir Bir motor ünitesinde üretilen kuvvet 0,1- 250 gram arasında değişebilir Aynı üniteyi oluşturan lifler bir araya toplanmış olmayıp çeşitli ünitelerin lifleri girişim (iç içe girmiş) halindedirler


Şekil 114 Kaslarla sinirler arasındaki ilişki

137 Motor Hareketi

Motor sinirleri yapı itibariyle sinir hücrelerinden meydana gelir, böylece her bir motor siniri sadece polorize veya depolarize durumunda bulunabilir ve motor uç plakalarına iki seviyeli (var yok) bir bilgi gönderir Böylece her bir kas lifi de ya dinlenme durumunda-(gevşek) veya uyarılmış (gergin) durumdadır Normal kas hareketinin özelliği, hareketinin yumuşaklığı devamlılığı vehassasiyetidir Bu özellikler herhangi bir kasın birçok motor ünitesinden meydana gelmesinden dolayıdır Şayet ufak bir kas hareketi arzu edilirse sadece bir motor ünitesi faaliyete geçer Kas hareketinin artması ile birçok motor ünitesi faaliyete geçer ve hepsinin faal olduğu zaman kas hareketi en üst düzeydedir Böylece harekette bir miktar düzgünlük sağlanmış olur İlave hareket düzgünlüğü de birim zamanda uyarılan kas liflerinin adedini modüle ederek sağlanır Her bir motor ünitesi sadece bir kas kasılma seviyesi verebilirse de birim zamandaki kasılma sayısı (yani motor uç plakalarınca birim zamanda yapılan depolarizasyon ve repolarizasyonların adedi) kas liflerinin gücünü artıracaktır Böylece bir kasın hareketinin düzgünlüğü, hem uyarılan motor ünitelerinin sayısı ve hem de bu motor ünitelerinin uyarılma hızı ile kontrol edilir

14 EKG İŞARETLERİNİN OLUŞUMU ve ALGILAMA YÖNTEMLERİ

141 Kalbin Elektriksel İletim Sistemi :
Şekil (115)’de kalbin elektriksel iletim sistemi gösterilmiştir İletim sistemi sinoatrial düğüm (sinoatrial node- SA) , his demeti , atrioventricular düğüm (AV) , demet kolları ve purkinje fiberlerinden oluşur SA düğümü kalbin pacemaker’ı olarak çalışır Pacemaker , hareketi başlatan , hareketin hızını belirleyen anlamına gelmektedir SA düğümünde kendi kendine oluşan aksiyon potansiyeli depolarizasyon dalgası halinde tüm kalbe yayılır Kalp hücreleri arasındaki geçiş ise hücreler arası alçak direnç bölgelerini oluşturan geçit bölgeleri üzerinden olur SA düğümü sağ atrium’un arka duvarında yer almış olup , (3X10mm boyutunda) özelleşmiş kalp hücrelerinden oluşmuştur SA düğümünün oluşturduğu aksiyon potansiyelinin frekansı aynı zamanda değişen şartların gereksinimini karşılamak üzere merkezi sinir sistemi tarafından da kontrol edilmektedir



Şekil 115
Kalbin elektriksel iletim sistemiSA düğümünde oluşan aksiyon potansiyeli atriumlar üzerindeki iletim yolları üzerinden hızlı bir şekilde yayılarak atriumların kasılmasını sağlar ve buradaki kan ventriküllere basılır Atriumlardaki aksiyon potansiyel hızı 30 cm/ sn kadardır SA ve VA düğmleri arasındaki özel iletim hatlarında ise hız 45 cm/ sn kadardır SA düğümünde oluşan aksiyon potansiyeli 30-50 ms Sonra AV düğümüne ulaşır Bu süer atriumların içlerindeki kanın tümü ile ventriküllere doldurmaları için yeterli süre değildir Bu sebeple ventriküllerin kasılmasını bir süre sonra yapılması gereklidir Bu işlem bir geciktirme elemanı gibi çalışan AV düğümünde aksiyon potansiyelinin 110 ms Geciktirilmesi ile yapılır Atriumlarla ventriküller arasında yağlı bir bölge elektriksel izolasyon sağlar, kalbin bu iki bölgesi arasındaki iletim , sadece iletim sistemi üzerinden yapılabilir Ventriküllerin uyarılması purkinje fiberleri ile olur Bunlardan aksiyon potansiyelinin hızı 2-4 m/sn kadardır Bu fiberler ve tüm iletim mekanizması üzerindeki aksiyon potansiyelinin ulaşım hızı saniye olarak şekil 115 de gösterilmiştir Purkinje fiberler yardımı ile uyarılan myokardiyum kasılır ve buradaki kan arterlere basılır Kalp kaslarının aynı anda kasılması sonucu büyükçe bir elektriksel işaret oluşur ki hastanın vücudu üzerinden algılanabilir Bu işaretin zamana göre değişimi “Elektrokardiyogram” veya “EKG” olarak isimlendirilir(şekil 116)


Şekil 116

EKG işaretiEKG eğrisi üzerinden değişik özellikler gösteren kısımlar harflerle karakterize edilir P dalgası olarak isimlendirilen kısım , atriumların kasılması sonucu oluşur Süresi aksiyon potansiyelinin S-A düğümünden A-V düğümüne geçişini belirtir Genliği atrium kaslarını fonksiyonel aktivitesini belirtir P-R aralığı his demeti iletim zamanını gösterir QR ST dalgaları , ventriküller komplex olarak isimlendirilir QRS , ventriküllerin depolarize olmasına karşılıktır Ventrrikül kaslarının fonksiyonel akticvitesini gösterir His demeti ve kollarındaki iletim bozuklukları da QRS de farklılıklara sebep olur Ventriküllerin kasılması ile R dalgasının yukarı çıkışı aynı anda olur ST aralığında ventrikül asları yavaş , T sürecinde ise hızlı repolaraize olurlarDakikada kalp vurum hızı 75 olan sağlıklı bir kimsede bu değerler ; Dalga msP 01 PR 01-016 QRS 08 kadardır

142 Kalp Atışlarının Duyulur Hale Getirilmesi
Kalbi gövde içersinde bir elektrik üreteci olarak düşünebiliriz Bu üretüci tamamen gövde içersinde gömülü olması sebebi ile üreteç çıkışının direkt ölçümü ancak bir ameliyatla mümkün olabilir EKG de bir hacimsel iletken olan gövdenin yüzündeki çeşitli noktalar arsında yapılan potansiyel ölçümlerin yardımı ile kalbin durumu belirlenebilirBöylece kardiyak vektörü istenilen referans düzlemlerindeki eksenler üzerine izdüşürülebilir Uygulamada referans düzlem olarak frontal , transverse ve sagittal düzlemler alınırŞekil(117)



Şekil 117 Kardiyak vektörünün iz düşürüldüğü eksenlerin bulunduğu düzlemler

1421 Einthoven Üçgeni
Bir vektörün bulunduğu düzlem içersindeki iki eksen üzerinde izdüşümlerinin bilinmesinin bu vektörün belirlenmesi için kafi olduğu bilinmektedirEKG ölçüm takniğinde Frontal düzlemindeki kardiyak vektörü izdüşümünün belirlenmesi ise birbirleriile 60 0 lik açılar yapan üç eksen üzerindeki izdüşümlerinin ölçülmesi ile yapılmaktadır Bu eksenlerin belirlediği üçgen “Einthoven üçgeni” ismini alır Şekil 118 te bu üçgen , frontal düzlemdeki kadiyak vektörü bileşeni ve bunun diğer eksenler üzerindeki izdüşümlerinin zamana göre değişimleri gösterilmiştir

1422 Standart (Bipolar) Derivasyon :
Ölçümler kolay yapılabilmesi bakımından üçgenin köşe noktalarında değil bu noktalara yakın olan kol ve bacaklar üzerinde yapılır Sırası ile ; I Sağ ve sol kollar arsında II Sağ kol ve sol bacak arasında III Sol kol ve sol bacak arasında Ölçümler yapılmaktadır Bu ölçümlere I, II , ve III no lu bipolar standart derivasyonlar ismi verilir Bu ölçümler şekil 119 da gösterilmiştir



Şekil 118 Einhoven üçgeni



Şekil 119 Bipolar standart derivasyon ölçümlerinde elektrodların bağlanış şekli

1423 Unipolar Derivasyon :
Şayet elektrodlardan üçü eşit dirençler üzerinden birbirlerine bağlanır ve bu nokta ile üçüncü elektrod arasında ölçüm yapılırsa bu derivasyon unipolar derivasyon olarak bilinir Şekil 120 ölçümler VR, VL ve VF olarak isimlendirilir C noktası Wilson noktası olarak isimlendirilir





Şekil 120 Unipolasr derivasyon ölçümlerinde elektrodların bağlanış tarzı

1424 Kuvvetlendirilmiş (Augmented) Derivasyon
Bu ölçümlerin nasıl yapıldığı ve hangi dksenler boyunca kardiyak vektörünün izdüşümünün elde edildiği şekil 121 de gösterilmiştir I , II , III ve no lu derivasyonlarla birlikte alındığında Frontal düzlemde aralarında 30 ar derece olan eksenler üzerinde izdüşümler elde edilebilmektedir Bu modda elde edilen işaretrlerin genlikleri unipolar moddaki genliğe göre % 50 daha fazladır



Şekil 121 Kuvvetlendirilmiş modda elektrodların bağlanış şekli

1425 Transverse Düzlemde Yapılan Ölçümler
EKG tekniğinde kardiyak vektörünü Transverse düzlem üzerindeki izdüşümü de kalbin durumu ile alakalı mühim bilgiler verir Frontal düzlemde anlatılan unipolar yöntemlerin çoğu bu durumda da kullanılabilir Sağ kol , sol kol ve sol bacaktaki elektrodlar bağlanarak bir indifferent elektrod elde edilirŞekil122 Gövdenin çeşitli noktasına yerleştirilen bir göğüs elektrodu ile indifferent elektrod arssındaki işaret EKG düzenine verilir Transverse düzlemdeki EKG ölçümlerii “V derivasyon ölçümleri” olarak bilinir V1,V2 V6Şekil 122 de V1V6 ölçümleri gösterilmiştir



Şekil 122 Transverse düzlem EKG ölçümleri