Gerçek Bir Kalp Kası Hücresi Nasıl Gözükür?

Burada gördüğünüz, bir kalp kasının Thomas Deerinck tarafından Taramalı Elektron Mikroskobu altında 600 kat büyütmeyle çekilen çok net bir fotoğrafının renklendirilmesiyle elde edilmiş harika bir karedir. Bu hücrelerin bilimsel adı kardiyak miyositlerdir. 

Kalp kasları, özelleşmiş bir çizgili kas grubudur. Vücudumuza kanın sürekli olarak pompalanabilmesini sağlayan şey, burada gördüğünüz hücrelerden milyonlarcasının bir arada kasılıp gevşemesidir. Bu kasılmaların her biri, kalp atımlarımıza denk gelir. Bu fotoğraftaki tekil hücre ise, özel bir araştırma dahilinde vücuttan bağımsız olarak üretilmiştir.

Ne yazık ki çok hücreli organizmaları düşünürken, onları trilyonlarca hücreden oluşan "yığınlar" olarak düşünmekte güçlük çekeriz. Halbuki bu güçlüğü aşabilsek, sayısız karmaşık işlemin aslında ne kadar basit ve takip edilebilir alt birimlerden oluştuğunu anlamamız çok daha kolay olacaktır. Özünde, kalp gibi özelleşmiş bir organın bütün işlevini, o organı oluşturan dokuların yapı birimi olan fotoğraftaki hücrelerin kasılıp gevşemesi sağlar.

Tabii ki kalbimizde sadece bu hücrelerden bulunmaz. Kalbimizdeki hücrelerin bazıları bağ dokuyu oluşturur, bazı diğerleri ise kapakçıklar gibi bazı özel dokuları üretir. Ancak her birinin özü aynıdır. Her birinde aynı genetik malzeme vardır. Bu hücreleri farklı kılansa, komşu hücreler, vücut içerisinde bulunulan bölge, o bölgedeki kimyasal içerik gibi birçok faktöre bağlı olarak bu birebir aynı genetik materyalin farklı bölgelerinin okunmasıdır. Bu sayede farklı hücre ve dokular oluşabilir.

Tek bir hücrenin atımı (kasılıp gevşemesi), üzerindeki karmaşık iyon kanallarının organize bir şekilde açılıp kapanması sayesinde gerçekleşir. Hücre fizyologları, özel teknikler kullanarak bu kanalların organizasyonunu sağlayan kimyasal süreçleri tüm detaylarıyla inceleyip anlayabilmektedirler.

Eğer ki bu kalp atımını sağlayan hücreler birbirlerine dokunmuyorlarsa, her biri bağımsız olarak kasılıp gevşer. Bazıları daha hızlı kasılır, bazı diğerleri daha yavaş... Ancak bu hücreler, erken oluşum süreçlerinin ilk birkaç gününden sonra birbirlerine bağlanan katmanlar haline dönüşürler. Bu sayede atımlar da koordineli bir hale gelir. Eğer ki bu bağlı doku birbirinden ayrılacak olursa, hücreler gene bağımsız atım hallerine dönecektirler. Dolayısıyla hücreler arasındaki senkronizasyonu sağlayan, birbirlerine dokunan ve bir arada hareket eden hücrelerin varlığıdır.

Fizyologlar, bunun da nedenini çözebilmişlerdir: Birbirine dokunan hücreler arasında köprüler oluşmaktadır. Bu sayede, hücrelerin hücre içi sıvıları (sitoplazmaları) birbirine bağlanmaktadır. Bu köprülerden geçen iyonlar sayesinde tüm hücreler aynı anda hareket edebilirler. Birbirlerinden ayrılacak olurlarsa bu köprüler de yok olur ve hücreler kendi hallerinde çalışmaya devam ederler.

Eğer ki hücreler bir bütün olarak hareket etmezlerse "aritmi" adı verilen ritim bozukluğu oluşur. Bunu durdurmak için elektronik atım düzenleyiciler kullanılır. Bunların basitçe yaptığı, ritim bozukluğuna neden olan kalp bölgelerine düşük miktarda elektrik vererek onları da eş zamanlı olarak kasılmaya zorlamaktır.