KAS FİZYOLOJİSİ

Kas hücreleri kasılma (kontraktilite) yeteneğine sahiptir

• İskelet kaslarının kasılıp gevşemesi konuşma, yazma, yürüme, koşma gibi hareketlerin yapılmasını sağlar

• Kalp kasının kontraksiyonu, kanın dolaşım sistemine gönderilmesini sağlar

• Sindirim kanalındaki düz kaslar, besin maddelerini karıştırıp ilerletirler

Kas İçin Uyarı

Elektriksel, Mekanik, Kimyasal, Termal

Kasta Aksiyon Potansiyeli Oluşumu

Kasılma

Çizgili Kas

Kalp Kası

Düz Kas

Çizgili Kas = İskelet Kası

Çizgili kas İstemli çalışır

Sadece uyarıldığında yanıt verir

Kasılma somatik sinir sistemi tarafından kontrol edilir: sinirsel uyarı

Mitokondri içerir, hem aerobik hem de anaerobik yollardan ATP sağlar

Kalp Kası

Çizgili kas İstem DIŞI çalışır

Otonom sinirleri kesilse de çalışmaya devam eder (spontan aktivite)

Kasılma otonom sinir sistemi, hormonlar veya diğer iç faktörler tarafından düzenlenir.

Çok fazla sayıda mitokondri içerir: ATP’nin büyük bölümü aerobik glikoliz ile elde edilir

Düz Kas

Çizgili DEĞİL, Düz Kas İstem DIŞI Çalışır

Otonom sinirleri kesilse de çalışmaya devam eder (spontan aktivite)

Kasılma otonom sinir sistemi, hormonlar veya diğer iç faktörler tarafından düzenlenir.

Çok az sayıda mitokondri içerir: ATP’nin büyük bölümü anaerobik yolla elde edilir

Üç Kas Tipinin Ortak Özelliği

Kasılma (kontraksiyon) iki proteinin etkileşimi sonucunda olur:

AKTİN ve MİYOZİN

Bu etkileşim için hücre içindeKalsiyum (Ca2+) iyonuna gereksinim vardır

Çizgili Kas (İskelet Kası)

• Sarkolemma: Kas lifinin hücre membranı

• Sarkoplazma: Kas lifinin sitoplazması

• Sarkoplazmik retikulum: Kas lifinin endoplazmik retikulumu

• Sarkomer, kas hücresinde kasılabilen en küçük fonksiyonel birimdir.

• Düzenli bir yerleşim gösteren ince ve kalın filamenlerden oluşur. Işık mikroskobunda iskelet kasında enine çizgilenmeler gösteren koyu ve açık renkli bantlar izlenir.

• Koyu bantların yapısında A bandı,H diski, M çizgisi, aktinler ve miyozinler yer alır.

• Açık bantların yapısında I bandı, Z çizgisi ve sadece aktinler bulunur.

Troponin

• Troponin, çizgili ve kalp kasındaki kasılmada görevli 3 düzenleyici protein kompleksinden oluşur. Düz kasta yoktur.

• Troponin C, kalsium iyonunu bağlar ve aktin üzerindeki tropomiyozinmolekülünün konformasyonunu (Troponin I da yapısal değişiklik) değiştirerekaktinin miyozin bağlanma bölgelerini açığa çıkarır.

• Troponin T, tropomiyosine bağlanarak troponin-tropomyosin kompleksinioluşturur.

• Troponin I, kasılmayı inhibe edici etkiye sahiptir, ince myofilamentlerdeki aktinebağlanır. En yoğun olduğu yer miyokarddır bu nedenle MI’da spesifik.

• Bir motor nöron ve bu sinirin uyardığı kas liflerinin tümüne birden motor birim denir.

• Motor birimdeki lif sayısı kastan kasa değişir.

• Dış göz kaslarında 5

• Temporal kasta 1000

Riyanodin kanalı

Ca iyonları sitoplazmada artar ve Troponin C’ye bağlanır.Troponin döner (I ve T dahil)Miyozinin bağlanacağı aktif bölgeler açığa çıkarMiyozin başı aktif bölgeye bağlanırMiyozin başı ATP’yi ADP’ye çevirir

Kas gevşek iken miyozinin baş boyun açısı 90 derece,P ayrılınca 50dereceye, ADP de ayrılınca 45 dereceye düşerİki Z çizgisi birbirine yaklaşır.Yeni ATP bağlanıncaya kadar bu şekilde kalır.Yeni ATP bağlanınca miyozin aktinden ayrılır.

!!! Rigor mortis..

Özet• Santral sinir sistemi motor nöronu uyarır

• Aksiyon potansiyeli akson ucuna geline voltaj kapılı Ca kanalları açılır.

• Ca akson ucuna girer, Ach veziküllerinin membrana gelip birleşmesini sağlar

• Motor nöron ucundan nörotransmiter asetilkolin salınır

• Asetilkolin, kas membranı üzerindeki nikotinik reseptörlere bağlanır

• Na+ kanalları açılır ve sodyumun içeri girişiyle kas lifinde aksiyon potansiyeli oluşur.

• Bu aksiyon potansiyeli T-tüpleri aracılığıyla membran üzerinde kas lifinin her yerine yayılır

• Sarkoplazmik retikulum üzerindeki Ca2+ kanalları açılarak, Ca2+ çok olduğu sarkoplazmik retikulumdan az olduğu sitozole difüze olur

Clostridium botulinum toxin

Botulinum ToksiniAch ekzositozunu engeller

• Aslında bir toksin olmasına rağmen, tıpta kullanım alanları Vardır:

• Kırışıklıklar 4 aya kadar etkili olabilir

• Kaslarda spazm ve krampların giderilmesinde (düz kas dahil)

• Üst motor nöron sendromları (ÜMNS), sErebral palsi (kasların boyu efektif olarak uzayamaz)

• Aşırı miktarda koltuk altı terlemesinin giderilmesi

• Kronik migren hastalarında baş ağrılarının profilaktik olarak önlenmesi için

• Miyastenia Gravis

• Nikotinik Ach reseptörlerine karşı otoantikor varsa

• Tdv: Edrofonyum (kısa etkili) , Pridostigmin (uzun etkili) Achesteraz inh.

• Organofosfat Zehirlenmesi

• Ach esteraz inhibisyonu yapar

• Antidot: Pralidoksim (nikotinik etki, Ach esterazı fosfordan kurtarıp etkinleştirir.), atropin (muscarinik etki.)

İskelet Kasında Hipertrofi

Atrofik kas liflerininÇapları küçülür

•Kullanmamaya bağli !

•Genel beslenme yetersizliği

•Kan akımı bozukluğu

•Sinirsel uyarı iletiminin kesilmesine bağli olur.

İskelet Kasında Atrofi

İskelet Kasında Enerji

• İskelet kası, istirahatte ve hafif egzersizde enerji kaynağı olarak yağ asitlerini kullanır.Serbest yağ asitleri mitokondride beta oksidasyonu ile ATP ye dönüştürülür ve kreatin ile birleştirilerek kreatin fosfat şeklinde depo edilir.

• Acil enerji deposu: Kreatin fosfat: 5-6 sn-100mt koşusu

• Egzersiz sırasında acil depo olarak bu kreatin fosfat kullanılır.Egzersiz şiddet artarsa enerji kaynağı olarak karbonhidratlar daha baskın olarak kullanılır.Karbonhidratlar glikolize uğrar ve sonucunda laktat oluşur.Laktat ise kasta ağrı oluşturur.

• Ağır egzersizde oksidatif fosforilasyon

• Egzersiz sırasında kaslar kasılabilmek için daha çok ATP üretmek zorundadırlar. • Çok ATP elde etmenin yolu glikozun aerob yol ile parçalanmasıdır.• Dolayısıyla iskelet kaslarına daha çok oksijen gönderilmek zorundadır. • Böylece egzersiz sırasında otonom sistemin sempatik bölümünün aktivitesi artar ve

sempatik sinirlerin ulaştığı kalp daha hızlı ve güçlü çalışmaya başlarken iskelet kasını besleyen damarlar duvarındaki düz kaslar da gevşer ve genişler. Böylece iskelet kasına kan yolu ile daha çok glikoz ve daha çok oksijen ulaşır. Egzersiz sırasında belirli bir süre bu durum korunur. Ancak egzersiz fazla uzun veya ağır yapılırsa kasın daha da artan glikoz ve oksijen ihtiyacı artık karşılanamaz ve kas mecburen ya kendi içinde depo edilmiş fosforilkreatini parçalayarak ya da glikozu anaerob yolla parçalayarak ATP sentezlemeye çalışır. Ancak anaerob glikoz parçalanışının önemli yan etkisi kas içinde oluşan laktik asittir. Laktik asit bir süre sonra kana da çıkar. Kanda artan laktik asitin vücut üzerinde pek çok zararlı etkileri oluşur.

Düz Kas

Düz Kas Özellikleri• Hücreler düzenli sıralar

halinde değil• Çizgili görüntüsü yok• İğcik şeklinde

• Aktin ve miyozin filamentleri var

• Düzenli değil• Aktin üzerinde

troponin yok, Troponin yerine Kalmodulin, Kaldesmon, Kalponin vardır.

• T tübülleri yok• Kaveola denen

sarkolemmanın yaptığı invajinasyonlar var

Düz Kas Özellikleri

• Düz kas hücreleri arasında gevşek bağlantılar bulunur

• Gevşek bağlantılar bir kas hücresinde oluşan aksiyon potansiyelinin komşu hücrelere kolayca yayılabilmesini sağlar

• Düz kastaki bu ağsı bir yapılaşma (sinsityum) sayesinde bir noktada oluşan uyarı komşu hücreler arasında birinden diğerine hızla geçerek tüm kas dokusuna yayılır

• Visseral düz kas (tek birimli)• Uterus, GİS, üriner sistem ve çoğu damarlardaki düz kaslar .

• Gap junctionlarla birbirine bağlıdır.

• Sinsityal bir yapı içerir.

• Spontan pacemaker aktiviteleri vardır.

• Multiunit Düz Kas (Çok birimli)• İris, M. Siliaris, piloerektör kas, bronşiyal kaslar ve büyük arterlerdeki düz

kaslardır.

• Gap junction yok.

• Sinsityal yapı yok.

• Pacemaker aktiviteleri yoktur.

• Kontraksiyon denetimi nöronaldir.

Düz Kasta Aksiyon Potansiyeli Oluşumu

• Düz kas hücrelerinin genellikle sabit bir dinlenim (istirahat) membran potansiyeli yoktur

• Hücre içi dinlenim membran potansiyel değeri dalgalanma gösterir

• Genellikle iki türlü ortaya çıkar• Pacemaker (kendiliğinden oluşan) potansiyel

• Yavaş dalga potansiyel

• Potansiyel eşik değerine ulaştığı zaman aksiyon potansiyelleri oluşur

Düz Kasta Kasılma

Kalsiyum Düzeylerinde Artış

Aksiyon Potansiyeli

Kasılma

Düz Kasta Kasılmanın Aşamaları• Troponin yok, sarkoplazmik retikulum az gelişmiş

• Ca2+ kasa daha çok kas hücre zarı üzerindeki Ca2+ kanallarını kullanarak hücre dışından girer

• Ca2+ düz kasta hem aksiyon potansiyeli oluşumunu ve hem de daha sonra kasılmayı sağlar

• Ca2+ hücre içinde kalmodulin adı verilen bir proteine bağlanır

• Kalmodulin, miyozinin ATP kullanmasını sağlar

• Miyozinler, aktine bağlanır ve kasılma (kontraksiyon) gerçekleşir

• Kalsiyum [Ca2+-ATPaz] pompaları ile hücre dışına atılır

• Aktin ve miyozin birbirinden ayrılır

• Gevşeme (relaksasyon) meydana gelir

Düz Kasta Kasılmayı Etkileyen Faktörler

• Gerilme• Kası depolarize ederek aksiyon potansiyeli ve kasılmayı artırır

• Soğuk (visseral DK)kasılmayı artırır

• Sinirsel ve Hormonal Kontrol• Asetilkolin Damarda gevşeme, barsakta kasılma

• Adrenalin ve noradrenalin Damarda kasılma, barsakta gevşeme

• Oksitosin (Uterus) Kasılma

• Progesteron (Uterus) Gevşeme

Kalp Kası

Kalp Kası

İSKELET KASI İLE BENZER

•Çizgili yapıda

•Z-bantları ve sarkomerler var

•İnce ve kalın filamanlar çizgilenme oluşturacak şekilde düzenlenmiş

•Kasılma sırasında filamanların kayması ile kasın boyu kısalır

DÜZ KAS İLE BENZER

•Spontan aksiyon potansiyeli oluşturabilir

•Oluşan sinyaller hücreden hücreye iletilebilir

• Sinsisyum özelliği

•Otonom sinir sitemi ile kontrol edilir

• İstemli değil

Gevşek Bağlantılar ve İnterkale Diskler

• Kalp kası hücrelerinin aralarında gevşek bağlantı bölgelerinden oluşan interkale disk denilen özel alanlar bulunur

• Bu alanlar bir kas hücresinde oluşan aksiyon potansiyelinin komşu hücrelere kolayca yayılabilmesini sağlar

• Böylece kalp kasında ağsı bir yapılaşma (sinsisyum) oluşur

• Böylece bir noktada oluşan uyarı komşu hücreler arasında birinden diğerine hızla (neredeyse eş-zamanlı) geçerek tüm kalbe yayılır