Başkent Üniversitesi Tıp FakültesiBaşkent Üniversitesi Tıp FakültesiBaşkent Üniversitesi Tıp Fakültesi Fizyoloji Anabilim Dalı

Başkent Üniversitesi Tıp Fakültesi Fizyoloji Anabilim Dalı

İ İ İİ İ İKAS FİZYOLOJİSİDüz Kas

KAS FİZYOLOJİSİDüz Kas

D Si CANAND Si CANAN

Düz KasDüz Kas

Dr. Sinan CANANsinancanan@gmail.com

www sinancanan net

Dr. Sinan CANANsinancanan@gmail.com

www sinancanan netwww.sinancanan.netwww.sinancanan.net

Düz KasDüz Kas

K l kKalp kası

İ k l kİskelet kası

Düz kasDüz kas

Düz KasDüz Kas

Düz kas: Genel ÖzelliklerDüz kas: Genel Özellikler

• Uyarılma

• Elektriksel bağlantı

• Hormonlarla uyarılma• Hormonlarla uyarılma

• Parakrinlerle uyarılma

• Farklı reseptör tipleri

• Biçim• Biçim

• İğ şeklinde hücreler

• Zar çukurları (caveola)

• Daha uzun aktin ve miyozin zincirleri• Daha uzun aktin ve miyozin zincirleri

Düz kas: Genel Özellikler – “Caveola”Düz kas: Genel Özellikler – “Caveola”

Düz kas: Genel ÖzelliklerDüz kas: Genel Özellikler

Düz kas hücresi

Otonom Sinir

Düz Kas: Genel ÖzelliklerDüz Kas: Genel Özellikler

• Homeostatik rol

• Sıvıların kontrolü

• Sfinkterler

• Tonik kasılmalar

• Tüpsü yapılarda• Tüpsü yapılarda

• Ürün hareketinde

k l• “Kas iskeleti”

• Yavaş kasılmalar

• Az yorulur

• Düşük O2 kullanımıDüşük O2 kullanımı

Düz kas: Genel ÖzelliklerDüz kas: Genel Özellikler

T k bi i li dü k l ( i l)• Tek birimli düz kaslar (viseral)

• Barsaklar, uterus

• Geçit bağlantılarıyla uyarı geçişi

• Eferent sinyaller kasılmayı “düzenler”

• Çok birimli düz kaslar

• İris ve büyük arterlerdeİris ve büyük arterlerde

• Her hücrenin ayrı innervasyonu vardır

• Hızlı kasılırlar• Hızlı kasılırlar

• Ara form: Hücrelerin %20-30 kadarı sinir alır.

Düz Kas: İskelet Kası ile KarşılaştırmaDüz Kas: İskelet Kası ile Karşılaştırmaş şş ş

Düz kas: KasılmaDüz kas: Kasılma

Düz kas: KasılmaDüz kas: Kasılma

Düz kas: KasılmaDüz kas: Kasılma

Düz kas: KasılmaDüz kas: Kasılma

Düz Kasta Uyarılma-KasılmaDüz Kasta Uyarılma-Kasılmayy

Riti dü k hü l i

Ritim potansiyeli ile üretilen kendiliğinden aksiyon

llRitim yapıcı düz kas hücreleri potansiyelleri

Aksiyon potansiyellerinin yayılmasıy y

Ritim oluşturmayandüz kas hücreleri

Geçit bağlantıları(gap junctions)

Düz Kas Kasılma MekanizmasıDüz Kas Kasılma Mekanizması

Düz Kas Gevşemesinin MekanizmasıDüz Kas Gevşemesinin Mekanizmasışş

Düz Kasta Kasılma – Hücre içi Ca2+ derişimi artışıDüz Kasta Kasılma – Hücre içi Ca2+ derişimi artışıHormon veya

transmitterVoltaj kapılı

Ca2+

DÜZ KAS HÜCRESİ

Ca2+

Ca2+

Reseptör

Voltaj kapılı kalsiyum kanalı

DÜZ KAS HÜCRESİ

Amaç:Ca2+

Ca2+

[Ca2+] ↑PIP2 Hormon veya

transmitter

Amaç:

IP3 Reseptör

transmitter

Ca2+

Ca2+Ca2+

Ca2+

Sarkoplazmikretikulum

Ca

Ligand kapılı Ca2+

Ca2+

Ca2+

g pkalsiyum kanalıPLC: Fosfolipaz C

PIP2: Fosfoinozitol difosfatIP3: İnozitol Trifosfat

Ca2+

CaCa2+

Düz Kasta Kasılma – Hücre içi Ca2+’un azaltılmasıDüz Kasta Kasılma – Hücre içi Ca2+’un azaltılması

DÜZ KAS HÜCRESİ

Ca2+

DÜZ KAS HÜCRESİ

Amaç:Ca2+

Ca2+

[Ca2+] ↓Ca2Amaç:

Ca2+

C 2+

C 2+

Ca2+Ca2+ Ca2+Ca2+

Ca2+

ATP

Ca2+

Ca2+Ca2+

Ca2+

Ca2+

L.K.K.K

V.K.K.K

Sarkoplazmikretikulum

Ca2+

C

Düz Kasta Uyarılma-KasılmaDüz Kasta Uyarılma-Kasılmayy

Düz KasDüz Kas

NO – Nitrik Oksit ve Düz Kas GevşemesiNO – Nitrik Oksit ve Düz Kas GevşemesişşIP3K+

L Arjinin cGMPATPL-Arjinin

NOSCa2+

cGMPATP Ca2+

NO Guanilatsiklaz

L-sitrülin S.R.GTP

Sinir sonlanmasıHedef hücreHedef hücre

(kas)

Düz Kasta Gerim / Ön-yük İlişkisiDüz Kasta Gerim / Ön-yük İlişkisi

Ge i

y şy ş

2.5Gerim

toplamGergi

1.5

2.0

L 0K

Ge gi

Uyarıcı

1.0

0pasifKas

Gü i i

0.0

0.5aktif

Güç çevireçi(transducer)

0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2Kas uzunluğu / ön-yük

Düz Kasta Gerim / Ön-yük İlişkisiİskelet Kası İle KarşılaştırmaDüz Kasta Gerim / Ön-yük İlişkisiİskelet Kası İle Karşılaştırmaş şş ş

Aktif gerim

Düz kasDüz kasİskeletkası

L0uzunluk

kası

uzunluk

Düz Kasta Kuvvet-Hız İlişkisiDüz Kasta Kuvvet-Hız İlişkisişş

100

Hız, %V0

V0

80

100 0

40

60

İzometrikkasılma

0

20kasılma

0 20 40 60 80 100Yük (% maks.)

Düz Kasta [değişken] Kuvvet-Hız İlişkisiDüz Kasta [değişken] Kuvvet-Hız İlişkisi[ ğ ş ] ş[ ğ ş ] ş

Hız (% V0) [1]8

10Hız (% V) [1]

80

100 1

2 4

6

8

60

80

34 0

2

412345

4045

00 20 40 60 80 100

Yük (% maks [1])

0

20

0 20 40 60 80 100Yük (% maks [1])

İnsan Vücudundaki En “Güçlü” Kas?İnsan Vücudundaki En “Güçlü” Kas?çç

?

Düz Kasta Kuvvet ÜretimiDüz Kasta Kuvvet Üretimi

[Ca2+]Kuvvet

Kasılma hızı veÇapraz köprü fosforlanmasıp p

U aranUyaran

Zaman

Kasılmada Enerji KullanımıKasılmada Enerji Kullanımıjj

Düz kas ve iskelet kasında enerji kullanımı farklıdır

Düz kasın etkinliği düşüktür(ATP başına yapılan mekanik iş)

Düz kas daha ekonomiktirDüz kasta miyozinin ayrılma hızı(ATP başına yapılan mekanik iş)

İskelet kasında %40Düz kasta %15-20

Düz kasta miyozinin ayrılma hızı düşüktür. Dolayısıyla az ATP ile fazla güç elde edilir.

Düz kas hız yerine gücü korumakDüz kas, hız yerine, gücü korumak için özelleşmiş bir kas dokusu tipidir

Düz Kasta Kasılma BiçimleriDüz Kasta Kasılma Biçimleriçç

Sfi kt lSfinkterler

lü Damarlar

Hava yollarıGüc

üılm

a G

Mide veBarsaklarK

ası

Yemek borusuİd k iYemek borusuİd k iİdrar kesesiİdrar kesesi

Zaman

Düz Kasta İşlevsel AdaptasyonlarDüz Kasta İşlevsel Adaptasyonlarş p yş p y

Hi l i ( li i l)• Hiperplazi (gelişimsel)

• Hücre sayısında artış

• Hipertrofi

• Telafi edici (kompensatuvar) hipertrofi

• Hücresel hipertrofi (poliploid hücreler)

• Salgı işlevi: Salgı işlevi:

• Kollajen, elastin, proteoglikanlar…

• Bağ doku oluşturma yeteneği• Bağ doku oluşturma yeteneği

Özet: Üç Kas Tipinin KarşılaştırılmasıÖzet: Üç Kas Tipinin Karşılaştırılmasıç p ş şç p ş şİskelet Kası Düz Kas Kalp Kası

Mikroskobik Çizgili Düz Çizgili

Lif düzenlenmesi Sarkomerler Demetler Sarkomerler

Lif proteinleri Aktin, miyozin, troponin ve t i i

Aktin, miyozin ve tropomiyozin

Aktin, miyozin, troponin ve t i itropomiyozin tropomiyozin

Kontrol İstemli İstemsiz İstemsiz

Sinirler Somatik motor Otonom Otonom

Hormonal etki Yok Bir çok hormon Epinefrin

Yer Hareket sistemi ve bazı sfinkterler

Organ duvarları, tübüler yapılar, sfinkterler

Kalp

sfinkterler

Morfoloji Çok çekirdekli, büyük, silindirik

Çok çekirdekli, iğ biçimli, küçük

Daha kısa ve dallı lifler

İç yapı T tübül ve S R T tübül YOK; S R T tübül ve S Rİç yapı T-tübül ve S.R.“triad”lar

T-tübül YOK; S.R. minimum

T-tübül ve S.R.“diad”lar

Kasılma hızı En hızlı En yavaş Orta

Tek lif kasılma gücü Hep veya hiç Dereceli DereceliTek lif kasılma gücü Hep veya hiç Dereceli Dereceli

Kasılma başlangıcı Motor nöron Otoritmik olabilir Otoritmik

B i t t i . . . B i t t i . . .

S o r u l a r ?

☺☺

Düz Kas – İçi Boş Organlarda BasınçDüz Kas – İçi Boş Organlarda Basınçç ş g çç ş g ç

• P: Organın iç basıncı

Tg ç

• T: Duvar gerimi

• r: Organın yarıçapı

PPLaplace YasasıLaplace Yasası

P =P =2T2T

r

P P rrr

Düz Kas – İçi Boş Organlarda BasınçDüz Kas – İçi Boş Organlarda Basınçç ş g çç ş g ç

100Gerim (T), N.m-1 Basınç(P), N.m-2 -2

400 100Hacim (V), ml Basınç (P), N.m

80

100

80

100

300

400

80

100

60

40

60V = 200 ml200

40

60

20

40

20

40V = 400 ml100 20

40

0 00 5 10 15 20 25 30

Zaman (s)

0 00 5 10 15 20 25 30

Zaman (s)Zaman (s) Zaman (s)

Eş-hacimli (izovolumetrik) durumVerilen bir duvar geriminde, oluşan

Değişken HacimdeVerilen bir duvar geriminde, g

lümen basıncı değişimi hacme bağlıdır.

g ,oluşturulan basınç değişimi hacim küçüldükçe artar.