KAS FĐZYOLOJĐSĐ

Doç.Dr.Nesrin Zeynep Ertan

<

Temel özellikleriĐskelet kası: Đstemli kontrol edilir

Çizgili görünümdedir.

Çok çekirdekli hücrelerdir.

Kalp kası: Đstemsiz kontrol edilir.

Çizgili görünümdedir.

Tek çekirdekli hücrelerdir.

Düz kaslar: Đstemsiz kontrol edilir

Çizgisiz görünümdedir

Tek çekirdekli hücrelerdir

Đskelet kası: Đstemli kontrol edilir

Çizgili görünümdedir.

Çok çekirdekli hücrelerdir.

Kalp kası: Đstemsiz kontrol edilir.

Çizgili görünümdedir.

Tek çekirdekli hücrelerdir.

Düz kaslar: Đstemsiz kontrol edilir

Çizgisiz görünümdedir

Tek çekirdekli hücrelerdir

Đskelet kasları

Motor ünite

• Bir nöron ve bu nöronun uyardığı kas hücrelerinin tamamına bir motor ünite denir.

Bir kası oluşturan motor üniteler• Bir motor sinir, çok sayıda

sinir hücresinden oluşur. Bu nedenle, bir kası oluşturan çok sayıda motor ünite vardır. Farklı sinir hücrelerinin uyardığı kas hücresi grupları karışık halde bulunur. Bu yapı kasların hareketlerinde yumuşaklığı sağlar.

Nöromüsküler kavşak

Nikotinik Ach reseptörleri

• Đskelet kaslarında sinirden kasa iletiyi sağlayan, nikotinik asetilkolin reseptörleridir. Aslında her biri iyon kanalıdır. Bu reseptörlerde iki adet Ach bağlanma bölgesi vardır. Ach bağlandığı zaman bu kanallar açılarak hücreye sodyum girişini sağlar.

Nöromüsküler kavşak

• Motor nöron kasa yaklaştığı zaman miyelin kılıfını kaybeder. Ucu şişkinleşir ve yüzeyini arttırmak için girinti-çıkıntılar yapar. Bu kısımda bol miktarda Ach vezikülleri ve mitokondri bulunur.

• Sinirin yaklaştığı kısımda, kas da aynı şekilde yüzeyini genişletir. Bu yüzeyde Nikotinik Ach reseptörleri ve Ach esteraz bulunur.

Sinir-Kas kavşağındaki işlevler

1. a. Sinir yoluyla gelen aksiyon potansiyeli sinirin terminal ucundaki voltaja duyarlı Ca2+ kanallarının açılmasına neden olur.

b. Đçeri giren kalsiyum, Ach veziküllerinin membrana doğru hareketini sağlar.

c. Ach ekzositozla sinaptik aralığa dökülür.

2. Ach, kas membranındaki nikotinik Ach reseptörlerine bağlanır. Kanallar açılarak Na+ membrandan hücreye girer ve membran depolarize olur.

3. Aksiyon potansiyeli oluşunca memrandaki voltaja duyarlı sodyum kanalları da açılır.

4. Aksiyon potansiyeli membran boyunca ilerlerken membranın içeri doğru yaptığı T-tübüllerinde de dihidropiridin reseptörlerinin uyarılmasına neden olur. Bu reseptörlerin uyarılması, sarkoplazmik retikulum üzerinde bulunan riyanodin reseptörlerinin açılmasına neden olarak SR içinde bulunan kalsiyumun sarkoplazmaya çıkmasına neden olur.

Kasılmayı sağlayan üniteler

Đskelet kasının çizgili görünümü:

• Đskelet kası, mikroskop altında çizgili bir görünümdedir. Bu görüntüyü sağlayan, bir miyofibrilin içindeki aktin ve miyozin filamentlerinin diziliş biçimidir. Aktin ve miyozin filamentlerinin üst üste geldiği kısımlar, mikroskobun ışığını az geçirdiği için karanlık görünür. Z çizgisinin iki yanında sadece aktin filamentlerinden oluşan bölge ise ışığı daha kolay geçirir ve aydınlık görünür.

Đnce filamentin yapısı:

• Đnce filamentler, temel olarak aktin moleküllerinden oluşan iki zincirin sarmal bir şekilde uzanması ile meydana gelir.

• Bu zincirlerin üzerinde ayrıca tropomiyozin moleküllerinden oluşan ikinci bir zincir sarılmıştır.

• Tropomiyozin zincirinin üzerinde ise eşit aralıklarla yerleşmiş troponin kompleksleri bulunur.

• Sarkoplazmik retikulumdan sarkoplazmaya dökülen kalsiyum, TroponinC’ye bağlanır. Bu bağlanma tropomiyozinin yana doğru hareket etmesine ve böylece aktin üzerindeki miyozin bağlanma bölgelerinin açılmasına neden olur.

Troponin kompleksi 3 molekülden oluşur:

• Troponin C: Kalsiyum bağlanır

• Troponin T: Tropomiyozine tutunmasını sağlar.

• Troponin I: Aktine tutunarak aktif bölgelerinin inhibe olmasına neden olur.

Miyozin filamenti

• Đskelet kaslarının miyozin filamenti, miyozinll moleküllerinin bir demet oluşturması ile meydana gelir. Her miyozin filamenti iki zincirin sarmalı şeklindedir.

• Her filamentin iki baş oluşturur ve her başta bir aktin bağlanma bölgesi bir de ATP bağlanma bölgesi bulunur. Miyozin başı enzim aktivitesi gösterir.

SARKOMER.

• Bir miyofibrilde iki Z çizgisi arasındaki kısma sarkomer adı verilir.

• Miyozin boyunca olan kısma A bandı denir.

• Kasılma anında aktin filamenti, miyozin üzerinde kayarken Z bantları birbirine yaklaşır. Böylece kasın boyu kısalır.

• Kas, en fazla miyozin boyu kadar kısalır.

Đskelet kası- kalp kası farkı

• Her ikisi de çizgili kas olmasına rağmen önemli farklardan biri Ca kullanım yoludur.

• Đskelet kası, kasılma için gerekli olan kalsiyumu sarkoplazmik retikulumdan sağlar.Dihidropiridin reseptörü kanal olarak görev yapmaz sadece riyanodin reseptörünün açılmasını sağlar.

• Kalp kası ise SR iyi gelişmemiş olduğu için kalsiyumun önemli bir kısmını dihidropiridin reseptörü aracılığı ile ekstrasesüler sıvıdan sağlar.

ĐSKELET KASINDAKĐ KASILMA MEKANĐZMASI

(1. Sarkoplazmik retikulumdan Ca salınmasına kadar)

(Sarkoplazmik retikulumdan

kalsiyum salınmasından sonra)

• Kasın tekrar gevşemesi için SR’den salının Ca’un tekrar SR’a geri alınması gerekir. Bu, mutlaka enerji gerektiren bir mekanizmadır. Zira SR içindeki Ca daima daha fazladır

• (Konsantrasyon gradyanına ters yönde taşıma enerji gerektirir.)

Kas kasılması için enerji üretimi???

ALAKTĐK ANAEROBĐK

Enerji kullanımı

• Uzun süreli egzersizlerde yüksek oranda aerobik enerji kullanılır. Bu yol daha uzun zaman gerektirir.

• Anaerobik enerji ise çok daha kısa sürede elde edilir ancak çabuk tüketilir.

Bir sarsı eğrisi• Her kasılmanın bir kasılma ve bir gevşeme

süresi vardır.

• Bir uyaranın verilmesi ile kasılmanın başlamasına kadar olan süreye latent devir

denir.

• Kasılmanın başlaması ile gevşemenin tamamlandığı ana kadar geçen süreye sarsı

süresi denir.

(Hep-Hiç) Uyaran şiddetinin artışının kas kasılmasına etkisi

Đskelet kasında Hep-Hiç yasası

• Đskelet kası, dışarıdan bir uyaranla uyarıldığı zaman, eşik değerin altında uyarana yanıt vermez.

• Eşik değeri, uyarılması en kolay (uyarılma eşiği en düşük) olan kaslar belirler. Uyaran şiddeti arttıkça Kasılan kas lifi sayısı da artar, Bu da kasılmanın gücünü (sarsı eğrisinin genliği) arttırır. Bütün lifler kasılmaya katıldıktan sonra uyaran şiddeti artsa da kasılmanın genliği değişmez.

TREPPE (Merdiven)• Yorgun olmayan bir iskelet kasına, maksimum

düzeyde uyaran verildiği durumda, tam gevşemenin sonlandığı anda hemen ikinci uyaran verilirse ilk uyarandan daha fazla kasılır. Bunun nedeni:

• Ca sarkoplazmik retikuluma geri alınırken aktif taşınma SR’den salındığından daha yavaş geri alınır. Đkinci uyarı geldiğinde hala sarkoplazmada geri alınmamış Ca vardır. Uyaranla tekrar Ca salınınca sarkoplazmadaki Ca miktarı normalde uyaranla salınandan daha fazla olur. Bu da kasılmanın gücünü arttırır.

Sumasyon ve Tetani

Sumasyon

• Đskelet kası gevşemesini tamamlamadan ikinci bir uyaran verilirse daha fazla kasılır.

• Nedeni:

1. Sarkoplazmada henüz geri alınamamış fazla kalsiyum vardır.

2. Ca geri alınması tamamlanmadığı için, Aktif transportta kullanacağı ATP’yi de henüz tüketmemiştir. O nedenle fazla ATP de vardır.

TETANĐ

• Đskelet kası, hiç gevşemeden tekrar uyarılacak şekilde yüksek frekansta uyarana maruz kalırsa kasılmanın amplitüdü kasın normal kasılmasının 3-4 katına kadar çıkar. Bu olaya tetani denir. Nedeni:

• Sarkoplazmadaki Ca hiç geri alınamadan tekrar tekrar salındığı için çok yüksek düzeye çıkar. Ca uzaklaştırılamadığı için kas kasılı kalır.

SUMASYON

TAM OLMAYAN TETANĐ

TETANĐ

YORGUNLUK

KAS TĐPLERĐTĐP I TĐP IIA TĐP IIB

Kasılma zamanı Yavaş hızlı Çok hızlı

Motor nöron yapısı Küçük Geniş Çok geniş

Yorgunluğa direnci Yüksek Orta düşük

Kullanım şekli Aerobik Uzun süreli anaerobik

Kısa sürelianaerobik

Güç üretimi düşük Yüksek Çok yüksek

Kapiller yoğunluğu yüksek Orta Düşük

Oksidatif kapasite Yüksek Yüksek Düşük

Glikolitik kapasite düşük yüksek Yüksek

Temel depo enerji Trigliserid Kreatin fosfat, glikojen

Kreatin fosfat, glikojen

Miyozin ATPaz aktivitesi

Yavaş hızlı Çok hızlı

Kasılmanın gücü kasın gerilimi ile

ilişkilidir.

• Đskelet kasının iyi kasılması, gerilimin optimal düzeyde olmasına bağlıdır.

• Kas çok gerildiği zaman aktin-miyozin arasındaki çapraz köprü sayısı azalır. Kasın kasılma gücü azalır.

• Az gerilirse (kas gevşek olursa), dinlenim halinde aktin-miyozin filamentleri birbirleri üzerine fazla binerler. Kasın boyunu kısaltma payı kalmaz. Bu nedenle uyarana yanıt olarak kas, boyunu çok az kısaltabilir.

Kasılma çeşitleri

• Đzotonik kasılma: Kasın boyu kısalır, gerimi sabit kalır.

• Đzometrik kasılma: Kasın gerimi artar, boyu değişmez.

• Ekzentrik kasılma: Kasın boyu uzar, gerimi değişmez.

Önceki şekilde:

� Eğer kas, ucundan hafif bir ağırlıkla gerilir ve bu durumda iken uyarılırsa, kas izotonik olarak iyi yanıt verir. Đzometrik kasılması azdır.

� Ucunda asılı bulunan ağırlık arttırılırsa, izotonik kasılma miktarı azalırken izometrik kasılma artar.

� Kasın kaldıramayacağı bir ağırlık asıldıktan sonra uyarılırsa isotonik olarak kasılmaz, sadece izometrik olarak kasılır.

SĐNĐR-KAS

PATOLOJĐLERĐ

SĐNĐR DEJENERASYONU OLURSA:

•Đmpuls iletisi kesiden 3 gün sonra bozulur ve 5

gün sonra tamamen kaybolur.

•Siniri dejenere olan kaslarda ilk önce

uyarılabilme

yeteneği kaybolur

•Sinirin innerve ettiği kasların kronaksileri

artar.

•Dejenerasyon, sinirin sinaps yaptığı nöronlarda da

oluşabilir (Transnöral dejenerasyon)

ALS (amiyotrofik lateral sklerosis): beyinde

ve omurilikteki ve Đstemli kasları uyaran sinirleri tutan

bir hastalık.

2.Nöromüsküler sinaps hastalıkları

� Miyastenia gravis (Ach reseptörlerine karşı

antikor oluşumu neden olur.)

� Lambert-Eaton sendromu (Ca kanallarına karşı antikor oluşumu neden olur.)