UYARILABİLEN DOKULAR Uyarılabilen dokular herhangi bir uyarıya karşı hücre zarlarının elektriksel özelliğini değiştirerek aksiyon potansiyeli oluşturup iletebilme özelliğini gösterirler. Sinir ve kas dokusu uyarılabilen dokulardır. Hücre zarlarında dinlenim ve aksiyon potansiyeli olmak üzere iki tip potansiyel vardır. Uyarılabilen dokular aksiyon potansiyelini oluşturabilirler. Sinir hücrelerinde oluşan aksiyon potansiyeli iletim işini yaparken, kas hücrelerinde ise kasılmayı sağlar.

AKSİYON POTANSİYELİ Dinlenim potansiyeli sodyum iyonunun aktif taşıma ile hücre dışına, potasyum iyonunun hücre içine taşınması sonucu oluşmaktadır. Depolarizasyon: Zarın sodyum iyonlarına karşı geçirgenliği artar ve Na iyonları hızla hücre içine girerek zar potansiyelini pozitif değere (+10-20 mV) ulaştırmasına denir. Repolarizasyon: Zarın K iyonuna karşı geçirgenliği artar ve K iyonları hücre dışına çıkararak zar potansiyeli tekrar dinlenim potansiyeli durumuna geçer. Na-K pompası: Repolarizasyon döneminde Na iyonları içeride K iyonları ise dışarıda bulunur (normalin tam tersi). Bu pompa Na iyonlarını dışarı K iyonlarını ise içeri pompalayarak iyon dengesine yardımcı olur.

İyon kanalları Zardaki proteinler açılıp kapanabilirler, böylece iyonların içeri ve dışarı geçmelerine izin verirler K+ dışarı akışa izin verir Na+, içeriye Na+ un hücre içine akması dinlenme potansiyelini nasıl etkiler?

Membran potansiyeli K+ Na+ Na+/K+ pompası hücre içinde yüksek K+ & dışında yüksek Na+ kons’nunu korur Zar dinlenme potansiyeli: -90mv K+ Proteins CL- + Na+ K+ Na+

Na-K Pompası

20 mv K+ açık Na+ açık Eşik -90 Na/K pompası

KAS FİZYOLOJİSİ Uyarılabilen bir doku olan kas, zar yüzeyleri boyunca aksiyon potansiyeli iletebilme ve bunun sonucunda da kasılma oluşturabilir. Kaslların kasılması ile: iskelet sisteminin hareketi, kanın kalpten damarlara pompalanması, kan damarlarının çaplarının değişmesi ve sindirim ve boşaltım materyalinin hareketi sağlanmış olur. Kas hücreleri 1.İskelet kası 2. Kalp kası ve 3.Düz kas olmak üzere 3’e ayrılır.

İSKELET KASI İskelet kası, iskeleti oluşturan kemiklerin eklem bölgelerinden hareketini sağlar. İskelet kası, kas hücresi veya lifi adı verilen hücre grubu ve bağ dokudan oluşmaktadır. İskelet kası hücreleri uzun, silindirik ve çok sayıda nukleus içermektedir. Hücrelerin içinde sarkoplazmik retikulum ile çevrelenmiş miyofibril adı verilen yapılar bulunur.Miyofibriller iskelet kasının kasılmasında görev alan birimlerdir. Miyofibriller sarkomer adı verilen bölmelerden oluşmaktadır. Sarkomer kasılma işini yapan en küçük birimdir.

İskelet kası Kalp kası Düz kas

Sarkoplazmik retikulum

SARKOMER Yapısını ince ve kalın flament olarak tanımlanan protein yapısındaki myoflamentler oluşturur. Kalın flament miyozin molekülünden, ince flament ise aktin, troponin ve tropomiyozin moleküllerinden oluşur. İnce flamentler sarkomerin iki ucunda, kalın flamentler ise orta bölgede yerleşmiştir. Sarkomerin her iki ucunda yerleşmiş olan ince flamentlerin başlangıç bölgeleri Z çizgisi olarak tanımlanır. İki Z çizgisi sarkomerin boyunu belirler.

Dişli tetanus ve Tetanus

Aktin ve myozinin yapısı

İSKELET KASININ KASILMASI Öncelikle iskelet kası hücrelerinin uyarılması gerekir. İskelet kaslarını uyaran nöyronlara Motor nöyron adı verilir. Motor nöyron tarafından uyarılan kas hücresinde aksiyon potansiyeli sarkoplazmik retikuluma ulaştığında burada depo edilen Ca iyonları serbestleşerek, ince flamentlerin yapısında bulunan troponin moleküllerine bağlanır. Bağlanmanın ardından ince flamentler kalın flamentlerin üzerinden kayar ve kasılma gerçekleşir. ATP den bir P ayrılır ve ADP oluşur. Kasların gevşemesi sırasında ise Ca iyonları aktif taşınma ile geri alınır.

Son (Uç, motor) Plak Motor nöyronlar bir iskelet kası lifi üzerinde sinir kavşağı adı verilen özelleşmiş bir bölgede sonlanırlar. Sinir hücrelerinin aksonları kas hücresinin girintili-çıkıntılı yapı gösterdiği ve motor son plak adı verilen bölgesinde sonlanırlar.Akson sonlanmalarındaki yumruların içinde veziküller bulunur.Bu veziküller asetilkolin içerirler.. Aksiyon potansiyeli motor nöyronun son ucuna ulaştığında veziküller içerisinde bulunan asetilkolin ekzositozla serbest kalır.Asetilkolin iskelet kası zarında bulunan kendine özgü reseptörüne bağlanarak, zarın Na iyonlarına karşı geçirgenliğini artıtır ve depolarizasyona neden olur.

Motor plakta uyarı aktarımı

Kas hücresinde AP doğuşu ve kasın kasılması Kasın kontraksiyonu, kası innerve eden motor sinirin elektriksel aktivitesiyle kontrol edilir Presinaptik sinir sonlarından transmitter (Ach) bırakılır, kas membranı depolarize olur ve aksiyon potansiyeli gelişir (Na+ sözkonusu) AP, T-tubuller aracılığı ile kasın iç kısımlarına kadar taşınır. T-tubul membranında voltaja duyarlı proteinler, SR daki Ca kanalları ile irtibat halindedir ve SR dan myoplazma içerisine Ca ++ bırakılır Ca++ stoplazmada troponine bağlanır ve tropomyozinin yapısı değiştirilir. Bu esnada ATP, Ca, ATP ase ve Mg++ etkisi ile ADP ve Pi oluşur ve açığa çıkan eneji ile myozin başları aktine bağlanır ve onu kürek çeker gibi sarkomerin ortasına doğru iter

Gevşeme Uyarı kesildiğinde Ca troponini terkeder ve tropomyozin aktinde myozinin bağlanacağı bölgeleri tekrar örter ve serbest kalan Ca++ u SR daki kalsekestrin tekrar bağlar

KASIN KASILMASI (Animasyon)

KALP KASI İskelet kası gibi çizgili kas olmasına rağmen, hücreleri dallanmalar gösterir ve belli bölgelerde özelleşmiş yapılar aracılığı ile birlerlerine bağlanmışlardır (sinsisyal yapı). Bağlantı bölgeleri bir hücredeki aksiyon potansiyelinin diğer bir hücreye kolayca geçişini sağlar.Böylece kalp kası hücreleri aynı anda kasılırlar. Kalp kası kendi uyarılarını özelleşmiş yapılar (kalbin uyarı ve ileti sistemi) vasıtasıyla gerçekleştirirler. Yani bir otonomiye sahip olup kasılmaları için sinirsel uyarıya ihtiyaç duymazlar. Bununla birlikte kalp kası sinir sisteminden bağımsız değildir. Sempatik ve parasempatik sistem kalbin çalışmasını düzenler. Kalp kası kasılırken hücre içindeki Ca iyonlarına ilaveten dışarıdan da Ca iyonları kullanılmaktadır.

Kalp kası

Kalp kası hücrelerinde uyarı iletimi

Kalpte uyarı yaratan ve ileten sistemler

DÜZ KASLAR Aktin ve miyozin flamentleri rastgele bir dağılım gösterdiği için çizgili görünüm arzetmezler. Visseral düz kaslar ve multi-unit düz kaslar olarak iki gruba ayrılırlar. Kasılması iskelet kasında biraz farklıdır. Bunlar; 1.Düz kaslarda da kasılma aktin-miyozin etkileşmesi ile olur fakat burada Ca iyonları KALMODULİN moleküllerine bağlanır. 2.Ca iyonları kasılma esnasında hücre dışından içeriye girer ve gevşeme sırasında dışarıya çıkar.

Düz kasların kasılma mekanizması Sitozolde Ca++ iyonları artar, ve sitozolde kalmoduline bağlanır. Bu kompleks myozin kinaza (protein kinaz) bağlanır. Myozin kinaz, myozin çapraz köprülerini ATP hidrolizi ile fosforile eder. Fosforile edilen çapraz köprüler aktin flamentine bağlanır Çapraz köprü oluşumları kaslarda gerilim ve kısalma oluşturur Düz kaslarda troponin bulunmaz !!! Düz kasların gevşemesi için ise myozin fosfataz enzimi gereklidir. Bu enzim myozin başından fosfatı ayırır.

Düz kasların kasılması – Çizgili kasların kasılması Sitozolde Ca++ iyonları artar, ve sitozolde kalmoduline bağlanır. Bu kompleks myozin kinaza (protein kinaz) bağlanır. Myozin kinaz, myozini ATP hidrolizi ile fosforile eder. Fosforile edilen myozin başları aktin flamentine bağlanır Çapraz köprü oluşumları kaslarda gerilim ve kısalma oluşturur Sitozolde Ca++ iyonları artar, ve aktin üzerindeki troponine bağlanır Troponindeki yapısal değişiklik tropomyozinin yerini değiştirir Myozin köprüleri aktine bağlanır Çapraz köprü oluşumları kaslarda gerilim ve kısalma oluşturur

VİSSERAL DÜZ KASLAR Sindirim kanalı, sidik kesesi, ureter, uterus ve kan damarlarının duvarlarında bulunurlar. Hücreleri mekik şeklinde, küçük ve tek çekirdekli olup, özel bağlantı bölgeleriyle birbirlerine bağlanmışlardır. Sinirsel uyarı olmadan kendiliğinden kasılırlar ve mekanik olarak gerildikleri zaman kasılma yanıtı oluştururlar. Kasılma ve gevşemeleri iskelet kasına oranla daha yavaştır. Kasılmalarını Otonom sinir sistemi vücudun ihtiyacına göre düzenler.

MULTİ-UNİT DÜZ KASLAR Büyük damarların duvarında ve gözde iriste bulunurlar, gözbebeğinin açıklığını ayarlarlar. Hücreler arasında özel bağlantı bölgeleri yoktur ve kasılmaları için sinirsel uyarı şarttır.

Çok üniteli düz kaslar Çok üniteli düz kaslar: Tek tek kas hücrelerinin bir araya gelmesiyle oluşmuştur, her bir kas hücresi diğerlerinden bağımsız olarak sinir sonları ile (akson nodları) innerve ve kontrol edilir, yani bir sinir çok sayıda kas hücresini sinirlendirir. Gerilmeye karşı kontraktil aktivite göstermezler, hormonlara karşı da minimum cevap verirler. Özel bağlantı bölgeleri az sayıdadır. Örn. Gözdeki iris ve silyar kasları, AC lerdeki geniş hava yolları