Doç.Dr.Nesrin Zeynep Ertan KAS FİZYOLOJİSİ Doç.Dr.Nesrin Zeynep Ertan

<

Temel özellikleri İskelet kası: İstemli kontrol edilir Çizgili görünümdedir. Çok çekirdekli hücrelerdir. Kalp kası: İstemsiz kontrol edilir. Tek çekirdekli hücrelerdir. Düz kaslar: İstemsiz kontrol edilir Çizgisiz görünümdedir Tek çekirdekli hücrelerdir

İskelet 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 İskelet 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 a. Sinir yoluyla gelen aksiyon potansiyeli sinirin terminal ucundaki voltaja duyarlı Ca2+ kanallarının açılmasına neden olur. b. İçeri giren kalsiyum, Ach veziküllerinin membrana doğru hareketini sağlar. c. Ach ekzositozla sinaptik aralığa dökülür.

2. Ach, kas membranındaki nikotinik Ach reseptörlerine bağlanır 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

İskelet kasının çizgili görünümü: İskelet 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.

İnce filamentin yapısı: İnce 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 İskelet 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.

İskelet kası- kalp kası farkı Her ikisi de çizgili kas olmasına rağmen önemli farklardan biri Ca kullanım yoludur. İskelet 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.

İSKELET KASINDAKİ KASILMA MEKANİZMASI (1 İSKELET KASINDAKİ KASILMA MEKANİZMASI (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???

ALAKTİK ANAEROBİK

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

İskelet kasında Hep-Hiç yasası İskelet 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. İkinci 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 İskelet kası gevşemesini tamamlamadan ikinci bir uyaran verilirse daha fazla kasılır. Nedeni: Sarkoplazmada henüz geri alınamamış fazla kalsiyum vardır. Ca geri alınması tamamlanmadığı için, Aktif transportta kullanacağı ATP’yi de henüz tüketmemiştir. O nedenle fazla ATP de vardır.

TETANİ İskelet 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 TETANİ

TETANİ

YORGUNLUK

Kreatin fosfat, glikojen Miyozin ATPaz aktivitesi KAS TİPLERİ TİP I TİP IIA TİP 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 süreli anaerobik Güç üretimi Çok yüksek Kapiller yoğunluğu yüksek Düşük Oksidatif kapasite Glikolitik kapasite Temel depo enerji Trigliserid Kreatin fosfat, glikojen Miyozin ATPaz aktivitesi

Kasılmanın gücü kasın gerilimi ile ilişkilidir. İskelet 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 İzotonik kasılma: Kasın boyu kısalır, gerimi sabit kalır. İzometrik 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. İzometrik 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.

SİNİR-KAS PATOLOJİLERİ

SİNİR DEJENERASYONU OLURSA: İmpuls 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 İstemli 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.)