DÜZ KAS FİZYOLOJİSİ

DÜZ KAS FİZYOLOJİSİ
Doç. Dr.Fadıl ÖZYENER
Fizyoloji AD
Düz kasların görevleri
Damar ve bronşiyol çap ayarlanması
 Gastrointestinal motilitenin
düzenlenmesi
Uterus, ureter, mesane ve diğer bazı
organ işlevlerinin düzenlenmesi
Sfinkter görevi üstlenmek

Düz kaslar tonik veya fazik kasılırlar.
Düz kasların fiziksel özellikleri



Genellikle 1-10mm çapında ve 20600m uzunluğunda küçük liflerdir.
Kasılma ilkeleri temel olarak iskelet
kası ile benzerdir.
Bağ doku olarak epimisyum,
perimisyum, endomisyum bulunur.
Düz kasları sınıflama kıstasları
 Farklı uyaranlara cevap vermeleri
 Demet ya da kat oluşturmaları
 İnnervasyon özellikleri
 Fiziksel boyut
 İşlevleri
Düz kas tipleri
A- Tek birimli düz kaslar
 Kas lifleri genellikle demet ya da
tabakalar halindedir.
 Hücrelerin birbirlerine birçok noktalarda
değmesiyle oluşan yarık bağlantılardan
(gap junctions) iyonlar bir hücreden
diğerine kolayca akabilir.
TB/ Üniter /Viseral düz kas dokusu
 Uyarıldığı zaman aksiyon potansiyeli
çevredeki liflere doğrudan elektriksel
ileti ile ulaşır.
 Özellikle bağırsak, safra kesesi,
uterus, üreter gibi organlarda bu tip
düz kas bulunur.
B- Çok birimli düz kaslar
 Ayrı ayrı düz kas liflerinden oluşurlar.
 Her bir lif (genellikle) iskelet kasında
olduğu gibi tek bir sinir sonlanması ile
innerve edilir.
 Silyer kas (gözde), iristeki kas lifleri,
piloerektör kaslar, büyük bronşlar ve
büyük arterlerde bulunurlar.
Düz Kaslarda Kasılma Süreci
 İskelet kasındaki gibi nöromuskuler
kavşak bulunmaz.
 Otonom sistem sinir hücreleri
tarafından düz kas liflerinin çok
yakınına salgılanan
nörotransmitterler difüzyon ile
membranı geçer.
Tek birimli düz kasların
innervasyonu
Çok birimli düz kasların
innervasyonu
Düz kaslarda kasılan yapılar
 Düz kaslar biyokimyasal özellikleri iskelet
kasındakine benzeyen aktin ve miyozin
filamentleri içerirler.
 Düz kasda aktin ve miyozin filamentleri
iskelet kasındaki çizgili yerleşimi
göstermez.
 Tropomiyozin bulunduğu halde, troponin
karması yoktur.
Düz kaslarda aktin ve miyozin
 Aktin filamentlerine
göre, yaklaşık 10-15 kat
daha az sayıda miyozin
filamentleri bulunur.
 Çok sayıda aktin
filamenti yoğun
cisimciklere
tutunmaktadır.
Düz kas liflerinde yapısal proteinler


Destek yapıda kaldesmon ve kalponin
bulunur.
Sitoskeleton yapısı vardır.


Yoğun cisimcikler ve ara filamentlerdan
oluşur, desmin ve vimentin gibi proteinleri
içerir.
Aktinler için tutunma noktaları sağlar.
Düz kas hücresi mikroskopik anatomisi
Düz kas kasılmasında enerji
 Aktin ve miyozin birbirleriyle, iskelet
kasında olduğu gibi etkileşirler.
 Kasılma Ca+2 iyonları ile uyarılır.
 Kasılma enerjisi de ATP’nin ADP’ye
hidrolizi ile karşılanır.
Düz kasın mekanik özellikleri
 Tonus
 Stres-gevşeme
 Tersine stres-gevşeme
 İşlevsel uyumlar
Düz kaslarda tonus
 Düz kaslarda iskelet kasındaki kadar bir
kasılma geriminin devam ettirilmesi için,
iskelet kasındakinin 1/10-1/300'ü kadar
bir enerji yeterlidir.
 Düz kasta ki ekonomik enerji tüketimi
vücuttaki bütün işlevler ile organların
düz kaslarında belirli bir gerimin
sürekliliği bakımından çok önemlidir.
Düz kasta stres-gevşeme
Düz kaslar boylarını gerimde
çok büyük bir değişme olmadan
değiştirebilme yeteneğindedir.
Bu özelliğe stres - gevşeme
(plastisite) adı verilir.
Düz kasta tersine stres-gevşeme
 Düz kaslar kısaltıldıkları zaman önce
gerimde ciddi azalma saptanır, ancak
kısa sürede tekrar kısalma öncesi
gerimlerine dönerler.
 (Muhtemelen) filamentlerin yavaşça
kaymasıyla dakikalar içinde gerim eski
düzeyine döner.
Düz kasta işlevsel uyumlar

Salgı işlevi


Hiperplazi


Kollajen, elastin, proteoglikanlar
Öz. büyüme ve gelişme sırasında
Hipertrofi

Telafi edici hipertrofi (HT’da arterlerde)

Hücresel hipertrofi (doğumda uterus)
Düz kasta membran ve
aksiyon potansiyeli
 Düz kasda membran dinlenim
potansiyeli -50, -60 mV kadardır.
 Viseral düz kaslarda iskelet kasındaki
gibi AP oluşurken, çok birimli
olanlarda normalde AP olmadığı
düşünülmektedir.
Viseral düz kasta sivri AP
 Çoğunda iskelet kastakine
benzer, 10-50 ms süren tipik
sivri potansiyeller gelişir.
 AP elektrofizyolojik uyarma,
germe, hormon veya ara
habercilerin etkileriyle ortaya
çıktıkları gibi kas lifinin
kendisinden de doğabilirler.
Viseral düz kasta platolu AP
 Başlangıç tipik bir sivri
AP gibi
 Takiben hızlı bir
repolarizasyon yerine birkaç
yüz ya da birkaç bin ms
geciken bir
repolarizasyon (plato)
 Üreter, uterus ve diğer
bazı vasküler düz kaslarda
Düz kas AP yavaş olma sebebi
 Düz kaslardaki aksiyon potansiyelinin
doğuşundan daha çok yavaş Ca+2
kanalları sorumludur.
 Düz kas hücre zarında (iskelet kasına
göre) çok daha fazla Ca+2 yavaş
kanalları ve çok daha az sayıda Na+
kanalları bulunur.
Bazı düz kasların
kendiliğinden uyarılması
 Düz kas içinde bazen AP bir dış uyaran
olmadan doğar.
 Genellikle zar potansiyeli yanı sıra var
olan yavaş ritm eşliğinde görülür.
 Yavaş dalgaların kendini yineleyen bir
dalga gibi lif zarı üzerinde yayılması düz
kas hücrelerinin doğal bir özelliğidir.
Yavaş dalgaların AP’ni kolaylaştırması
-35 mV
Yavaş dalgaların AP’ni
başlatması önemlidir
 Her yavaş dalganın tepe noktasında bir
ya da daha çok AP’nin gelişmesi
sonucu düz kas kitlesinde bir seri ritmik
kasılma oluşabilir.
 Özellikle bağırsakların düz kas
kitlesinde belirgin olan yavaş dalgaların
bu özelliğine önder odak
(“pacemaker”) olma etkisi denir.
Viseral düz kasın gerilme ile uyarılması
Gerilme belli bir noktaya ulaşınca AP
kendiliğinden gelişir:
 normal yavaş dalga potansiyelinin
etkisi
 gerilmeye bağlı zar negatifliğinin
azalması
Aksiyon potansiyeli olmadan düz
kasları uyaranlar
 Lokal Doku Öğeleri
 Çeşitli Hormonlar
1- Yerel doku unsurları
Yerel dokuda:
O2 azlığı;
CO2 artması;
H+, adenozin, laktik asit ve K+ iyon
derişimlerinin artması;
[Ca+2] iyon azalması; NO;
vücut ısısının düşmesi lokal
vazodilatasyon yaratan unsurlardır.
NO düz kas gevşemesinde çok önemlidir.
2- Çeşitli hormonlar
Agonist
Yanıt
Reseptör
İkincil Haberci
Norepinefrin
Epinefrin
Kontraksiyon (baskın)
Gevşeme
α1-AR
β2-AR
InsP3
cAMP
Asetilkolin
Kontraksiyon (direk)
Gevşeme (dolaylı)
Muscarinik
Düz kas ve
Endtelde
Angiotensin II
Kasılma
AT-II rsptr
InsP3
Vazopressin
Kasılma
Vaz rsptr
InsP3
Endotelin
Kasılma
Endtln rsptr
InsP3
Adenozin
Gevşeme
Adnzn rsptr
cAMP
Yerel unsurlar/
hormonların etki düzeneği
 Düz kas hücresinde uyarıcı veya
baskılayıcı yönde cevap veren reseptör
üzerinden etki ederler.
 Çoğunlukla hormon almaçları Na+ veya
Ca+2 kanallarını açarak AP olmadan
depolarizasyon yapar.
 Baskılayıcı yönde hiperplarizasyon
yapabilirler.
DÜZ KASTA MOLEKÜLER
DÜZEYDE KASILMA
Eksitasyon-kontraksiyon bağıntısı
 Kasılmada Ca+2 gereklidir.
 Düz kaslarda SR az
gelişmiş olduğu için çoğu
Ca+2 AP sırasında hücre
dışı sıvıdan içeri geçer.
 T tübülleri yerine zarda
çukurcuk (caveoli) denilen
küçük girintiler bulunur.
Ca+2 iyonlarının düz kası
uyarma mekanizması
Ca+2 iyonlarının, AP ya da başka
herhangi bir uyaranla hücre
sitoplazmasına girmeleri ile
derişimleri artar.
II. Ca+2 iyonları, iskelet kas liflerindeki
troponin C’ye çok benzeyen
kalmodulin proteinine bağlanırlar.
I.
Düz kas liflerinde moleküler kasılma
III. kalmodulin-Ca+2 kombinasyonu
fosforile edici bir enzim olan miyozin
kinazla birleşerek onu aktive eder.
IV. aktive olan miyozin kinaz miyozin
başının hafif zincirlerinden birini
fosforile ederek miyozin başının aktin
filamenti ile bağlanmasını uyarır
(kasılma gerçekleşir).
Düz kas kasılmasının sonlanması
V. Kalsiyum iyon konsantrasyonu geri
pompalanma ile eşik değerin altına
düştüğünde miyozin fosfataz enzimi
miyozin hafif zincirden fosfatı ayırır.
VI. Defosforile miyozin başının aktinden
ayrılması ile döngü ve dolayısıyla
kasılma durur.
Düz kasın kasılma süresi
Düz kasta “mandal/kilitlenmiş
köprü” düzeneği
 Düz kas bir kez tam kasıldığında,
kasın aktivasyon derecesi başlangıç
değerinin altına gerilemesine
rağmen dokunun kasılma gücünü
sürdürebilmesi olarak tanımlanır.
Düz kasta da optimal boy önemlidir.
Düz kasta ateroskleroz (damar sertliği)

Damar duvarında yağ birikimi

Düz kas hücrelerinin çoğalması

Damar işlevlerinde gerileme
(trombüs/pıhtı tehlikesi)
Hirschsprung Hastalığı




Bazı yeni doğanlar kolonun distal parçasında
enterik sinirler olmadan dünyaya gelirler.
Normal kolon motilitesi oluşamaz ve ciddi
konstipasyon gelişebilir.
Kolonun enterik sinirler olmayan bölgesi
cerrahi yöntemle çıkarılarak hastalık
düzeltilebilir.
İnsidans 1/4400-7000, erkek/kız oranı 4’e
1dir.
Kaynaklar
1.
2.
3.
4.
5.
Review of Medical Physiology, Ed. Ganong WF,
23rd Ed,2010.
Berne & Levy Physiology, Eds: Koeppen BN and
Stanton BA; 6th Ed, 2010
Vander İnsan Fizyolojisi, Eds: Widmaier EP,
Raff H ve Strang KT; Çev Ed: Demirgören S,
2005.
Textbook of Medical Physiology. Eds: Guyton
AC., Hall JE, Elsevier Saunders, 11th Edition
2006.
Principles of Anatomy and
Physiology.Eds:Tortora G.J & Grabowski, 9th Ed
John Wiley & Sons Inc., 2000