İ İ İ İ İ İ KAS FİZYOLOJİSİ KAS FİZYOLOJİSİ

Başkent Üniversitesi Tıp Fakültesi
Fizyoloji Anabilim Dalı
KAS FİZYOLOJİSİ
İ
İ İ
Düz Kas
D Si
Dr.
Sinan CANAN
[email protected]
www sinancanan net
www.sinancanan.net
Düz Kas
K l kası
Kalp
k
İ k l kası
İskelet
k
Düz kas
Düz Kas
Düz kas: Genel Özellikler
• Uyarılma
• Elektriksel bağlantı
• Hormonlarla uyarılma
• Parakrinlerle uyarılma
• Farklı reseptör tipleri
• Biçim
• İğ şeklinde hücreler
• Zar çukurları (caveola)
• Daha uzun aktin ve miyozin zincirleri
Düz kas: Genel Özellikler – “Caveola”
Düz kas: Genel Özellikler
Düz kas hücresi
Otonom Sinir
Düz Kas: Genel Özellikler
• Homeostatik rol
• Sıvıların kontrolü
• Sfinkterler
• Tonik kasılmalar
• Tüpsü yapılarda
• Ürün hareketinde
• “Kas iskeleti”
k l
• Yavaş kasılmalar
• Az yorulur
• Düşük O2 kullanımı
Düz kas: Genel Özellikler
• Tek
T k birimli
bi i li düz
dü kaslar
k l (viseral)
( i
l)
• Barsaklar, uterus
• Geçit bağlantılarıyla uyarı geçişi
• Eferent sinyaller kasılmayı “düzenler”
• Çok birimli düz kaslar
• İris ve büyük arterlerde
• Her hücrenin ayrı innervasyonu vardır
• Hızlı kasılırlar
• Ara form: Hücrelerin %20-30 kadarı sinir alır.
Düz Kas: İskelet Kası ile Karşılaştırma
ş ş
Düz kas: Kasılma
Düz kas: Kasılma
Düz kas: Kasılma
Düz kas: Kasılma
Düz Kasta Uyarılma-Kasılma
y
Riti yapıcı düz
Ritim
dü kas
k hücreleri
hü l i
Ritim potansiyeli ile üretilen
kendiliğinden aksiyon
potansiyelleri
ll
Aksiyon potansiyellerinin
y y
yayılması
Geçit bağlantıları
(gap junctions)
Ritim oluşturmayan
düz kas hücreleri
Düz Kas Kasılma Mekanizması
Düz Kas Gevşemesinin
ş
Mekanizması
Düz Kasta Kasılma – Hücre içi Ca2+ derişimi artışı
Hormon veya
transmitter
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Voltaj kapılı
kalsiyum kanalı
DÜZ KAS HÜCRESİ
Reseptör
Ca2+
Amaç:
PIP2
Hormon
veya
transmitter
[Ca2+] ↑
IP3
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+ 2+
Ca
Reseptör
Sarkoplazmik
retikulum
Ca2+
PLC: Fosfolipaz C
PIP2: Fosfoinozitol difosfat
IP3: İnozitol Trifosfat
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ligand
g
kapılı
p
kalsiyum kanalı
Düz Kasta Kasılma – Hücre içi Ca2+’un azaltılması
DÜZ KAS HÜCRESİ
Ca2+
Ca2+
C
Ca2+
Amaç:
Ca22+
[Ca2+] ↓
Ca2+
Ca2+
V.K.K.K
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
C
Ca2+
Ca2+
ATP
Ca2+
C
Sarkoplazmik
retikulum
Ca2+
L.K.K.K
Ca2+
Düz Kasta Uyarılma-Kasılma
y
Düz Kas
NO – Nitrik Oksit ve Düz Kas Gevşemesi
ş
K+
L Arjinin
L-Arjinin
ATP Ca2+
IP3
cGMP
Ca2+
NOS
NO
L-sitrülin
Guanilat
siklaz
GTP
Sinir sonlanması
Hedef hücre
(kas)
S.R.
Düz Kasta Gerim / Ön-yük
y İlişkisi
ş
Ge i
Gerim
2.5
Gergi
Ge
gi
Uyarıcı
K
Kas
toplam
2.0
1.5
L0
pasif
1.0
Güç çevireçi
Gü
i i
(transducer)
0.5
aktif
0.0
0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2
Kas uzunluğu / ön-yük
Düz Kasta Gerim / Ön-yük İlişkisi
İskelet Kası İle Karşılaştırma
ş ş
Aktif gerim
Düz kas
İskelet
kası
L0
uzunluk
Düz Kasta Kuvvet-Hız İlişkisi
ş
Hız, %V0
V0
100
80
60
İzometrik
kasılma
40
20
0
0
20
40
60
80
Yük (% maks.)
100
Düz Kasta [[değişken]
ğş
] Kuvvet-Hız İlişkisi
ş
Hız (% V) [1]
10
Hız (% V0) [1]
100
1
8
6
80
2
60
3
4
5
40
4
5 4 3
2 1
40
60
80
Yük (% maks [1])
100
2
0
0
20
20
0
0
20
40
60
80
Yük (% maks [1])
100
İnsan Vücudundaki En “Güçlü”
ç
Kas?
?
Düz Kasta Kuvvet Üretimi
[Ca2+]
Kuvvet
Kasılma hızı ve
Çapraz
p köprü
p fosforlanması
U aran
Uyaran
Zaman
Kasılmada Enerji
j Kullanımı
Düz kas ve iskelet kasında enerji kullanımı farklıdır
Düz kasın etkinliği düşüktür
Düz kas daha ekonomiktir
(ATP başına yapılan mekanik iş)
İskelet kasında %40
Düz kasta %15-20
Düz kasta miyozinin ayrılma hızı
düşüktür. Dolayısıyla az ATP ile fazla
güç elde edilir.
Düz kas,
kas hız yerine,
yerine gücü korumak
için özelleşmiş bir kas dokusu tipidir
Düz Kasta Kasılma Biçimleri
ç
Kasıılma G
Gücüü
Sfi kt l
Sfinkterler
Damarlar
l
Hava yolları
Mide ve
Barsaklar
Yemek borusu
İd
İdrar
kkesesii
Zaman
Düz Kasta İşlevsel
ş
Adaptasyonlar
p y
• Hiperplazi
Hi
l i (gelişimsel)
( li i
l)
• Hücre sayısında artış
• Hipertrofi
• Telafi edici (kompensatuvar) hipertrofi
• Hücresel hipertrofi (poliploid hücreler)
• Salgı işlevi:
• Kollajen, elastin, proteoglikanlar…
• Bağ doku oluşturma yeteneği
Özet: Üçç Kas Tipinin
p
Karşılaştırılması
ş ş
İskelet Kası
Düz Kas
Kalp Kası
Mikroskobik
Çizgili
Düz
Çizgili
Lif düzenlenmesi
Sarkomerler
Demetler
Sarkomerler
Lif proteinleri
Aktin, miyozin,
troponin ve
t
tropomiyozin
i i
Aktin, miyozin ve
tropomiyozin
Aktin, miyozin,
troponin ve
t
tropomiyozin
i i
Kontrol
İstemli
İstemsiz
İstemsiz
Sinirler
Somatik motor
Otonom
Otonom
Hormonal etki
Yok
Bir çok hormon
Epinefrin
Yer
Hareket sistemi ve Organ duvarları,
bazı sfinkterler
tübüler yapılar,
sfinkterler
Kalp
Morfoloji
Çok çekirdekli,
büyük, silindirik
Çok çekirdekli, iğ
biçimli, küçük
Daha kısa ve dallı
lifler
İç yapı
T-tübül
T
tübül ve S.R.
SR
“triad”lar
T-tübül
T
tübül YOK; S.R.
SR
minimum
T-tübül
T
tübül ve S.R.
SR
“diad”lar
Kasılma hızı
En hızlı
En yavaş
Orta
Tek lif kasılma gücü
Hep veya hiç
Dereceli
Dereceli
Kasılma başlangıcı
Motor nöron
Otoritmik olabilir
Otoritmik
Bitti...
S o r u l a r ?
☺
Düz Kas – İçi
ç Boşş Organlarda
g
Basınçç
• P: Organın
g
içç basıncı
• T: Duvar gerimi
T
• r: Organın yarıçapı
P
Laplace Yasası
2T
P=
r
r
Düz Kas – İçi
ç Boşş Organlarda
g
Basınçç
-1
Gerim (T), N.m
100
-2
Basınç(P), N.m
100
80
80
60
V = 200 ml
40
V = 400 ml
60
20
0
0
5
10 15 20 25 30
Zaman (s)
80
300
60
200
40
40
20
0
Hacim (V), ml
400
Basınç (P), N.m
100
Eş-hacimli (izovolumetrik) durum
Verilen bir duvar ggeriminde, oluşan
lümen basıncı değişimi hacme
bağlıdır.
100
0
20
0
5
10
15 20 25
Zaman (s)
0
30
Değişken Hacimde
Verilen bir duvar g
geriminde,,
oluşturulan basınç değişimi hacim
küçüldükçe artar.
-2