Duz Kas

• Düz kas


  Küçük tek nükleuslu iğ-mekikşeklindeki hücrelerden oluşur

  
• Düz kaslar, mikroskop altında çizgili bir yapı göstermezler

  
• Düz kasların çalışması


  İstem dışı çalışırlar ve otonom sinir sisteminin kontrolü altındadırlar

  
• Düz kasın görevi


  Hareket üretmek (örn., gastrointestinal sistem boyunca kimusu itmek veya idrarı üreter boyunca itmek) ve gergimi korumak (örn., kan damarlarının duvarlarındaki düz kas)

  
• Düz kas hücreleri bir örtü oluşturacak şekilde birbirilerine bağlıdır
• Düz kas çeşitleri


  Üniter (veya tek üniteli) düz kas ve çok üniteli düz kas
• Üniter (tek üniteli) düz kaslar

  • İç organlarımızın çoğunun duvarında bulunur
  • Hücreler arasında oluklu bağlantılar (gap junction) bulunur
  • Kendiliğinden kasılabilirler
  • Sarsı süresi iskelet kasına göre daha uzundur
  • Kuvvet, değişen hücre içi Ca++ ile derecelendirilir
  • Gerildiklerinde, aktif gerimde sürekli bir artış oluşmaz

  
• Çok üniteli düz kaslar


  • İriste, lensin siliyer kaslarında ve vas deferens'te bulunur
  • Her kas lifi ayrı bir motor ünite gibi davranır
  • Hücreler arasında çok az bağlantı vardır veya hiç yoktur
  • Parasempatik ve sempatik postganglionik lifler tarafından innerve edilir
• Damar düz kasında, üniter ve çok üniteli düz kasın bir kombinasyonu olan üçüncü bir tip düz kas bulunur
• Düz kas kasılmasının fiziksel temeli


  • Yoğun cisimcikler bulunur
  • Kontraktil olmayan ara filamentler yoğun cisimciklere bağlıdır
  • Aktin/miyozin oranı 10/1'dir
  • Tropomiyozin vardır
  • İnce filamentler, ya sarkolemmadaki yoğun alanlara ya da sitoplazmik yoğun cisimciklere (Z çizgisi benzeri) tutunur
  • Troponin yok, sarkolazmik retikulum var, T-tübul ve yan kese yok
  • Düz kas hücre zarı yüzeyinde, kaveol adı verilen çöküntüler bulunur

  
• Düz kasın uyarılma-kasılma eşleşmesi

  1. Aktin-miyozin etkileşimi, Ca++-kalmodulin kompleksinin miyozin hafif zincir kinazı düzenlemesiyle kontrol edilir

  2. Ca++-kalmodulin, kalponin ve kaldesmon proteinlerini de etkiler

  3. Hücre içi Ca++ düşük olduğunda kalponin ve kaldesmon aktini bağlar, miyozin ATPaz'ı inhibe eder ve aktin-miyozin etkileşimini önler

  4. Hücre içi Ca++ arttığında Ca++-kalmodulin kompleksi kalponin ve kaldesmonu fosforlar ve böylece miyozin ATPaz inhibisyondan kurtulur ve aktin-miyozin arasında çapraz köprü oluşumu kolaylaşır

  
• Düz kasta uyarılma-kasılma eşleşmesi basamakları

  1. Membran depolarizasyonu voltaj-kapılı Ca++ kanallarını açar

  2. Voltaj-kapılı Ca++ kanalları ile hücreye giren Ca++, SR'den ilave Ca++ serbestleştirir

  3. Ligand kapılı Ca++ kanalları ve IP3-kapılı Ca++ kanalları da hücre içi Ca++ artışına katkıda bulunur

  4. Hücre içi [Ca++] artınca, Ca++ kalmoduline bağlanır ve miyozin-hafif-zincir kinaz enzimine bağlanarak onu aktive eder

  5. Aktive olan miyozin hafif zincir kinaz miyozin hafif zincirini fosforlar, bu da miyozin ATPaz aktivitesini artırır ve çapraz köprü döngüsünü başlatır
• Düz kasta uyarılma-kasılma eşleşmesi basamakları

  1. Ligand kapılı Ca++ kanalları ve inozitol 1,4,5-trifosfat (IP3)-kapılı Ca++ kanalları, hücre içinde Ca++ artışını sağlayan ek mekanizmalar

  2. Hücre içi [Ca++] artınca, Ca++ kalmoduline bağlanır

  3. Miyozin hafif zincir kinaz aktive olduğunda miyozin hafif zincirini fosforlar

  4. Miyozin ATPaz aktivitesinin artması, miyozinin aktine bağlanmasını sağlar, böylece çapraz köprü döngüsünü ve gerim üretimini başlatır
• Düz kasın kasılmasına neden olan faktörler

  • Kas lifi plazma zarındaki spontan elektriksel aktivite
  • Otonom sinirlerden salgılanan nörotransmiterler
  • Hormonlar
  • Lifin etrafını çevreleyen hücre dışı sıvının kimyasal içeriğindeki meydana gelen lokal değişiklikler
  • Gerilme

  
• Boy-gerim ilişkisi


  • Belirli kas uzunluğunda oluşan gerim farklıdır
  • Kas uzunluğu ile gerim arasında doğrusal ilişki yoktur
  • Plastisite özelliği gösterir

  
• Düz kasın gevşemesi


  1. Hücre içi [Ca++]'un, Ca++-kalmodulin kompleksi oluşturmak için gereken seviyenin altına düşmesiyle başlar

  2. Hiperpolarizasyon (voltaj kapılı Ca++ kanallarının kapanması)

  3. Ca++ kanallarının cAMP ve cGMP gibi ligandlar ile doğrudan inhibisyonu

  4. IP3 üretiminin inhibisyonu ve SR'den Ca++ salınmasının azalması

  5. SR'den Ca++ ATPaz aktivitesinin artması

  6. Miyozin fosfataz enziminin miyozinden fosfatı uzaklaştırması
• Düz kasın sürekli kasılı halde olmasına neden olan mekanizma


  Çapraz köprüler aktine bağlı iken fosfat miyozinden uzaklaştırılırsa, çapraz köprüler çok yavaş ayrılır. Bu olay, düz kasın uzun süre boyunca ve aşırı enerji harcamadan gerimi nasıl devam ettirdiğini açıklamaktadır.
• Düz kasta hücre içi [Ca++] artıran mekanizmalar


  • Voltaj-kapılı Ca++ kanalları
  • Sarkolemmal ligand-kapılı Ca++ kanalları
  • SR'deki ikinci haberci (IP3)-kapılı Ca++ kanalları
• Voltaj-kapılı Ca++ kanalları


  Hücre zarı potansiyeli depolarize olduğunda açılan sarkolemmal Ca++ kanallarıdır
• Ligand kapılı Ca++ kanalları

  Reseptör-aracılı olaylar ile düzenlenir. Çeşitli hormonlar ve nörotransmitterler, Ca++ kanallarına GTP bağlı protein (G proteini) ile bağlı spesifik reseptörlere bağlanır.
• IP3-kapılı Ca++ kanalları


  1. Hormonlar veya nörotransmitterler spesifik reseptörlerine bağlanır

  2. Bu spesifik reseptörler, bir G proteini aracılığı ile fosfolipaz C'ye (PLC) bağlıdır

  3. PLC, fosfatidilinositol 4,5-difosfatı (PIP2), IP3 ve diaçilgliserole (DAG) ayrıştırır

  4. IP3, SR'ye difuze olur ve burada Ca++ salan kanalları açar
• Ca++'dan bağımsız değişiklikler


  • Miyozin-hafif zincir kinazın aktivasyonu varsa, daha fazla çapraz köprü döngüsü olacak ve daha fazla gerim üretilecektir (Ca++-duyarlı)
  • Miyozin-hafif zincir fosfatazın aktivasyonu varsa, daha az çapraz köprü döngüsü olacak ve daha az gerim üretilecektir (Ca++-duyarsız)
• Düz kas hücrelerinin dinlenim zar potansiyeli

  Genellikle iskelet kası lifleri kadar negatif (-85 mV) değildir, -55 ve -60 mV arasında değişir

  
• Yavaş dalga potansiyellerinin önemi

  • Yavaş depolarizasyon dalgaları kas kasılmasına neden olan aksiyon potansiyellerin (sivri potansiyel) oluşmasını uyarır
  • Aksiyon potansiyeli oluşturmayan yavaş dalgalar genelde kas kasılmasına neden olmaz ya da zayıf kasılmalar (seyirme) yaratır
  • Yavaş dalgaların zirvelerinde oluşan aksiyon potansiyellerinin frekansı arttıkça daha güçlü kasılmalar oluşur
• Yavaş dalga potansiyellerinin oluşumu

  • Aksiyon potansiyeli ve kasılmalar hızlı Na+ kanalları ile oluşmaz, bunun yerine daha yavaş açılıp kapanan Ca++-Na+ kanalları ile oluşur
  • Ca++-Na+ kanalları düz kas hücresine Na+'dan daha fazla Ca++ girişi olur. Bu nedenle de kasılma daha uzun süreli olur
• Yavaş depolarizasyon dalgalarının yayılması


  Yavaş depolarizasyon dalgaları aksiyon potansiyeli başlatabilir ve bu nedenle genellikle daha uzun mesafelere yayılır
• Düz kas hücrelerinin elektriksel özellikleri

  • Bazı düz kas tiplerinde platolu veya uzun depolarizasyonlu potansiyeller vardır
  • Dinlenim membran potansiyelindeki yavaş dalgalar, plazma zarının Na+ ve Ca++'a geçirgenliğinin spontan ve aşamalı artışından kaynaklanabilir veya nöronlar tarafından kontrol edilebilir
  • Düz kas, aksiyon potansiyellerine ya hep ya hiç tarzda tepki vermez
  • Düz kastaki bir dizi aksiyon potansiyeli tek, yavaş bir kasılma ve ardından yavaş gevşeme ile sonuçlanabilir

  
• Cresine


  Na+'dan daha fazla Ca++ girişi olur
• Bu nedenle de kasılma daha uzun süreli olur
• Düz kasın elektriksel özellikleri

  • Yavaş depolarizasyon dalgaları aksiyon potansiyeli başlatabilir ve bu nedenle genellikle daha uzun mesafelere yayılır
  • Bazı düz kas tiplerinde platolu veya uzun depolarizasyonlu potansiyeller vardır (şekil c). Üreter, uterus ve bazı damar düz kaslarında görülür

  
• Düz kasın elektriksel özellikleri


  • Dinlenim membran potansiyelindeki yavaş dalgalar, plazma zarının Na+ ve Ca++'a geçirgenliğinin spontan ve aşamalı artışından kaynaklanabilir veya nöronlar tarafından kontrol edilebilir
  • Na+ ve Ca++, kendi kanalları aracılığı ile hücreye geçer ve depolarizasyona neden olur
  • Düz kas, aksiyon potansiyellerine ya hep ya hiç tarzda tepki vermez
  • Düz kastaki bir dizi aksiyon potansiyeli tek, yavaş bir kasılmave ardından yavaş gevşeme ile sonuçlanabilir

  
• Düz kasın elektriksel özellikleri


  • Yavaş dalga depolarizasyonları üzerine binmiş bir veya daha çok sayıda klasik görünümlü aksiyon potansiyelleri (sivri potansiyeller) düz kasların çoğunda yaygınolarakgörülür. Depolarizasyon dalgasından sonra düz kas kasılır
  • Platolu aksiyon potansiyeli ise, sürekli bir kasılma döngüsü içinde olan düz kaslarda yaygın olarak görülür

  
• Düz kasın elektriksel özellikleri

  • Kas kasılmasına yol açan ve spontan olarak üretilen aksiyon potansiyelleri uterus, üreter ve sindirim sistemi gibi visseral organların düz kasında oluşan aksiyon potansiyelleridir
  • Bu organlardaki bazı düz kas hücreleri (Cajal interstisyel hücreleri), diğer hücrelerden daha hızlı aksiyon potansiyelleri oluşturmaeğiliminde olan pacemaker (kalp pili) hücreleri olarak işlev görür

  
• Düz kasın elektriksel özellikleri

  • Sinir sistemi, aksonlar aracılığı ile düz kasa taşınan aksiyon potansiyellerini artırarak veya azaltarak düz kas kasılmasını düzenleyebilir
  • Düz kas hücreleri sinir sistemi ile uyarılmaya depolarizasyon ve artmış kasılma veya hiperpolarizasyon ve azalmış kasılma şeklinde yanıt verir
  • Sinir sistemi pacemaker hücrelerini de düzenleyebilir

  
• Düz kasın elektriksel özellikleri

  • Dokularda lokal olarak üretilen hormonlar ve ligandlar, bazı düz kas plazma membranlarındaki reseptörlere bağlanabilir
  • Bir hormon veya diğer bir ligandın reseptöre bağlanması, plazma zarındaki ligand kapılı Ca++ kanallarının açılmasına neden olur

  
• Düz kasın elektriksel özellikleri

  • Ligand-kapılı Ca++ kanalları ile hücreye geçen Ca++, membran potansiyelinde büyük bir değişiklik oluşmadığıhalde düz kasta kasılmaya neden olabilir
  • Örn., bazı düz kaslarda epinefrin hormonunun reseptörüne bağlanması ile plazma zarındaki G proteinler aktive olur ve kas kasılması gerçekleşir
  • G proteinin α alt birimi, plazma zarında veya SR'de ligand-kapılı Ca++ kanallarını açan hücre içi aracı moleküller üretebilir

  
• Düz kasın fonksiyonel özellikleri


  • Bazı viseral düz kaslar otoritmik kasılmalar gösterir
  • Düz kas gerilmeye yanıt olarak kasılma eğilimindedir, ancak boyunun yavaş bir şekilde uzatılması , boyunun hızlı bir şekilde uzatılmasından daha az yanıt üretir
  • Düz kas, düz kas tonusu olarak adlandırılan sabit bir gerim halindedir, kasın boyu artırılsa bile tonusunu korur
  • Kasın boyu değişmekle birlikte, düz kas tarafından üretilen kasılmanın genliği (amplitüd) sabit kalır
• Bu nedenlerle düz kas, mideve idrar kesesi gibi içi boş organların duvarlarını döşemek üzere oldukça iyi tasarlanmıştır

  
• Mide veya idrar kesesinin hacmi artsa bile, içeriğine uygulanan gerilim sadece biraz artar
• Ayrıca, kalın ve ince bağırsakların hacmi arttığında, besini hareket ettiren kasılmaların genliğinde önemli bir değişiklik oluşmaz