Başkent Üniversitesi Tıp FakültesiBaşkent Üniversitesi Tıp FakültesiBaşkent Üniversitesi Tıp Fakültesi Fizyoloji Anabilim Dalı
Başkent Üniversitesi Tıp Fakültesi Fizyoloji Anabilim Dalı
İ İ İİ İ İKAS FİZYOLOJİSİDüz Kas
KAS FİZYOLOJİSİDüz Kas
D Si CANAND Si CANAN
Düz KasDüz Kas
Dr. Sinan [email protected]
www sinancanan net
Dr. Sinan [email protected]
www sinancanan netwww.sinancanan.netwww.sinancanan.net
Düz KasDüz Kas
K l kKalp kası
İ k l kİskelet kası
Düz kasDüz kas
Düz KasDüz Kas
Düz kas: Genel ÖzelliklerDüz kas: Genel Özellikler
• Uyarılma
• Elektriksel bağlantı
• Hormonlarla uyarılma• Hormonlarla uyarılma
• Parakrinlerle uyarılma
• Farklı reseptör tipleri
• Biçim• Biçim
• İğ şeklinde hücreler
• Zar çukurları (caveola)
• Daha uzun aktin ve miyozin zincirleri• Daha uzun aktin ve miyozin zincirleri
Düz kas: Genel Özellikler – “Caveola”Düz kas: Genel Özellikler – “Caveola”
Düz kas: Genel ÖzelliklerDüz kas: Genel Özellikler
Düz kas hücresi
Otonom Sinir
Düz Kas: Genel ÖzelliklerDüz Kas: Genel Özellikler
• Homeostatik rol
• Sıvıların kontrolü
• Sfinkterler
• Tonik kasılmalar
• Tüpsü yapılarda• Tüpsü yapılarda
• Ürün hareketinde
k l• “Kas iskeleti”
• Yavaş kasılmalar
• Az yorulur
• Düşük O2 kullanımıDüşük O2 kullanımı
Düz kas: Genel ÖzelliklerDüz kas: Genel Özellikler
T k bi i li dü k l ( i l)• Tek birimli düz kaslar (viseral)
• Barsaklar, uterus
• Geçit bağlantılarıyla uyarı geçişi
• Eferent sinyaller kasılmayı “düzenler”
• Çok birimli düz kaslar
• İris ve büyük arterlerdeİris ve büyük arterlerde
• Her hücrenin ayrı innervasyonu vardır
• Hızlı kasılırlar• Hızlı kasılırlar
• Ara form: Hücrelerin %20-30 kadarı sinir alır.
Düz Kas: İskelet Kası ile KarşılaştırmaDüz Kas: İskelet Kası ile Karşılaştırmaş şş ş
Düz kas: KasılmaDüz kas: Kasılma
Düz kas: KasılmaDüz kas: Kasılma
Düz kas: KasılmaDüz kas: Kasılma
Düz kas: KasılmaDüz kas: Kasılma
Düz Kasta Uyarılma-KasılmaDüz Kasta Uyarılma-Kasılmayy
Riti dü k hü l i
Ritim potansiyeli ile üretilen kendiliğinden aksiyon
llRitim yapıcı düz kas hücreleri potansiyelleri
Aksiyon potansiyellerinin yayılmasıy y
Ritim oluşturmayandüz kas hücreleri
Geçit bağlantıları(gap junctions)
Düz Kas Kasılma MekanizmasıDüz Kas Kasılma Mekanizması
Düz Kas Gevşemesinin MekanizmasıDüz Kas Gevşemesinin Mekanizmasışş
Düz Kasta Kasılma – Hücre içi Ca2+ derişimi artışıDüz Kasta Kasılma – Hücre içi Ca2+ derişimi artışıHormon veya
transmitterVoltaj kapılı
Ca2+
DÜZ KAS HÜCRESİ
Ca2+
Ca2+
Reseptör
Voltaj kapılı kalsiyum kanalı
DÜZ KAS HÜCRESİ
Amaç:Ca2+
Ca2+
[Ca2+] ↑PIP2 Hormon veya
transmitter
Amaç:
IP3 Reseptör
transmitter
Ca2+
Ca2+Ca2+
Ca2+
Sarkoplazmikretikulum
Ca
Ligand kapılı Ca2+
Ca2+
Ca2+
g pkalsiyum kanalıPLC: Fosfolipaz C
PIP2: Fosfoinozitol difosfatIP3: İnozitol Trifosfat
Ca2+
CaCa2+
Düz Kasta Kasılma – Hücre içi Ca2+’un azaltılmasıDüz Kasta Kasılma – Hücre içi Ca2+’un azaltılması
DÜZ KAS HÜCRESİ
Ca2+
DÜZ KAS HÜCRESİ
Amaç:Ca2+
Ca2+
[Ca2+] ↓Ca2Amaç:
Ca2+
C 2+
C 2+
Ca2+Ca2+ Ca2+Ca2+
Ca2+
ATP
Ca2+
Ca2+Ca2+
Ca2+
Ca2+
L.K.K.K
V.K.K.K
Sarkoplazmikretikulum
Ca2+
C
Düz Kasta Uyarılma-KasılmaDüz Kasta Uyarılma-Kasılmayy
Düz KasDüz Kas
NO – Nitrik Oksit ve Düz Kas GevşemesiNO – Nitrik Oksit ve Düz Kas GevşemesişşIP3K+
L Arjinin cGMPATPL-Arjinin
NOSCa2+
cGMPATP Ca2+
NO Guanilatsiklaz
L-sitrülin S.R.GTP
Sinir sonlanmasıHedef hücreHedef hücre
(kas)
Düz Kasta Gerim / Ön-yük İlişkisiDüz Kasta Gerim / Ön-yük İlişkisi
Ge i
y şy ş
2.5Gerim
toplamGergi
1.5
2.0
L 0K
Ge gi
Uyarıcı
1.0
0pasifKas
Gü i i
0.0
0.5aktif
Güç çevireçi(transducer)
0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2Kas uzunluğu / ön-yük
Düz Kasta Gerim / Ön-yük İlişkisiİskelet Kası İle KarşılaştırmaDüz Kasta Gerim / Ön-yük İlişkisiİskelet Kası İle Karşılaştırmaş şş ş
Aktif gerim
Düz kasDüz kasİskeletkası
L0uzunluk
kası
uzunluk
Düz Kasta Kuvvet-Hız İlişkisiDüz Kasta Kuvvet-Hız İlişkisişş
100
Hız, %V0
V0
80
100 0
40
60
İzometrikkasılma
0
20kasılma
0 20 40 60 80 100Yük (% maks.)
Düz Kasta [değişken] Kuvvet-Hız İlişkisiDüz Kasta [değişken] Kuvvet-Hız İlişkisi[ ğ ş ] ş[ ğ ş ] ş
Hız (% V0) [1]8
10Hız (% V) [1]
80
100 1
2 4
6
8
60
80
34 0
2
412345
4045
00 20 40 60 80 100
Yük (% maks [1])
0
20
0 20 40 60 80 100Yük (% maks [1])
İnsan Vücudundaki En “Güçlü” Kas?İnsan Vücudundaki En “Güçlü” Kas?çç
?
Düz Kasta Kuvvet ÜretimiDüz Kasta Kuvvet Üretimi
[Ca2+]Kuvvet
Kasılma hızı veÇapraz köprü fosforlanmasıp p
U aranUyaran
Zaman
Kasılmada Enerji KullanımıKasılmada Enerji Kullanımıjj
Düz kas ve iskelet kasında enerji kullanımı farklıdır
Düz kasın etkinliği düşüktür(ATP başına yapılan mekanik iş)
Düz kas daha ekonomiktirDüz kasta miyozinin ayrılma hızı(ATP başına yapılan mekanik iş)
İskelet kasında %40Düz kasta %15-20
Düz kasta miyozinin ayrılma hızı düşüktür. Dolayısıyla az ATP ile fazla güç elde edilir.
Düz kas hız yerine gücü korumakDüz kas, hız yerine, gücü korumak için özelleşmiş bir kas dokusu tipidir
Düz Kasta Kasılma BiçimleriDüz Kasta Kasılma Biçimleriçç
Sfi kt lSfinkterler
lü Damarlar
Hava yollarıGüc
üılm
a G
Mide veBarsaklarK
ası
Yemek borusuİd k iYemek borusuİd k iİdrar kesesiİdrar kesesi
Zaman
Düz Kasta İşlevsel AdaptasyonlarDüz Kasta İşlevsel Adaptasyonlarş p yş p y
Hi l i ( li i l)• Hiperplazi (gelişimsel)
• Hücre sayısında artış
• Hipertrofi
• Telafi edici (kompensatuvar) hipertrofi
• Hücresel hipertrofi (poliploid hücreler)
• Salgı işlevi: Salgı işlevi:
• Kollajen, elastin, proteoglikanlar…
• Bağ doku oluşturma yeteneği• Bağ doku oluşturma yeteneği
Özet: Üç Kas Tipinin KarşılaştırılmasıÖzet: Üç Kas Tipinin Karşılaştırılmasıç p ş şç p ş şİskelet Kası Düz Kas Kalp Kası
Mikroskobik Çizgili Düz Çizgili
Lif düzenlenmesi Sarkomerler Demetler Sarkomerler
Lif proteinleri Aktin, miyozin, troponin ve t i i
Aktin, miyozin ve tropomiyozin
Aktin, miyozin, troponin ve t i itropomiyozin tropomiyozin
Kontrol İstemli İstemsiz İstemsiz
Sinirler Somatik motor Otonom Otonom
Hormonal etki Yok Bir çok hormon Epinefrin
Yer Hareket sistemi ve bazı sfinkterler
Organ duvarları, tübüler yapılar, sfinkterler
Kalp
sfinkterler
Morfoloji Çok çekirdekli, büyük, silindirik
Çok çekirdekli, iğ biçimli, küçük
Daha kısa ve dallı lifler
İç yapı T tübül ve S R T tübül YOK; S R T tübül ve S Rİç yapı T-tübül ve S.R.“triad”lar
T-tübül YOK; S.R. minimum
T-tübül ve S.R.“diad”lar
Kasılma hızı En hızlı En yavaş Orta
Tek lif kasılma gücü Hep veya hiç Dereceli DereceliTek lif kasılma gücü Hep veya hiç Dereceli Dereceli
Kasılma başlangıcı Motor nöron Otoritmik olabilir Otoritmik
B i t t i . . . B i t t i . . .
S o r u l a r ?
☺☺
Düz Kas – İçi Boş Organlarda BasınçDüz Kas – İçi Boş Organlarda Basınçç ş g çç ş g ç
• P: Organın iç basıncı
Tg ç
• T: Duvar gerimi
• r: Organın yarıçapı
PPLaplace YasasıLaplace Yasası
P =P =2T2T
r
P P rrr
Düz Kas – İçi Boş Organlarda BasınçDüz Kas – İçi Boş Organlarda Basınçç ş g çç ş g ç
100Gerim (T), N.m-1 Basınç(P), N.m-2 -2
400 100Hacim (V), ml Basınç (P), N.m
80
100
80
100
300
400
80
100
60
40
60V = 200 ml200
40
60
20
40
20
40V = 400 ml100 20
40
0 00 5 10 15 20 25 30
Zaman (s)
0 00 5 10 15 20 25 30
Zaman (s)Zaman (s) Zaman (s)
Eş-hacimli (izovolumetrik) durumVerilen bir duvar geriminde, oluşan
Değişken HacimdeVerilen bir duvar geriminde, g
lümen basıncı değişimi hacme bağlıdır.
g ,oluşturulan basınç değişimi hacim küçüldükçe artar.