SİNİR KAS İLETİSİ - ÇİZGİLİ KASDA KASILMA Doç.Dr.Fadıl ÖZYENER Fizyoloji AD
Tartışma konuları: Sinirden kasa iletide yer alan yapılar hangileridir? İletimin sinir ucunda neler gerçekleşir? Kas zarının uyarılması nasıl olur? Çizgili kasta moleküler düzeyde kasılma nasıldır?
NÖROMUSKÜLER KAVŞAK Sinir ve kas hücreleri arasında iletişimin gerçekleştiği bölge
İskelet kası hücresi çok çekirdeklidir.
Kas hücresi=kas lifi Multipl nükleus Sarkolemma T-tubulleri Sarkoplasmik retikulum (SR) Sarkoplasm Mitokondri Glikojen ve ionlar Miyofibriller
Miyofibriller: kasılma bölgesi Her kas lifinde birkaç yüz ile birkaç bin arası miyofibril vardır. Her miyofibrilde ~ 1500 miyozin filamenti (kalın) ile 3000 aktin filamenti (ince) bulunur. Miyofibrillerde birbirini izleyen iki Z diski arası sarkomer denir.
Kalın filament (miyozin)
Kalın filamenti oluşturan ortalama 300 miyozin molekülün her birinin sarmal bölümü başla birlikte yana ve dışarıya doğru uzanarak çapraz köprüleri yapar.
Kontraksiyon için enerji gereklidir. ATP (adenozin trifosfat) ın yüksek enerjili bağlarının parçalanarak ADPa yıkılması sırasında açığa çıkan enerji kullanılır.
İnce filament (aktin) Üç farklı proteinden oluşan ince filament ~ 1m uzunluğundadır.
Aktin,tropomiyozin ve troponin alt birimleri
Sarkotübüler Sistem
Yapısal Proteinler Titin proteinleri çok büyük MA ile kas lifini yapısal olarak destekler. Myomezin destekleyici bir yapı olarak M çizgilerini oluşturur. Nebulin ince filamentleri destekler. Distrofin-glikoprotein karması ince filamanları transmembran proteinlere bağlar.
NÖROMUSKÜLER İLETİ İki hücre arasında iletişimin gerçekleştiği bölge = sinirkas kavşağı, sinaps, NMK
Nöromusküler kavşak sinaps çukuru sinaps aralığı (sinaptik yarık) subnöral kıvrımlar
NMK kanalları
Kurbağada sinir-kas kavşağı (EM), [Keynes & Aidley 2001]
Aksiyon potansiyeli ile zarın depolarizasyonu AP akson zarını depolarize ederek terminal membranında yer alan çok sayıda voltaj kapılı Ca +2 kanalını açar.
Hücre dışı sıvıdan (HDS) terminal içine geçen Ca ++ asetilkolin veziküllerinin membran ile birleşip açılmasını sağlar.
Asetilkolin (ACh), Nörotransmiter ACh kas lifini uyarıcıdır. Sentezi için gerekli enerjiyi terminaldeki mitokondriler sağlar. Tek bir sinaptik bölgedeki sinir uçlarında yaklaşık 300 000 asetilkolin vezikülü bulunur (Her biri içersinde ~10 000 Ach molekülü vardır).
Asetilkolin yapımı
Ach membranın Na + geçirgenliğini binlerce kat arttırır.
Asetilkolin ~ 1 ms kas lifi membranıyla temas eder: (lif uyarılması ve AP başlar).
ACh nin etkisizleştirilmesi Sinaptik aralıkta kalan serbest ACh nin küçük bir kısmı sinaps çukurundan dışarıya diffüze olur. Sinaptik aralıktaki asetilkolinesteraz geri kalan AChi, reseptörlere bağlı olanlarla birlikte parçalar ve etkisizleştirir.
Nöromüsküler bağlantıdaki iletiyi etkileyen ilaçlar asetilkoline benzer etki ile kas liflerini uyaran ilaçlar nöromüsküler bağlantıdaki iletiyi önleyen ilaçlar sinir-kas kavşağını uyaran ilaçlar
Asetilkoline benzer etki ile kas liflerini uyaran ilaçlar: Metakolin, karbakol ve nikotin Kas lifinde bu ilaçların etkileri, kolinesterazla parçalanmadıkları ya da çok yavaş parçalandıkları için, birkaç dakikadan birkaç saate kadar devam eder.
Nöromüsküler bağlantıdaki iletiyi önleyen ilaçlar Kürariform ilaçlar olarak bilinen bu grup terminal plaktan kasa impulsların geçişini önler. D-tübokürarin membranı (muhtemelen) reseptör için asetilkolinle yarışarak etkiler.
Sinir-kas kavşağını uyaran ilaçlar Neostigmin ve fizostigmin asetilkolin esterazla birleşerek bu enzimi, geri dönüşümlü olmak üzere, saatlerce inaktive ederler. Diizopropil fluorofosfat asetilkolin esterazı haftalarca inaktive ettiğinden öldürücü bir ilaçtır.
Myasthenia Gravis Otoimmun bir hastalık, görülme sıklığı 1/20 000 dir. Kanda ACh duyarlı Na + iyon kapılarına karşı antikorlar saptanmıştır. Sinirden kas lifine sinyal geçişi yetersizdir. Antikolinesterazlar yararlı olabilir.
İSKELET KASINDA KASILMA
EKSİTASYON- KONTRAKSİYON BAĞINTISI Kas kasılmasını düzenleyen sürecin tümüne uyarılmakasılma bağıntısı adı verilir.
Kas aksiyon potansiyeli İskelet kası liflerinde membran dinlenim potansiyeli -80, - 90 mv Aksiyon potansiyelinin süresi 1-5 ms kadar (kalın miyelinli liflerden 5 kat kadar uzun) İleti hızı 3-5 m/sn dir (kalın miyelinli liflerdeki ileti hızının 1/18 i kadar)
İskelet kasında moleküler kasılma I- Ca +2 un lif içine girmesi ve aktinin bağlanma bölgelerini açması II- Miyozinin aktine bağlanması III- Çapraz köprülerin kürek hareketi IV- ATP nin çapraz köprüye bağlanması V- ATP nin hidrolizi VI- Ca +2 sarkoplazmik retikuluma geri taşınması
Dinlenimde kas Aktin filamentleri üzerindeki etkin bölgeler troponintropomiyozin karması ile kapatılmıştır.
Ca +2 un hücre içine girmesi (I) SR dan serbestleyen Ca +2 iyonları miyofibrillere diffüze olarak troponin C ye bağlanırlar.
Miyozinin aktine bağlanması (II)
Çapraz köprülerin kürek hareketi (III)
ATP nin çapraz köprüye bağlanması (IV)
ATP nin hidrolizi (V) ATP nin hidrolizi ile aktif bölgeden uzaklaşan miyozin başı düşey doğrultuya (dinlenime) geçerken yeniden enerjize olmuştur.
Ca +2 un SR a geri gönderilmesi (VI) SR çeperlerinde bulunan Ca +2 aktif transport pompası sarkoplazmadan Ca +2 u çok hızlı bir şekilde SR un vesiküler boşluklarına geri pompalar.
Ca +2 SR a aktif geri taşınır. SR boşluklarındaki Ca +2 bağlayan kalsikestrin proteini yardımıyla Sarkoplazmik veya Endoplamik Ca +2 ATPaz (SERCA) pompası SR içerisinde sitoplazmaya göre iyonları 10 000 kat daha fazla yoğunlaştırır.
Ryanodine receptor
Çok birimli kasılma
Kaynaklar 1. Review of Medical Physiology, Ed. Ganong WF, 23 rd Ed,2010. 2. Berne & Levy Physiology, Eds: Koeppen BN and Stanton BA; 6 th Ed, 2010 3. Vander İnsan Fizyolojisi, Eds: Widmaier EP, Raff H ve Strang KT; Çev Ed: Demirgören S, 2005. 4. Textbook of Medical Physiology. Eds: Guyton AC., Hall JE, Elsevier Saunders, 11 th Edition 2006. 5. Exercise Physiology. McArdle WD, Katch FI & Katch VL., 2001 6. Principles of Anatomy and Physiology.Eds:Tortora G.J & Grabowski, 9 th Ed John Wiley & Sons Inc., 2000
Söylesem Tesiri Yok Sussam Gönül razı değil FUZULİ