Kas Doku Histolojisi Dr.Sevda Söker
Amaç Kas doku hakkında genel bilgi, İskelet Kası Miyofibriller ve miyofilamanlar Kontraksiyon siklusu Kas iğleri Kalp Kası Düz Kas
Kas Dokusu Morfolojik ve fonksiyonel özellikleri birarada düşünülürse; - Çizgili kas (İskelet) - Kalp kası - Düz kas Kas dokusunun herbir türü onun fizyolojik rolüne uygun bir yapıya sahiptir.
Kas Tiplerinin Kesitleri
İskelet Kası(çizgili kas)
İskelet Kası Oldukça uzun, silindirik, çok çekirdekli 10-100 m çapında demetler halindeki kas liflerinden oluşur. Kas lifleri bağdoku kılıflarıyla çevrili demetler halinde gruplanmış, merkezi bölgeden tutunacakları bölgeye uzanan uzun ve çok çekirdekli sinsityumlar oluştururlar.
İskelet Kası EM ve ışık mikroskobunda enine çizgilenme gösterir. Kasılmaları hızlı, kuvvetli ve istemli ve süreksiz Spinal sinirlerle innervasyonu sağlanır Kas lifinin sarkolemması bir bazal lamina ve satellit hücrelerle sarılmıştır. Sarkolemma, sarkoplazmaya T tübülleri (transvers tübül) denilen parmak benzeri çıkıntılar gönderir
Bazı Terimler Hücre Zarı.Sarkolemma Kas Hücresi...Kas Lifi Stoplazma.Sarkoplazma Düz End.Ret. Sarkoplazmik Retikulum Mitokondrion Sarkozom
İSKELET KASI T tübülleri, sarkoplazmik retikulumunun (SR) membranöz kese veya kanalları ile temas kurar. SR: Yüksek konsantrasyonda Ca ++ içerir. T tübülleri ile birlikte SR un keselerine triad adı verilir. Triad: 2 lateral SR kesesi ve bir T tübül yer alır.
İskelet kasını dışarıdan 3 tane bağdoku kılıfı kuşatır Kas lifi kütleleri düzenli demetler halinde tertiplenirler. Epimisyum: Tüm kası dışarıdan kuşatan sıkı bağdoku tabakasıdır. Bu tabakadan ince bağdoku septaları çıkar. Perimisyum: Epimisyumdan köken alır ve her kas lifi demetlerini veya fasiküllerini çevreler. Endomisyum: Her bir kas hücresini saran, ince retiküler liflerden ve ekstrasellüler matriksten oluşan bir tabakadır.
Bağ doku kılıflarının fonksiyonu. Fonksiyonları; - Kasları birbirine bağlamak, - Kasların serbestçe hareketine izin vermek, - Kas lifinin kasılması ile oluşan mekanik kuvvetlerin iletimini sağlamaktır.
İSKELET KASI Kan damarları bağdokusu içerisinde organa girer ve kas lifleri arasında zengin kesintisiz tipte kapiller ağ oluşturur. Bağ doku kılıflarında lenfatik damarlar da bulunabilir.
İskelet kasının uzunlama kesiti
İskelet kası Sarkoplazmanın % 80 ni mitokondriyonlarla çevrelenmiş miyofibriller oluşturur. Miyofibriller, kontraktil proteinlerin yaptığı iki esas filamandan (aktin, miyozin) oluşur. Aktin, ince filaman, Miyozin, kalın filamandır.
İskelet kası liflerinin düzenlenimi TEM olarak daha detaylı incelenebilir. Uzunlamasına kesiti alınan kas lifleri açık ve koyu bantlar halinde enine çizgilenmeler gösterir. Koyu olarak gözlenen bandlar A- (anizotrop) bandıdır. Açık olarak gözlenen bandlar I- (izotrop:yani polarize ışık altında değişmeyen) bandıdır.
I bandı ortasında koyu bir Z çizgisi ile enine ayrılır. Sarkomer denen yapı bir Z çizgisinden diğerine uzanan kasılabilir en küçük birimdir.
Çizgili Kas Filamanları İnce Filamanlar: 1.0 µm. uzunluğunda, 8 nm. kalınlığındadır Aktin Troponin Tropomiyozin Kalın Filamanlar: 1.6 µm. uzunluğunda,15 nm. kalınlığındadır Miyozin
Sarkomer Yapısı -I İki Z çizgisi arasında yer alan en küçük fonksiyonel birimlerdir. Miyofilaman adı verilen çok sayıda protein tarafından oluşturulurlar.
Sarkomer-II İskelet kasının kasılma birimidir. Her bir sarkomer kalın ve ince filamanlardan meydana gelmektedir. İnce filamanlar 7-8 nm genişliğinde, 1 µm uzunluğunda olup, I bandlarını oluşturmaktadır. Aktine ilaveten troponin, tropomiyozin ve nebulin içerirler. Kalın filamanlar 15 nm genişliğinde, 1.5 µm uzunluğunda olup, A bandı içinde bulunurlar. Miyozine ilaveten kalın filamanlar Titin içerirler. A bandı H bandı denilen açık bir bölgeyle ikiye bölünür. H bandının ortasından M çizgisi geçer. H bandının esas elemanları, fosfokreatin ve (ADP tan ATP oluşumunu katalize eden) kreatin kinaz enzimidir.
İskelet Kası Liflerinin A bandı (Anizotrop) I bandı (İzotrop) Z Çizgisi H bandı M çizgisi Düzenlenimi 1.6 m uzunluğunda, 15 nm. kalınlığındaki kalın filamanlar 1.0 m uzunluğunda, 8 nm. kalınlığında ince filamanlar İnce filamanların tutunduğu yer aktin Myozin moleküllerinin çubuk benzeri kısımlarından,a bandını ikiye böler Kalın filamanlar arasındaki yan bağlantılar
Sarkolemma Stoplazma içerisine invajinasyonlar yapar. Bu invajinasyonlara T tubül adı verilir. Hücre yüzeyindeki kas-sinir bağlantısında başlayan depolarizasyon sinyallerinin tüm hücre boyunca düzenli dağılmasını sağlar. Bu tubül sistemi A-I bileşkelerini sarar.
T-Tubül Sistemi
T tübüllerin önemi Depolarizasyon sinyali kas içinde T tübül aracılığıyla dolaşır. Bir aksiyon potansiyeline cevap olarak aksondan asetilkolin serbestleşir, plazma membranından diffüze olur ve sarkolemmadaki R ne bağlanır. Her triadda depolarizasyon sinyali SR a iletilir, Ca +2 serbestlenir ve kontraksiyon dizisini başlatır.
Sarkoplazmik Retikulum Ca +2 depolar. T tubüle komşu karşılıklı iki kenarı genişleyerek terminal sisternaları yapar. T tubül +Terminal Sisternalar:Triad Glikojen depolar.
Sarkoplazmada Bulunan Diğer Elemanlar Glikojen: Bol miktarda kaba granüller olarak bulunur.kasılma için gerekli enerjiyi sağlar. Miyoglobin: O 2 ni bağlayan pigmenttir. Kasın rengini verir.
Kasılma Mekanizması
Kasılma Mekanizması Kasılma temel olarak (thin)aktin filamanlarının miyozin(thick) filamanı üzerinde kayması ile oluşan sarkomerin boyunun kısalması işlemidir. Bu işlem miyozin filamanlarının çapraz köprüleri ile aktin filamanlarının etkileşimi sonucunda ortaya çıkar.
Sarkomerin farklı fonksiyonel aşamalardaki durumu
İskelet kasının kasılma mekanizması: 1- Kas kasılması esnasında kalın ve ince filamanların uzunlukları değişmez. 2- Sarkomerin uzunluğu azalır, çünkü ince ve kalın filamanlar birbirleri üzerinde kayarlar.(h zonu ve I bandının boyutu azalır)**** 3- Kasılma kuvveti bir tip filamanın diğer tipin komşu filamanlarına hareketiyle oluşturulur.
Kasılma mekanizması
İskelet Kas Lif Tipleri Kırmızı lifler Beyaz Lifler Ara Lifler
İskelet kası lifi tipleri Yapısal, histokimyasal ve biyokimyasal özelliklerine göre kas lifleri; 1. Kırmızı lifler = tip I (yavaş), 2. Beyaz lifler = tip II (hızlı) ve 3. İntermediyet lifler olmak üzere üçe ayrılırlar.
İskelet Kas Lif Tipleri Süksinik dehidrojenaz ve Nikotinamid adenin dinükleotidtetrazolium (NADH-TR) reaksiyonları ile ortaya konur.
İntermediyet lifler Kırmızı ve beyaz lifler arasında özellik gösterir. İnsan iskelet kaslarında genellikle üç tip lif karışık olarak bulunur ve baskın lifin özelliğine göre yavaş ya da hızlı kasılır. Histokimyasal olarak bu lifleri ayırt etmek için mitokondriyal enzimler (örn. ATPaz) aranır. Mitokondriyonun çok ya da az oluşuna göre tipler saptanır.
Kas İğcikleri(mekikleri) Kaslarda ve tendonlardaki kapsülalı sinir reseptörleri kasın gerilme derecesini belirlerler. Kas iğcikleri çizgili kas içinde lokalize olmuş spesifik gerilme reseptörleridir. Bu iğcikler spindle cell olarak isimlendirilen iki tip modifiye kas hücresi ve sinir sonlanması içerirler. Her iki tip modifiye kas hücresi internal kapsül ile çevrelenmiştir. Dıştaki eksternal kapsül ile arasındaki boşluk sıvı ile doludur.
Kas iğciği Kasın boyunda oluşan değişiklikleri (gerilmeyi) izleyen, kapsüllü, proprioseptör.
Golgi Tendon Organı Ekstrafüzal kas lifleriyle birlikte seriler halinde yerleşen golgi tendon organları da iskelet kasının gerginliği veya kontraksiyonu hakkında bilgi verir. Kas kasılmasının yoğunluğunu izleyen proprioseptördür.
Satellit hücreler Kasların bakım, onarım ve erişkinlerde regenerasyonunda rol alan hücre grubudur. Erişkinde mitotik açıdan sakin olmalarına rağmen stress veya travma karşısında mitozu tekrar başlatabilirler.
Satellit hücreler Kas lifinin bazal laminası ile sarkolemması arasında yerleşik kök hücrelerdir.
Satellit hücreler Bazal lamina sabit kalmak koşuluyla, myoblastlar bazal lamina içinde, birbirleri ile birleşirler. Bazal lamina bozulmuş ise; fibroblastlar, skar dokusu oluşturarak hasarlı alanı tamir eder.
Kalp Kası
Kalp Kası Kalp kası hücreleri 15-30 µm çapında, 80µm uzunluğundadır. Komşu hücreler ile ilişki kurarlar ve dallanırlar. İnterkalat disklere sahiptirler. Merkezi yerleşimli soluk boyanan tek bir nükleusa sahiptirler. Çok miktarda mitokondrion içerirler. Triad yerine diad yapısı vardır.
Kalp kası II Hücre membranı iskelet kasından farklılıklar gösterir: 1- T tübülleri Z diskleri hizasında bulunur ve iskelet kasındakinden daha geniştir. 2- Sarkoplazmik retikulum, iskelet kasındaki kadar yaygın değildir. 3- Diadlar; kalp kası için tipiktir. Bir diad, sadece bir sarkoplazmik retikulum sisternasıyla etkileşen bir T tübülünden oluşur.
Kalp kası III Kalp kasında mitokondriyonlar, iskelet kasındakinden daha yoğun olarak bulunurlar ve çok sayıda krista içerirler. Kalp kasını diğerlerinden ayıran tek tipik özellik, düzensiz aralıklar ile kalp hücrelerinin oluşturduğu zincirleri çaprazlayan koyu boyanan enine çizgilerin bulunmasıdır. Diskus interkalaris denilen bu yapı, komşu kalp kası hücreleri arasında bulunan oldukça kompleks bağlantılardır.
İnterkalat diskler: Kalp kası hücreleri özelleşmiş bağlantı kompleksleriyle uç uca bağlanırlar. Bu bağlantı yeri olan interkalat diskler, basamak benzeri tertiplenim gösterirler. Enine bölüm, lifleri dik açı ile çaprazlayanlar, lateral bölüm ise miyofilamanlara paralel uzanan kısımlardır. Disk içinde üç temel bağlantı yapısı vardır: - Zonula (fasya) adherens - Makula adherens (desmozom) - Gap junction (nekzus)
Zonula adherens Diskin transvers bölümünde en çok bulunan birleştirici komplekstir. Terminal sarkomerlerin aktin filamentleri için bağlanma yeridir. Z çizgisinin analogudur.
Desmozom Transvers bölümlerde bulunur. Kalp hücrelerini birbirlerine bağlar. hücrelerin birbirlerinden ayrılmalarını önler.
Gap junction Diskin lateral bölümünde,uzunlamasına lokalizedir. Komşu hücreler arasındaki iyonik haberleşmeyi sağlar. Önemi; zincirdeki her bir hücrenin, bir sinsisyum gibi davranmasını sağlamaktır. Böylece kasılma sinyali, dalga şeklinde hücreden hücreye geçer.
Kalp Kası kesiti
Kalbin ileti sistemi Kalbin ileti sisteminin terminal lifleri özelleşmiş, glikojenden zengin, Pürkinje lifleridir. Kontraktil liflerle kıyaslandığı zaman daha geniş, soluk boyalı ve daha az miyolif içeren liflerden oluştuğu görülmektedir.
Kalp kasının diğer özellikleri İstemsiz kasılırlar; (ritmik ve spontan) Sinus düğümü, uyarının başladığı yerdir. Purkinje lifleri (özelleşmiş kalp kası hücreleri) ile iletilir. Motor innervasyonu yoktur; motor son plak bulunmaz. Otonomik sinirler ekstrasellüler ortamda sonlanır ve kalp hızını etkiler.
Kasılma mekanizması İskelet kası ile aynıdır. Kasılma için gerekli enerji kaynakları - Mitokondriyonlar (oksidatif fosforilasyon) - Bir miktar glikojen ile (anaerobik glikoliz), ancak daha fazla trigliseritlerden - Miyoglobinden zengin Kasılma için gerekli olan kalsiyum; SR ve eksternal lamina ve ekstrasellüler ortamdan Ca +2 -Na + kanalları ile sağlanmaktadır.
Kalp Kasının Yenilenmesi: : Kalp kası, tahrip edici etkenlere karşı diğer kas türlerine göre daha dayanıklıdır fakat, tahribat sonrasında çok az yenilenebilme özelliğine sahiptir. Yenilenme, fibröz bağ dokusu tarafından yapılır ve geride skar (nedbe) dokusu kalır.
İskelet ve Kalp kasının karşılatırılması
Düz Kaslar
Düz kas Vücutta; GİS duvarlarında, safra kesesinde, üreterde, mesanede (vesica urine, solunum yollarında, uterusta ve kan damarlarının etrafında yapraklar veya demetler halinde bulunur. Enine çizgilenme göstermeyen ve istemsiz kasılan kas dokusu tipidir. Düz kas; merkezi yerleşimli ve tek nukleusa sahip mekik şekilli hücrelerden oluşur. Düz kas hücreleri bazal lamina ve retiküler lif ağı (eksternal lamina) ile çevrilidir.
Mekik şeklindedirler, Tek çekirdeğe sahiptirler. Miyofibrilleri enine çizgilenme göstermez. Düz kasta filamentler üst üste gelmediğinden, çizgilenme görülmez Kan damarları ve uterusdaki düz kaslar bol miktarda Tip-I kollajen ve elastin salgılarlar. Düz Kaslar
Düz kastaki kasılma birimi, sarkomer değil hücrenin kendisidir çünkü, düz kasta sarkomer bulunmaz. Düz kasların kasılma şekli, değişik tipte kayan filament yapısındadır.
Düz kas,kafes şeklinde kalın miyozin filamanları, ince aktin filamanları, desmin ve vimentinden oluşan ara filamanları içerir. Sitoplazmik ve α-aktininden zengin plazma membranıyla birleşmiş yapılar içine giren aktin ve ara filamanlara yoğun cisim denilir.
Dence body Düz kaslarda 2 tip yoğun cisim görülür: 1- Membrana bağımlı yoğun cisim, 2- Sitoplazmik yoğun cisimdir. Her ikiside α-aktinin içerir ve bu yüzden çizgili kasların Z bandlarına benzer. İnce ve kalın filamanlarının her ikisi de birbirine yakın düz kas hücrelerine kasılma gücünü taşıyan yoğun cisimlerin içine sokulurlar ve retiküler lif ağı ile çevrilidirler.
Düz kas hücrelerinde; Sarkoplazmik retikulum iyi gelişmemiştir. T-tübül sistemi yoktur. Sarkomer yapısı bulunmaz. Hücreler arasında Gap -Junction tipi bağlantılar mevcuttur.
Düz kas Kaveola (çöküntü): Plazma membranı invaginasyonlarıdır. Depolarizasyon sinyallerini az gelişmiş sarkoplazmik retikuluma geçiren primitif T tübül sistemi gibi görev yapar. Düz kas hücreleri birbirlerine oluklu bağlantılarla (gap junction) bağlanırlar. Oluklu bağlantılar düz kasların senkronize kontraksiyonuna izin verirler.
Düz kas özellikleri-özet İnce filamentler: aktin ve tropomiyozin, Kalın filament: miyozin, Troponin bulunmaz. Sarkomer yapısı yok. Yoğun cisimler α-aktinin yapısında, Z diski görevi yapar. Miyofilament demetleri, hücre boyunca birbirlerini oblik olarak çaprazlayarak, kafes şeklinde bir ağ oluştururlar. Düz kasın aktin ve miyozini, çizgili kastakiler gibi, kayıcı filamentler mekanizmasına benzer şekilde kasılırlar.
Düz Kasın Kasılma Mekanizması Düz kas hücrelerinde Troponin yerine Ca 2+ bağlayan bir protein olan kalmadulin bulunur. Ca 2+ kalmodulin e bağlanır. Ca- kalmodulin kompleksi kaldesmona bağlanır Bu bağlantı miyozin kinaz enzimini aktive eder. Miyozin kinaz enzimine yanıt olarak miyozin hafif zinciri fosforile olur. Miyozin aktine bağlanarak kasılma başlar.
Düz Kasın gevşemesi İntraselüler Ca 2+ konsantrasyonunun belirli bir değerin altına düşmesi, Miyozin fosfatazın, fosforile hafif zinciri defosforile etmesi ile kasılma sona erer.
Düz Kas Hücrelerinde Rejenerasyon Düz kas hücreleri, yaralanmalardan sonra mitotik aktivite geçirirler. Aynı zamanda düzenli bir şekilde yinelenen hücre popülasyonu içerirler. Uterusdaki düz kas hücreleri menstrüal siklus ve gebelik esnasında prolifere olurlar. Bu aktiviteler hormonal kontrol altındadır.