Düz Kas Fizyolojisi ve Tipleri

Düz Kas Fizyolojisi

• Düz kas lifleri 1-5 μm çap ve 20-500 μm boyda küçük liflerden oluşur.
• Düz kasların lif çapı iskelet kasından yaklaşık 30 kat daha küçüktür.
• Düz kaslarda çizgili yapı bulunmaz.
• Kasılma için aktin ve miyozin içerirler, ancak düzenlenmeleri farklıdır.

Düz Kas Tipleri

• Her organın düz kası kendine özgüdür.
• Farklı organların düz kasları fiziksel boyut, organizasyon, uyaranlara yanıt ve innervasyon açısından değişiklik gösterir.

Üniter Düz Kas (Single-Unit Myogenic)

• Üniter düz kaslarda hücreler birlikte kasılır ve yüzlerce/binlerce hücreden oluşan bir kütle halinde hareket eder.
• Üniter düz kasların lifleri demetler halinde düzenlenmiştir ve hücre zarları birçok noktada birbirine bağlıdır.
• Hücre membranları, iyonların serbestçe geçmesine izin veren ve senkronize kasılmayı sağlayan yapılar olan gap junction'lar içerir.
• Üniter düz kaslar sinsityal düz kas olarak da bilinir.
• Barsak, safra kanalları, üreterler, uterus ve kan damarları viseral düz kaslara örnektir.

Çok Birimli Düz Kas (Multi-Unit Neurogenic)

• Çok birimli düz kaslar ayrı liflerden oluşur.
• Her lif birbirinden bağımsız olarak çalışır ve her lif genellikle tek bir sinir ucu tarafından innerve edilir.
• Liflerin dış yüzeyleri, iskelet kasına benzer şekilde, onları ayıran ince bir bazal membran ile kaplıdır.
• Bağımsız kasılma yetenekleri ve sinirsel kontrol ile karakterizedir.
• Viseral düz kasların kontrolü genellikle sinirsel olmayan uyaranlarla gerçekleşir.
• Gözdeki siliyer kas, iris kası ve piloerektör kaslar çok birimli düz kaslara örnektir.

Düz Kas Kasılmasının Kimyasal Temeli

• Düz kas aktin ve miyozin içerir.
• Düz kaslarda troponin yoktur.
• Kasılma Ca+2 ile aktive olur.
• Düz kasın kasılma süresi ve kasılmada kullanılan enerji miktarı da farklıdır.

Düz Kas Kasılmasının Fiziksel Temeli

• Düz kasta iskelet kasındaki gibi aktin ve miyozinin çizgili düzenlenmesi bulunmaz.
• Aktin filamentleri yoğun cisimlere (Z-disklere benzer) bağlanır.
• Bazı yoğun membran cisimleri, bitişik hücreleri protein köprüleri(gap junction) aracılığıyla birbirine bağlar.
• Kasılma gücü esas olarak bu bağlantılar yoluyla bir hücreden diğerine aktarılır.
• Miyozin çapı, aktin filamentlerinin çapının iki katından fazladır.
• Miyozin filamentleri 5 ila 10 kat daha fazla aktin filamentine sahiptir.
• Düz kasın kasılabilir birimi iskelet kasına benzer olsa da yapısal düzenliliği yoktur.
• Düz kasın yoğun cisimleri, iskelet kasındaki Z diskleri ile aynı işlevi görür.
• Miyozin filamentleri "yan kutuplu" çapraz köprülere sahiptir.
• İskelet kasları %30 oranında kısalırken, düz kaslar bu kısalmayı %80'e kadar çıkarabilir.

Düz Kas ve İskelet Kası Kasılmasındaki Farklar

• Düz kasın miyozin çapraz köprü döngüsünün hızı, iskelet kasının hızının 1/10 ila 1/300'ü kadardır.
• Düz kasta çapraz köprülerin aktine bağlanma süresi daha uzundur.
• Çapraz köprü başları, iskelet kasına göre daha düşük ATPaz aktivitesine sahiptir.
• Düz kaslar enerji verimliliği, kasılmanın yavaşlığı ve artan kasılma kuvveti nedeniyle fayda sağlar.
• Tonik kas kasılmalarını uzun süre devam ettirebilir.

Düz Kasta Gerekli Enerji

• Düz kas kasılması için gereken enerji, iskelet kasının kasılması için gereken enerjinin 1/10 ila 1/300'ü kadardır.
• Bu, çapraz köprü döngüsünün yavaşlığından ve döngü başına yalnızca bir ATP molekülünün gerekli olmasından kaynaklanmaktadır.

Düz Kasta Kasılmanın Yavaşlığı

• Düz kas, uyarılmadan yaklaşık 50-100 ms sonra kasılmaya başlar, 0,5 saniyede maksimum kasılmaya ulaşır ve 1-2 saniye sonra gevşer.
• Toplam kasılma süresi 1-5 saniyedir, bu süre iskelet kasındakinden yaklaşık 30 kat daha uzundur.
• Bazı düz kas türlerinin kasılması 0,2 saniye kadar sürerken, bazılarınınki 30 saniye kadar sürebilir.
• Düz kasta kasılmanın uzun sürmesi, çapraz köprülerin ayrılmasındaki yavaşlıktan kaynaklanmaktadır.

Düz Kasta Kasılmanın Gücü

• Düz kasın maksimum kasılma gücü iskelet kasından daha fazladır.
• İskelet kasının gücü 3-4 kg/cm² iken düz kasın kasılma gücü 4-6 kg/cm²'dir.
• Düz kaslardaki büyük kasılma kuvveti, miyozin çapraz köprülerinin aktine daha uzun süre tutunmasından kaynaklanır.

"Mandal" Mekanizması

• Mandal mekanizması, bir düz kas tam olarak kasıldıktan sonra, aktivasyon seviyesi ilk seviyesinin altına düşse bile, kasılma gücünü koruyabildiği zaman ortaya çıkar.
• Mandal mekanizmasının önemi, düz kasın az enerji kullanarak saatlerce tonik kasılmayı sürdürebilme yeteneğinde yatar.
• Kasılmalar için yalnızca az miktarda sinirsel veya hormonal uyarı gereklidir.

Mandal Fenomeni

• Mandal fenomeniyle ilgili çeşitli mekanizmalar vardır.
• Mandal fenomenini etkileyen en basit mekanizmalardan biri, MLCK ve miyozin fosfataz enzimlerinin aynı anda aktivasyonudur, bu da miyozin başlarının döngü frekansını ve kasılma hızını artırır.
• Enzim aktivasyonu azaldıkça döngü frekansı da azalır, ancak bu enzimlerin inaktivasyonu çapraz köprülerin uzun süre ayrılmasını engeller ve bu da daha fazla sayıda aktin filamentine bağlı başla sonuçlanır.
• Aktine bağlı başlar gerilimi korur veya "kenetlenir", bu da kas tarafından kullanılan enerji miktarını azaltır.
• ATP, yalnızca baş aktinden ayrıldığında kullanılır.

Düz Kasta Stres-Gevşeme

• Düz kasın stres-salınım özelliği, boşluklu organların uzatıldıktan veya kısaltıldıktan sonra orijinal kasılma güçlerine geri dönmesini sağlar.
• Örneğin, mesanenin dolumu düz kas gerginliğini ve basıncı artırır, ancak 15-60 saniye sonra gerginlik azalır ve basınç orijinal seviyesine döner.
• Tersine, hacim aniden azaldığında birkaç saniye/dakika içinde orijinal seviyesine yükselir.
• Bu sistem, organlardaki basıncın hacimdeki değişikliklere rağmen sabit kalmasını sağlar.

Kasılmanın Kalsiyum (Ca+2) ile Düzenlenmesi

• Düz kas kasılması için gerekli ilk adım Ca+2 konsantrasyonunda bir artıştır.
• Bu artış, sinir veya hormon uyarılması, gerilme veya kimyasal değişiklikler gibi farklı faktörler yoluyla ortaya çıkabilir.
• Düz kaslarda, troponin bulunmaz.

Kalsiyumun Kalmodulin ile Bağlanması

• Düz kaslardaki troponinin yerini kalmodulin alır.
• Kalmodulin, miyozin çapraz köprülerini aktive eder.
• Bu aktivasyon şu sırayla gerçekleşir; Kalsiyum iyonları kalmoduline bağlanır.
• Kalmodulin-Ca 2+ kompleksi, miyozin kinazı (MLCK) aktive eder.
• MLCK, miyozin başının hafif zincirlerinden birini fosforile eder, bu da miyozin başının aktinle etkileşime girmesini ve kasılmaya başlamasını sağlar.

Düz Kasların Sinirsel ve Hormonal Kontrolü

• İskelet kaslarının aksine, düz kas çeşitli sinyallerle aktive edilebilir.
• Bu sinyaller arasında sinir uyarıları, hormon uyarımı ve gerilme bulunur.
• Düz kas hücrelerindeki reseptör çeşitliliği bu çok yönlü kontrolü sağlar.

Sinir-Kas Kavşağı

• Düz kasta iskelet kasında olduğu gibi oldukça organize bir sinir-kas kavşağı bulunmaz.
• Bunun yerine, otonom sinir lifleri kas dokusuna yayılır.
• Bu sinir lifleri, doğrudan düz kas hücre zarlarına temas etmezler.

###Transmiter

• Transmitterler, sinaptik boşluğa salınır. Sinaptik boşlukta matrise salınır.
• Sinir lifleri yalnızca dış katmanları innerve eder ve kas stimülasyonu bu dış katmandan iç katmanlara iletici madde difüzyonu yoluyla yayılır.
• Aksiyonlar, motor son plaklarda bulunan dallanmaya benzemeyen varikozitlere sahiptir. Bu varikozitler, sinir impulslarını iletmekten sorumludur.

Varikoziteler

• Onun yerine aksonlar eksenleri üzerindeki çok sayıda şişlikle (varikozitler) karakterizedir.
• Varikoziteler, transmiter içeren veziküller içerir.
• Temas kavşakları olarak bilinen bazı varikoziteler, 20-30 nm aralığında bir ayırma mesafesine sahiptir.

Eksitatör ve İnhibitör Transmiterler

• En önemli iletici maddeler asetilkolin (ACh) ve norepinefrindir (NE).
• Aynı sinir lifi hem Ach hem de noradrenalin salgılamaz.
• Ach bazı organlarda düz kas liflerini uyarırken, bazılarında inhibe eder.
• Bir kas lifi Ach tarafından uyarılıyorsa, genellikle NE tarafından inhibe edilir ve bunun tersi de geçerlidir.
• Bazı reseptörler uyarıcıdır ve diğerleri inhibe edicidir.

Aksiyon Potansiyeli(AP)

• Düz kasın istirahat potansiyeli genellikle -50 ile -70 mV arasındadır.
• AP, iskelet kasındakinden 20-30 mV daha pozitiftir.
• Üniter viseral kaslardaki AP, iskelet kasındaki AP'lere benzer şekilde meydana gelir.
• Çok birimli düz kas liflerinin çoğu, aksiyon potansiyelleri yaşamaz.
• Viseral düz kas, iki şekilde oluşur(sivri(dikensi) potansiyeller ve platolu aksiyon potansiyelleri)

Sivri Uçlu(Dikensi) Potansiyeller

• Üniter düz kasta, iskelet kası gibi keskin eylemler mevcuttur. Dalga AP'ler meydana gelir.
• 10 ila 50 milisaniye sürer.
• Elektrik enerjisi, hormonlar, sinirler, ileti maddeleri, kas gerginliği ve diğerleri bu durumun nedeni olabilirler.

Platolu Aksiyonel Potansiyeller

• Platolu AP'nin başlangıcı tipik sivri poansiyel ile aynıdır.
• Kas liflerinin membranı onarımları 100 ms ila 1000 ms sürer.
• Uterusta bu lifler nedeniyle daralma yavaşlar.

Aksiyon Potansiyelleri

• Düz kaslar daha fazla voltaj kapılı Ca+2 kanallarına ve daha az Na+ kanalına sahiptir.
• Bu nedenle düz kaslarda AP oluşumunda Na+'nin katkısı azdır.
• Ca+2 kanalları yavaş açılır ve uzun süre açık kalır.
• Düz kas telinin çoğalması bu duruma neden oluyor.

Yavaş Dalga Potansiyelleri

• Bazı kaslar kendilerini yeniden oluşturabilirler.
• Bu durum, membranın yavaş dalgalanmaya neden olmasına neden oluyor.
• Yavaş başlayan dalgalar ATP ile başlayarak kendilerini onarırlar.
• Bu dalgalar -60 mV den -35 mV'a yükselttiklerinde kasılma doğar.

Gerilme ile Uyarı

• Viseral tek birim tel de geriye doğru bükülür ve gerginleştikten sonra kendiliğinden bir ATP üretebilir.
• Bir gerilmede azalma meydana gelir ve daha negatif olsan telde tekrar bir pozitiflik oluşur.
• Tel de her tür uyarana otomatik tepki vererek kendisini iyileştirir
• Bir kasın iç basıncı zamanla dolan bir barsağın kendisini temizlemesine neden olur.

Aksiyon Potansiyelolmadan Depolarizasyon

• Bu tip kaslar iris ve kaz tüylerinde sıklıkla görülürler ve sinirsel uyaranlara bağlı çalışırlar.
• Sinir iletileri bu kaslarda ACH'dir ve daha az olduğu durumlarda da NE'dir
• Gelen sinyaller kas dokusunda depolarizasyona ve gerilmeye neden olur.
• Gelen sinyaller kaslar küçük olduğundan AP'e neden olamazlar
• Gelen ve dağılan uyarımlar kasın kendi içinde bir potansiyel yaratır ve kasılmayı etkilerler.

AP Olmadan Kasılan Düz Kaslar

• Uyarıların ve faktörlerin yarısından fazlası AP'e ihtiyaç duymuyor.
• AP olmayn ve kasılmalara neden olan 2 tip etmen vardır ; Kimyasal doku etmenleri ve çeşitli hormonlar .

Kimyasal Doku Etmenleri

• Bu kasların damalar üzerindeki uçlarında sinir sistemi bulunmamaktadır
• Kimyasal süreçler ile damarlarda değişimler başlar.
• Dokulardaki dinlenme sürecinde damarların bir kısmı kasılmakta ve kalan kısmı da gevşemektedir.
• Dokularda bir miktar kan bulunamadığında damar açma/gerdirme eylemi başlamaktadır.
• Yerel bir döngüde damarlarda bir değişim başlatılır.

Hormonlar İle Kontrol

• NO vücuttaki kasların gevşemesi için önemlidir.
• bazı özgün kontrol faktörleri şunlardır; Düşük seviyedeki oksijen, C02, Artam hidrojen seviyesi vb
• Adenozinler , nitrik oksit, artan vücut sıcaklığı vb durumlar damarlarda kasılmaya neden olurlar

Çeşitli Hormonlar

• Kasların kasılması için önemli olan bazı hormonlar mevcuttur; - Norepinefrin, - Epinefrin, - Asetil kolin, - Anjiyotensin, - Vazopressin, - Serotonin ve Histamin hormonlardır
• Kas zarı bir çekici içeriyorsa kasılımaya bu hormon neden olmaktadır.
• Tersine bir durum mevcut ise o zaman bu hormon kasların kasılmasını engelemektedir.

Hormonlar İle Düz Kasın Çalışma Yöntemi

• Tel üzerinde bazı farklı hormonlar mevcutur ve hücre zarlarınıda farklı hormonların kasılmasını sağlayan çekiciler buunmaktadır
• Bazı hormon uyarıcıları tellerde değişikliklere , bazı değişiklikler ise hücrelerde depıolarizeye neden olmaktadır.
• Hücrede uyarıcı etkisi ile AP oluşabilir .
• Tel, hücre zarlarında farklı bir uyaran meydana getirdiyse inhibisyonda tetikleyebilir

Sinyaller

• Sinirlerde bulunan sinyallerin aktifleşmesi ile, de hücredeki potasyum ve hidrojen dışarı atılır.
• Sonuç olarakta kaslarda kasılma engellenir .
• Bu faktör kaslarda hiperpolarizasypona neden olarak telleri uyarır ve gerilimlerini artırır

Bölgeler

• Bazı bölgelerde kasılma olabilir veya bölgede bulunan bir rahatlama telin uyarılmasını engelleyebilir .
• Hormonlarda bulunan bir takım değişiklikler, kasılımalar için kas geriliminde ve iyon hareketliliğinde farklı açılımlara neden verebilir

Kalsiyum İyon Kaynakları

• Kas kasılmasınsa etki eden temel unsurlardan biri Kalsiyumdur ; - Hücre zarı ve sarkoplazmik retikulumun Kalsiyum geçirmesininden sonra.
• Düz kaslarda sarkoplazmik retikulumun çalışma hızı azdır.
• Hücrenin dışı aynı orandan fazla Kalsiyum üretir .
• Yüksek oranda ütetilen Kalsiyumlar retikulum zarına girerler.
• Retikulumda kalsiyum üretimi için ortlama 200 -300 milisaniye gerekmektedir.

Sarkoplazmik Retikulumda

• Hücrenin kas dokularında az gelişmişlik ve membranda bulunan bir takım olumsuzluklar bulunmaktadır.
• Sarkoplazmik retikulum sistemi gelişmiş veya az gelişmiş olabilir bu hücrelerde.

Düz Kası Eksitasyonuna Bağlı Gerilim

• Kasta bulunan gerginliğin nedeni Ksalsiyum dur.
• Kasdaki tel gerginliğnin temek nedeni sarkoplazmik sıvıdan gelen bir takı sıvılar ve sıvının dokuları germesinde kaynaklıdır.
• Tele ait olan tüm zar gibi küçücük yerler vardır ve yüzeylerde dokular oluşmasına yardım etmektedir.

Düz kasların yapısı ve çeşitleri hakkında genel bilgiler. Üniter düz kasların özellikleri ve bulunduğu yerler açıklanmaktadır. Her organın düz kasının kendine özgü olduğu vurgulanır.