Kas Dokusu

Kas Dokusu Genel Bilgiler

• Kas dokusu, kasılma işlevi için özelleşmiş miyofibril veya kas lifi adı verilen hücrelerden oluşur
• Vücut hareketlerinden ve iç organların şekil ve boyut değişiminden sorumludur

Kasılabilir Hücrelerin Görünümüne Göre Kas Çeşitleri

• Çizgili kas, ışık mikroskobunda enine çizgilenme gösterir
• Düz kas, ışık mikroskobunda enine çizgilenme göstermez

Çizgili Kas Dokusu Yerleşimine Göre Kas Çeşitleri

• İskelet kası, kemiğe tutunarak hareket ve duruşu sağlar
• Visseral çizgili kas, dil, farinks, diyaframın bel kısmı ve özofagusun üst kısmı gibi yumuşak dokularla sınırlıdır ve konuşma, nefes alma, yutkunma gibi işlevleri vardır
• Kalp kası, kalp duvarında ve kalbe boşalan büyük toplardamarların tabanında bulunur

Kas Dokuya Özgü Tanımlar

• Sarkolemma, kas hücresinin hücre zarıdır
• Sarkoplazma, kas hücresinin plazmasıdır
• Sarkoplazmik retikulum, kas hücresine özgü bir endoplazmik retikulumdur (E.R)
• Sarkozom, kas hücresinin mitokondrisidir
• Miyofibril, sitoplazma içinde bulunan ve kasılabilen protein iplikçikleridir
• Miyofibriller, ince aktin ve kalın miyozin miyofilamentlerden meydana gelir

Çizgili Kas (İskelet Kası)

• Embriyonik dönemde mezoderm germ yaprağından köken alır
• Gelişim sırasında miyoblast hücrelerinin kaynaşması ile kas lifleri oluşur
• Kas lifleri çok çekirdekli bir sinsityum yapısındadır
• Uzunlukları, kas çeşidine göre 1 metreden (sartorius kası) birkaç milimetreye (orta kulaktaki stapedius kası) kadar değişebilir
• Enine çizgilenme gösterirler
• Kasılmaları hızlı, kuvvetli ve isteğe bağlıdır
• Çekirdekler çok sayıda bulunur ve hücrenin çevresinde yerleşir
• Spinal sinirler ile innerve edilir

İskelet Kasının Yapısı

• Kaslar, kas demetlerinden (fasikül), kas liflerinden (hücre) ve miyofibrillerden oluşur
• Miyofibriller, ince ve kalın filamentler içerir

İskelet Kasının Bağ Doku Kılıfları ve Fonksiyonları

• Bağ doku kılıfları kasları birbirine bağlar, kasların serbestçe hareket etmesine izin verir ve kas lifinin kasılması ile oluşan mekanik kuvvetlerin iletimini sağlar.
• Kas lifini (hücresini) saran endomisyum retiküler düzensiz bağ dokusundan oluşur
• Kas demetini (fasikülünü) saran perimisyum sıkı düzensiz bağ dokusundan oluşur
• Kasın tümünü en dıştan saran epimisyum (fasya) da sıkı düzensiz bağ dokusundan oluşur
• Tüm bu kılıfların yapısında kollajen, elastik lifler, fibroblastlar ve kan damarları bulunur

Miyofibril Kesitleri

• Miyofibril kesitleri, sitoplazmanın her yerine dağılabilir veya Cohnheim alanları olarak gruplaşmalar yapabilir
• Enine kesitlerde kas lifi, yuvarlakımsı veya birbirine basınç yapıyorsa hafif köşeli poligonal şekildedir

Enine Çizgilenmeler ve Polarize Mikroskop

• Polarize mikroskopta yapılan incelemede, koyu bantlar polarize ışığı çift kırar ve anizotropiktir (A bantları)
• Açık bantlar polarize ışığın düzlemini değiştirmez, yani izotropiktir (I bantları)

Miyofibriller ve İç Yapısı

• Miyofibriller, kas liflerini (kas hücrelerini) oluşturur
• Miyofibriller, ince ve kalın miyofilamentlerden meydana gelir
• İnce filamanlar başlıca aktin içerir
• Kalın filamanlar başlıca miyozin II içerir
• Miyozin ve aktin, çizgili kasın toplam proteininin %55'ini oluşturur
• Miyofibrilleri saran sarkoplazmik retikulum denen gelişmiş düz endoplazmik retikulum vardır

Sarkomer Yapısı

• Miyofibrilleri oluşturan en küçük kasılabilen birimdir
• Bitişik iki Z çizgisi arasında kalan miyofibril parçasına denir
• Kalın ve ince filamentlerin düzenlenimi yoğunluk farkına neden olur ve enine çizgilenmeyi oluşturur
• Koyu bantlara A bantları, açık bantlara I bantları denir
• Her A bandının ortasında H bandı bulunur
• H bandı, ince bir M çizgisi ile ikiye ayrılır
• Her bir I bandı, ince koyu bir çizgi olan Z diski (Z çizgisi) ile ikiye bölünür
• İskelet kası filamentleri, kasılabilen ve kasılamayan filamentleri içerir

İnce Filamentler

• İnce filamentler I bantlarını oluşturur
• Başlıca bileşenleri F-aktin, troponin ve tropomiyozindir
• F-aktin, çift zincirli bir yapıya sahip olup, G-aktin moleküllerinin polimerizasyonuyla oluşur ve polar özellik gösterir
• F-aktinin bir ucu (+ ucu) alfa aktinin aracılığı ile Z çizgisine bağlanır, diğer ucu (- ucu) ise M çizgisine doğru uzanır ve tropomodulin tarafından kaplanır

Troponin

• Troponin, üç alt birimden oluşan bir komplekstir
• Troponin-C (TnC), Ca2+'ye bağlanır ve kasılmanın başlaması için önemlidir
• Troponin-T (TnT), tropomiyozine bağlanarak troponin kompleksini sabitler
• Troponin-I (TnI), aktine bağlanarak aktin-miyozin etkileşimini inhibe eder

Kalın Filamentler

• Kalın filamentler A bantlarını oluşturur
• Miyozin II (510 kD proteini) içerir. İki polipeptid ağır zincir ve 4 hafif zincirden oluşur
• Miyozinde, kuyruk ve baş kısımları bulunur. Ayrıca, aktin bağlayıcı ve ATP bağlayıcı bölgeler (ATPaz aktivitesi) de vardır
• Miyozin filamentleri, kuyruk kısımları bir araya gelerek bipolar bir düzenlenme gösterirler

Çizgili Kasın Aksesuar Proteinleri

• İnce ve kalın filamentler arasındaki mesafeyi koruyan proteinlerdir
• Titin, kalın filamentleri Z çizgisine bağlayan elastik bir proteindir ve aşırı gerilmeyi önler
• Alfa-aktinin, ince filamentleri Z çizgisinin köşelerine bağlar
• Nebulin, ince filamentler boyunca uzanan elastik olmayan bir proteindir ve Z çizgisine destek olur
• Tropomodulin, aktin bağlayıcı bir protein olarak ince filamentin serbest ucuna bağlanır ve uzunluğunu düzenler

Miyomesin, C Protein ve Desmin

• Miyomesin, M çizgisinde kalın filamentleri bağlayan miyozin bağlayıcı bir proteindir
• C protein, kalın filamentleri bağlar ve M çizgisinin her iki tarafında bulunur
• Desmin, ara filaman proteini olup Z çizgisi hizasında sarkomerin etrafını sarar ve komşu miyofibrilleri birbirine ve plazma membranına bağlar

Distrofin

• Sarkolemmanın altında yer alır
• Aktin filamentlerinin eksternal laminaya bağlanmasını sağlar
• Kas kasılması sırasında sarkolemmayı stabilize eder

Sarkolemma

• Plazma membranı T tubül denen tübüler invaginasyonlar yapar.
• Hücre yüzeyindeki kas-sinir bağlantısında başlayan depolarizasyon sinyallerinin tüm hücre boyunca düzenli dağılmasını sağlar
• Bu tubül sistemi A-I bileşkelerini sarar
• Depolarizasyona duyarlı voltaj duyarlı proteinler içerir ve bu kanallar plazma membranı depolarize olduğunda aktive olurlar
• Komşu plazma membranındaki Ca salıverme kanallarını direkt olarak etkiler

Sarkoplazmik Retikulum

• Miyofibrilleri saran ağ şeklinde agranüler endoplazmik retikulumdur
• Ca depolar
• T tubüle komşu karşılıklı iki kenarı genişleyerek terminal sisternaları yapar ve bir sarkomer içindeki retikulum ağı sarkomerdeki A-I bandı hizasından diğerine kadar yani komşu sarkomere kadar uzanır
• Terminal sisternaların plazma membranı Ca'u sarkoplazmaya salıverecek Ca-Salıverme kanalları içerir
• T tubül ve terminal sisternaların birleşimi triad olarak adlandırılır

İskelet Kasının Motor İnnervasyonu

• Medulla spinalis veya beyin sapından kaynaklanan motor nöronlar tarafından innerve edilir (Motor ünite)

İskelet Kasının Kasılmasını Başlatan Basamaklar

• Bir sinir impulsunun motor nöron boyunca ilerleyerek motor son plağa (nöromüsküler kavşağa) ulaşmasıyla başlar
• Sinir impulsu asetilkolinin sinaptik aralığa salınmasına yol açar; asetilkolin reseptörleri sarkolemmada lokal depolarizasyona neden olur
• Voltaj kapılı Na kanalları açılır ve Na hücre içine girer
• Depolarizasyon kas hücresinin plazma zarına (sarkolemma) yayılır ve T tübüller aracılığıyla hücrenin derinliklerine ilerler
• T tübüllerdeki voltaja duyarlı proteinlerin konformasyonu değişir
• Bu proteinlerin konformasyon değişimi, Ca salınım kanallarını aktiver eder
• Sarkoplazmik retikulumdan hızla Ca salınır
• Ca, troponin C'ye bağlanır ve kasılma siklusu başlar, daha sonra Ca terminal sisternalara geri döner

İskelet Kasının Duyusal İnnervasyonu

• Kas ve tendonlardaki kapsüllü duyu reseptörleri proprioseptör örneğidir
• Kas iğcikleri, kaslardaki intrafusal liflerdir ve kas boyundaki değişimi ve gerilmeyi algılar
• Golgi tendon organları, tendonlara yakın bulunur ve kasa uygulanan kuvveti algılar
• Eklem reseptörleri basıncı ve pozisyonu algılar

İskelet Kasının Rejenerasyonu

• İskelet kasının plazma membranı ve eksternal laminası arasında bulunan satellit hücreleri bulunur, hasar durumunda aktifleşerek hücre siklusuna girerler, miyojenik düzenleyici faktörler (MDF) sentezleyerek miyoblastlara ve ardından miyotüplere dönüşerek yeni kas liflerini oluştururlar

Kalp Kası Hücreleri

• Kalp kası hücreleri 15-30 µm çapında ve 80µm uzunluğundadır
• Hücreler yan kollarıyla uç uca birbirlerine bağlanarak silindirik bir ağ oluştururlar
• İskelet kası gibi çizgilenme gösterirler
• Merkezi yerleşimli, soluk boyanan, tek bir çekirdeğe sahiptirler
• Genellikle ökromatindir ve çekirdekçik gözlenebilir
• Komşu hücrelerle bağlantılıdırlar ve dallanmalar yaparlar
• Hücreler arasında çok sayıda mitokondri ve glikojen bulunur

Kalp Kası Hücre Membranı

• İskelet kasından farklılıklar gösterir
• T tübülleri Z diskleri hizasında yer alır
• Sarkoplazmik retikulum, iskelet kasındaki kadar gelişmiş değildir
• Diadlar bulunur; her diad, sadece bir sarkoplazmik retikulum sisternasıyla ilişkili bir T tübülünden oluşur

Kasılma Proteinleri ve Tübül Sistemi

• Kasılma proteinlerinin yapısı ve fonksiyon iskelet kasındaki gibidir
• Ancak, T tübül sistemi ve sarkoplazmik retikulum kalp kasında düzenli dizilmemiştir
• T tübülleri, ventrikül kaslarında daha fazla sayıda ve daha büyüktür, atrium kaslarında ise daha azdır

Kalp Kasındaki Mitokondriler ve Diskus İnterkalaris

• Kalp kasındaki mitokondriler, iskelet kasına göre daha yoğun olarak bulunurlar ve daha fazla krista içerirler
• Kalp kasını diğerlerinden ayıran en önemli özellik, düzensiz aralıklarla kalp hücrelerinin oluşturduğu zincirleri çaprazlayan koyu boyalı enine çizgilerin görülmesidir
• Diskus interkalaris denen bu yapılar, komşu kalp kası hücreleri arasında bulunan özelleşmiş bağlantılardır

Bağlantı Yapıları

• Disk içinde üç temel bağlantı yapısı bulunur
• Zonula (fasya) adherens (Transvers), hücreleri uçlarından tutarak fonksiyonel kalp kası lifini oluşturur
• Makula adherens (desmozom) transvers bölümlerde bulunur ve hücreleri birbirine bağlar
• Gap junction (neksus), disklerin lateral kısımlarında yer alır ve komşu hücreler arasında iyonik haberleşmeyi sağlar

Kalp kasında zincirdeki her hücrenin sinsityum gibi davranmasını sağlamaları önemlidir. Bu şekilde kasılma sinyali, dalga şeklinde hücreden hücreye geçer

Kalbin İleti Sistemi

• Miyokardiyumun çeşitli bölgelerinde bulunan düğüm şeklindeki kardiyak iletim hücreleri (hem parasempatik hem de semptatik liflerin sonlandığı yerler) ile kalp ritmi başlatılır
• Bu hücreler modifiye kalp kası hücreleridir
• Özelleşmiş, glikojenden zengin Purkinje lifleri ile uyarı yayılır
• Hücreler belirgin çekirdekli, büyük ve eozinofilik özelliktedir
• Kontraktil liflere göre daha geniştir, daha soluk boyanır ve daha az miyofibril bulundururlar

Kalp Kasının Diğer Özellikleri

• İstemsiz kasılır (ritmik ve spontan) Sinus düğümü, uyarının başladığı yerdir
• Purkinje lifleri özelleşmiş kalp kası hücreleri ile uyarı iletilir
• Motor innervasyonu yoktur, motor son plak bulunmaz
• Otonomik sinirler ekstrasellüler ortamda sonlanır ve kalp hızını etkiler
• Sempatik uyarı kalp hızını arttırır
• Parasempatik uyarı kalp hızını azaltır

Kalp Kasının Kasılma Mekanizması ve Enerji Kaynakları

• İskelet kası ile aynıdır
• Kasılma için gereken enerji kaynakları şunlardır:
  • Mitokondriler (oksidatif fosforilasyon)
  • Glikojen (anaerobik glikoliz)
  • Miyoglobin
• Kasılma için gerekli olan kalsiyum, sarkoplazmik retikulum (SR), eksternal lamina ve hücre dışı ortamdan sağlanır

Kalp Kasının Yenilenmesi

• Kalp kası, zararlı etkenlere karşı dayanıklıdır, ancak hasar sonrası yenilenme yeteneği sınırlıdır
• Yenilenme fibroz bağ dokusu tarafından yapılır ve geride nedbe dokusu kalır
• Bazı çalışmalar, kalp kası hücrelerinin sınırlı mitoz bölünme yeteneği olduğunu göstermektedir

Düz Kas Genel Özellikleri

• Mekik şeklinde, tek çekirdekli hücrelerden oluşur
• Çekirdek ortada, oval şekildedir
• Hücreler 20 mikron (küçük kan damarları), 200 mikron (bağırsak duvarı) veya 500 mikron (gebelikte uterus) boyutunda olabilir
• İstemsiz olarak çalışır
• İç organların duvarlarında bir veya birkaç kat halinde bulunur
• Hücreler arasında "gap junction" bağlantıları bulunur

Yapısal Özellikler

• Düz kas hücreleri eksternal lamina ve retiküler lif ağı ile çevrilidir
• Kan damarları ve uterustaki düz kaslar bol miktarda Tip-I kollajen ve elastin salgılar
• Hücrelerde miyofibriller enine çizgilenme göstermezler
• Filamentler üst üste gelmediğinden çizgilenme olmaz

Düz Kasta Bulunan Organeller

• Mitokondri, poliribozom, agranüler endoplazmik retikulum ve Golgi kompleksi, çekirdeğin kutuplarında yoğunlaşmıştır
• Pinocytotic veziküller hücre yüzeyine yakındır
• Rudimenter bir sarkoplazmik retikulum vardır
• T sistem ve dolayısıyla triadlar ve diadlar yoktur
• Sarkomerler bulunmaz

Kontraktil Birim (Kasılabilir Birim)

• İnce filamentler: Aktin, tropomyozin, kaldesmon ve kalmodulin içerir
• Kaldezmon, aktine bağlanarak miyozin ile etkileşimi engeller
• Troponin yoktur, bu nedenle Ca++ bağlandığında kalmodulin devreye girer
• Kalın filamentler: Miyozin II içerir, 2 ağır ve 4 hafif zincirden oluşur Yapısı iskelet kasındakinden farklıdır ve yan-polar düzenlenme gösterir
• Ortada miyozin başı içermeyen çıplak bölge yoktur ve uçlarda asimetrik olarak incelen kısımlar bulunur
• Ara filamanlar desmin ve vimentinden oluşur

Düz Kasın Yardımcı Proteinleri

• Kalmodulin, Ca++ bağlayan bir proteindir ve iskelet kaslardaki troponin C'ye benzer
• Ca++'un hücre içi konsantrasyonunu düzenler ve MLCK'yı aktive eder
• Kaldesmon, miyozin hafif zincir kinaz (MLCK) ile etkileşerek fosforilasyonu düzenler ve F-aktinden ayrılır
• Aktif (fosforillenmiş) MLCK, miyozin düzenleyici hafif zincirlerini fosforiller ve aktin filamentleri ile çapraz köprü oluşumunu sağlar
• α-aktinin, yoğun cisimciklerde bulunur ve ince filamentler ile ara filamanlar için bir tutunma yüzeyi sağlar
• Hücre içinde üretilen kasılma kuvvetinin hücre yüzeyine iletilmesini sağlar

Düz Kaslarda Yoğun Cisimler

• α-aktininden zengin plazma membranı ile ilişkili yapılardır
• Düz kaslarda iki tip yoğun cisim bulunur: membrana bağımlı ve sitoplazmik yoğun cisimler Her iki tip de α-aktinin içerir ve çizgili kaslardaki Z bantlarına benzer işlev görür

Kaveola (Çöküntü)

- Plazma membranı invaginasyonları olup, sarkoplazmik retikuluma yakın bulunurlar
- Depolarizasyon sinyallerini sarkoplazmik retikuluma iletirler
- Primitif bir T tübül sistemi gibi görev yaparlar
- Ca2+ iyonlarının hücre içine alınmasını sağlayabilirler

Düz Kasta Kasılma Mekanizması

- Sitozoldeki kalsiyum miktarındaki artış kasılmayı tetikler
- Kalsiyum, kalmoduline bağlanır
- Kalsiyum-kalmodulin kompleksi kaldesmona bağlanır
- Bu kompleks miyozin kinaz enzimini aktive eder
- Aktive olan miyozin kinaz miyozin hafif zincirini fosforile eder
- Miyozin aktine bağlanarak kasılma başlar
- Kasılma iskelet kasına göre daha yavaştır
- Uzun süreli kasılma yeteneği vardır
- Spontan kontraktil aktivite gösterebilir

Düz Kasın Gevşemesi

- İntraselüler Ca+2 konsantrasyonu belirli bir değerin altına düşer
- Miyozin fosfataz enzimi, fosforile olmuş hafif zinciri defosforile eder ve kasılma sona erer

Düz Kas Hücrelerinde Rejenerasyon

• Düz kas hücreleri yaralanma sonrası mitotik aktivite gösterebilirler
• Aynı zamanda düzenli olarak yenilenen hücre popülasyonlarını içerirler
• Uterustaki düz kas hücreleri menstrual siklus ve gebelik sırasında prolifere olabilirler
• Bu aktiviteler hormonal kontrol altındadır

Düz Kasın Özet Özellikleri

• İnce filamentler: aktin, tropomiyozin ve kaldesmon içerir
• Kalın filament miyozin II içerir
• Troponin yoktur, Ca++ bağlayıcı protein kalmodulindir
• Sarkomer yapısı yoktur
• Yoğun cisimler α-aktinin yapısında olup Z diski görevi görürler
• Miyofilament demetleri hücre boyunca birbirlerini çaprazlayarak kafes şeklinde bir ağ oluştururlar
• Kasılma mekanizması kayıcı filamentler prensibine dayanır
• Kasılma yavaş, ritmik ve spontan olabilir
• Mekanik impulslara (pasif gerilme, myojenik refleks) cevap verir
• Elektriksel depolarizasyon veya nöronal stimulus ile uyarılabilir
• Kimyasal stimülasyon (anjiotensin II, vazopressin, tromboksan A2) ile kasılabilir

Düz Kas Kontraksiyonunu Etkileyen Faktörler

• Posterior hipofiz hormonları (oksitosin ve vazopressin) kontraksiyonu stimüle eder
• Adrenal medulla hormonları (epinefrin ve norepinefrin) stimülasyon veya inhibisyona neden olabilir
• Enteroendokrin hücrelerin salgıladığı peptidler kontraksiyonu uyarabilir veya inhibe edebilir
• Östrojen kasılmayı arttırırken, progesteron uterus kaslarında gevşemeye neden olur