İskelet Kası Histolojisi PDF

İSKELET KASI HİSTOLOJİSİ Dr. Öğr. Üyesi Burcu BİLTEKİN İstanbul Atlas Üniversitesi Tıp Fakültesi Histoloji Embriyoloji Anabilim Dalı Kas Doku; Dört temel dokudan biridir. Üç tip kas vardır. 1- İskelet kası 2- Kalp kası 3- Düz kas Kas doku, bağ doku ile yakın ilişkilidir. Çalışması sinir sistemi kont...

İSKELET KASI HİSTOLOJİSİ Dr. Öğr. Üyesi Burcu BİLTEKİN İstanbul Atlas Üniversitesi Tıp Fakültesi Histoloji Embriyoloji Anabilim Dalı Kas Doku; Dört temel dokudan biridir. Üç tip kas vardır. 1- İskelet kası 2- Kalp kası 3- Düz kas Kas doku, bağ doku ile yakın ilişkilidir. Çalışması sinir sistemi kontrolünde gerçekleşir. Kimyasal enerji mekanik enerjiye çevrilir. Bulundukları yere göre iskelet kasları oldukça farklı işlevlere sahiptir, temel görevleri hareket ve kuvvet üretmektir. Bu işlevi yapabilmek için iskelet kası, kas lifleri adı verilen uzun, iplik benzeri çok çekirdekli hücreler içerir. Liflerin uçları, eklemler boyunca kemiklere bağlanan tendonlara girer. İSKELET KAS LİFLERİNİN BAŞLICA BİLEŞENLERİ İskelet kası vücut ağırlığının %40-50'sini oluşturur. Çoğunlukla iskelete yapışıktır. Çizgili veya istemli kas olarak da adlandırılır, çünkü hücreleri mikroskop altında çizgili veya çapraz bantlı görünür. İskelet kası lifleri ince uzun, silindirik hücrelerdir, çapları 50200 μm’dir ve konik uçludur. Çok çekirdeklidirler, çekirdekler hücrede periferik olarak yerleşmiştir. Sarkoplazma, lifin sitoplazmasıdır, lif uzunluğu boyunca silindirik miyofilament demetleri olan miyofibrillerle doludur. Her miyofibrilin tek tip çapı vardır ve sarkomer adı verilen özdeş tekrar eden birimlerden oluşur. İSKELET KAS LİFLERİNİN BAŞLICA BİLEŞENLERİ Sarkolemma, kas lifinin plazma zarıdır (dış glikoprotein tabakası ve ince bir retiküler lif ağı ile bir dış lamina oluşturur). Sarkolemma ve Transvers (T) tübüller olarak adlandırılan tübüler invaginasyonları, kasılmanın başlamasında rol oynar. Her biri 1-2 μm çapında olan miyofibriller, hücre hacminin yaklaşık %80'ini oluşturur. Her bir miyofibril, oldukça düzenli bir bantlama gösteren, sıkı bir şekilde paketlenmiş, üst üste sıralanmış uzunlamasına düzenlenmiş bir miyofilament dizisi içerir. Bir miyofibrilin her sarkomeri, bir A bandından ve iki bitişik I bandının yarısından oluşur. Gevşemiş bir sarkomer yaklaşık 2,5 μm, A bandı yaklaşık 1,6 μm, I bandı yaklaşık 1 μm uzunluğundadır. Düz yüzeyli sarkotubüler sistemin tübüler elemanları ve mitokondri dahil olmak üzere organeller, miyofibriller arasına yerleşmiştir. Mitokondri pleomorfiktir, yoğunluk ve dağılımı farklı kas lifi tiplerinde belirgin şekilde değişir. Sarkotübüler sistem, sarkoplazmik retikulum (SR) ve enine tübüler sistem olarak bilinen kas lifinin iki ayrı ve farklı zar sisteminden oluşur. SR, diğer hücrelerin düz endoplazmik retikulumuna benzer şekilde, miyofibrilleri çevreleyen ayrıntılı, anastomoz yapan tübüller ve sarnıçlardan oluşan bir ağdır. Sarkoplazmanın diğer kısmını ribozomlar, glikojen ve lipid damlacıkları oluşturur. Yetişkin iskelet kası lifleri poligonaldir. Dış göz kasları ve bazı yüz ifadesi kasları bebeklik döneminde yuvarlaktır. H-E ile boyanmış enine kesitlerde, her bir lifin sarkoplazması yoğun bir şekilde eozinofiliktir ve sıkıca paketlenmiş miyofibriller nedeniyle noktalı görünür. Miyofibriller, her bir lifin büyük kısmını oluşturur ve çoğunlukla, miyofilamentleri oluşturan ana kasılma proteinleri olan miyosin ve aktini içerir. Enine kesitte, miyofibriller genellikle birlikte gruplanmış olarak görülür ve muhtemelen büzülmenin neden olduğu hazırlık artefaktları olan düzensiz şekilli Cohnheim alanları oluşturur. Sarkomerler uzunlamasına yönlendirilmiş kalın ve ince filamentlerden ve dik Z bantlarından oluşur. Boyuna kesitte, iskelet kası lifleri enine çizgiler gösterir, bitişik miyofibriller lifin genişliği boyunca birbirleriyle yanal hizadadır. A bantlarının daha yüksek yoğunluğu, esas olarak kalın (miyosin içeren) filamentlerin varlığından, I bantlarının daha hafif yoğunluğu ise ince (aktin içeren) filamentlerin yaygınlığından kaynaklanmaktadır. Her A bandının merkezinde, ince, koyu bir M bandıyla ikiye bölünmüş daha açık bir H bölgesi (ince filamentlerle örtüşmeyen kalın filamentlerin orta kısmı) bulunur. Her sarkomerdeki I bandının ve H bölgesinin genişliği değişir bu kas lifinin ne kadar kasıldığına veya gerildiğine bağlıdır. İskelet Kasının Damarlanması Yüksek O2 tüketimleri ve enerji gereksinimleri nedeniyle iskelet kasları zengin bir şekilde damarlanmıştır. Kanı besleyen arterler ve drene eden damarlar genellikle sinirlerle birlikte bir kasa girerler ve birlikte nörovasküler demet olarak adlandırılırlar. Ana dağıtım (müsküler) arterleri tipik olarak epimisyumu deler ve perimisyumun bağ dokusu içinde uzunlamasına yol alarak kollateral dalların yayılan bir modelini oluşturur. Kademeli olarak küçülürler, çatallanırlar ve kas fasikülleri içindeki endomisyumda akan arteriyollere dönüşürler. Terminal arteriyollerden çıkan kılcal damarlar, liflerin uzunlamasına eksenine paralel bir düzlemde kas liflerinin yüzeyleriyle yakın temas halindedir ve zengin bir şekilde anastomoz yapan vasküler halkalar ağı oluşturur. Az olarak pencereli kapillerler görülmesine rağmen, elektron mikroskobu ile yapılan incelemelerde çoğu kılcal damarın sıkı penceresiz tipte olduğunu gösterir. Lenfatik damarlar sadece perimisyum ve epimisyumda görülür. İskelet Kasının Genel Organizasyonu Hem bağımsız kas lifleri, hem de kas lifi demetlerini çevreleyen bağ dokusu kılıfları güç aktarımı için önemlidir. Kasların sonunda bağ dokusu kılıfları tendon şeklinde kasın kemiğe tutunmasını sağlar. Endomisyum: Bir tek kas lifini sarar,retikulum tellerinden ve az sayıda kollajen liften oluşur. Küçük çaplı kan damarları ve ince akson uzantıları bulunur. Perimisyum: Bir kas demetini (fasikülünü) sarar. Tip 1 ve tip 3 kollajen içerir. Kan damarları sinir dallanmaları içerir. Epimisyum: Kası dıştan saran sıkı bağ dokusu yapısında kılıftır. Ana damar ve sinirler epimisyumu çevreler. İskelet kası lifleri morfolojik olarak 3 tipte bulunur. 1- Kırmızı kas lifleri= Tip I (yavaş) 2- Beyaz kas lifleri= Tip II (hızlı) 3- Ara lifler - Tip I liflerin oranının artması oksijen kullanım kapasitesini yani aerobik güç ve dayanıklılığı artırır. - Tip II liflerin oranının artması anaerobik güç ve dayanıklılığı artırır. Güç ve sürat gerektiren sporlarda Tip II liflerin fazlalığı, dayanıklılık gerektiren sporlarda ise Tip I liflerinin fazlalığı avantajdır. Sarkomer Yapısı Primer Bantlar Sekonder Bantlar isotropic band (I) anisotropic band (A) H (Helle) bandı Z (zwischenscheibe) bandı M bandı (mittel line ) I bandı Aktin filament 3 alt üniteden oluşur - F-aktin - Tropomiyozin - Troponin A bandı Miyozin filament - Miyozin II Her miyozin II molekülü iki baş ve iki çift hafif zincir içerir. Baş bölgesi 3 farklı bağlanma yerine sahiptir. Aktin bağlama bölgesi Bir ATP bağlama bölgesi Bir hafif zincir bağlanma bölgesi Sarkomer yapısında kalın ve ince filamentleri düzenleyen yardımcı (kontraktil olmayan) proteinler Aktin nebulin 600 kDa Bağımlı α Aktinin 190 kDa tropomodulin 40 kDa Miyozin Bağımlı titin 2500 kDa myomesin 185 kDa c-protein 140-150 kDa Transvers T-tübül, Terminal sisterna Triad ve Diad yapıları T tübülü, sarkolemmadan gelen sinyalleri kas lifinin iç derinliklerine taşır. T-tübül sarkolemma invajinasyonudur. T-tübülü iskelet kasında A-I kavşağında bulunur. Triad: terminal sisterna+ T tübül+ terminal sisterna Diad: terminal sisterna + T tübül Sarkoplazmik retikulum Ca+2 depolar. İskelet kas hücresinin hücre iskeleti koruyucu ağı Desmin: Bir miyofibrilden diğerine uzanan sarkolemmaya yapışan, her bir sarkomerin Z diskini çevreleyen bir ara filamenttir. Plektin: Komşu desmin filamentlerini birbirine bağlar. αβ- kristalin: Desminle birleşik ısı şok proteinidir ve ara filamanları stres ilişkili hasara karşı korur. Kayan Filament Teorisi Sarcomere Kas lifleri birçok kontraktil birimden (sarkomer) oluşur. Kalın ve ince filamentler arasındaki örtüşme miktarındaki değişiklikler, kas liflerinin kasılmasına ve gevşemesine izin verir. Birlikte kasılan birçok lif, büyük harekete neden olur Not: Z çizgileri birbirine yaklaşır; Kasılma sırasında I bandı ve H bandı küçülür Kontraksiyon Ca+2 bağımlıdır 2 1 3 &4 5 1. Dinlenme durumunda, serbest ATP miyozin'e bağlıdır. 2. ATP hidrolizi konformasyonel değişikliğe neden olur - miyozin başı 5nm ileri doğru ilerler (ADP+Pi, miyosine bağlı kalır). 3. Sinirlerin uyarılması, kalsiyumun (yeşil) sitoplazmaya salınmasına neden olur; kalsiyum troponini (mor) bağlar ve aktin (sarı) üzerindeki miyozin bağlanma bölgesini (siyah) ortaya çıkarır. 4. Miyosin, aktine zayıf bir şekilde bağlanır ve Pi'nin salınmasına neden olur. 5. Pi'nin miyosinden salınması, aktine güçlü bağlanmayı, güç darbesini ve ADP'nin salınmasını indükler. ATP varsa ve sitoplazmik Ca+2 seviyesi yüksekse döngü devam eder. Satellit Hücrelerinin Yapısı ve İşlevi Satellit hücreler, bir iskelet kası lifinin sarkolemması ile dış lamina arasında yer alan küçük, düzleşmiş tek çekirdekli hücrelerdir. Satellit hücreler, doğum sonrası büyüme için veya yaralanmadan sonra iskelet kası lifinin hasarlı bölümlerinin onarımı ve yenilenmesi için bir yedek kök hücre popülasyonu veya dinlenen miyoblastlar olarak işlev yapar. Erken gelişme ve büyüme sırasında bol miktarda bulunurlar. Yavaş kasılan kaslarda, hızlı kasılan kaslara göre daha fazla satellit hücresi oluşur. Satellit hücreler yetişkinlerde normalde hareketsiz olmasına, sayıları ve mitotik kapasiteleri yaşla birlikte azalmasına rağmen, yaşam boyunca proliferatif potansiyele sahiptirler. Yüksek bir çekirdek-sitoplazma oranına sahiptirler. Tek bir çekirdek kümelenmiş periferik heterokromatin ve sitoplazma da normalde az sayıda organel içerir. Kas yaralanmasından sonra satellit hücrelerin aktivasyonu, hücre proliferasyonuna yol açar, ardından yeni kas lifleri oluşturmak veya hasarlı olanları onarmak için farklılaşma ve füzyon gerçekleşir. Duchenne kas distrofisi Hücre iskeleti proteini olan distrofin eksikliğinin neden olduğu genetik bir hastalıktır. Erken dönemlerde ortaya çıkan iskelet kası dejenerasyonunun hızlı ilerlemesi ile karakterize edilen grup kas distrofisinin en yaygın olanıdır. Distrofin, X kromozomunun (Xp21) kısa kolundaki gen tarafından kodlanır ve kas lifinin sarkolemmasının sitoplazmik tarafına bağlıdır. Distrofin, hücre iskeleti elemanlarını sabitleyerek kasılma sırasında hücrenin mekanik bütünlüğünü korur. Esas olarak genç erkekler etkilenir ve kas zayıflığı, zayıflama ve kalp tutulumu gibi semptomlar yaşla birlikte kötüleşir. Miyotoni, İstemli kasılmadan sonra bir kasın yavaş veya gecikmiş gevşemesi ile karakterize edilen nöromüsküler durumdur. Herhangi bir kas grubunda ani soğuğa maruz kalma sonucu ortaya çıkabilir, genellikle kısa egzersizle kaslar ısındıktan sonra düzelir. Miyotoni konjenita (veya miyotonik müsküler distrofi), Genellikle bebeklik veya erken çocukluk döneminde başlayan genetik bir hastalıktır. İskelet kası liflerinin sarkolemmasındaki voltaj kapılı klorür iyonu (Cl-)kanal proteinlerini kontrol eden CLCN1 genindeki mutasyonlardan kaynaklanır. Cl- akışındaki kesinti, uzun süreli kas kasılmalarını ve sertliğini tetikler. Klinik tanı, genetik testler, elektrodiagnostik prosedürler ve kas biyopsisi ile konur. Fizik tedavi ve diğer rehabilite edici işlemler kas fonksiyonunu kolaylaştırabilir. Miyotonik distrofi, kasılmadan sonra gecikmeli gevşemenin (miyotoni) eşlik ettiği, iskelet kasının ilerleyici zayıflığı ve harabiyeti ile karakterize nadir bir kalıtsal hastalıktır. En yaygın yetişkin kas distrofisi, genellikle erken yetişkinlikte ortaya çıkar ve son derece değişken bir şiddet derecesine sahiptir. Diğer özellikler zeka geriliği, kalp hastalığı, saç dökülmesi ve katarakttır. Miyotonik distrofi ile ilişkili gen, 19. kromozomun uzun kolunda bulunur. Nöromüsküler iletimin en yaygın kalıtsal bozukluğudur. Otoimmün bir hastalık. Çoğunlukla edinilmiş bir immünolojik anormallikten kaynaklanır. Semptomların görülmesi kadınlarda 30 yaşından sonra, erkeklerde biraz daha ileri yaşlarda ortaya çıkar. Kas zayıflığı genellikle ilerleyicidir. Nöromüsküler kavşağın postsinaptik sarkolemma zarının bozulmasına, asetilkolin reseptörlerinin konsantrasyonunda bir azalma eşlik eder. Antikorlar, postsinaptik zara bağlanır ve postsinaptik zar asetilkoline daha az duyarlı hale gelir. Bu durum bir sinir uyarısına yanıt olarak azalmış bir kas aksiyon potansiyeline yol açar. Nöromüsküler Bağlantı (Kas-Sinir Bağlantısı) Kontraksiyonu tetiklemek için bir depolarizasyon sinyali sinirden kasa nöromüsküler bağlantıdan geçer. Bağlantı hedef kasla birleşmiş sinir terminalleri tarafından oluşturulmuş özel bir yapıdır. Motor nöron ve onun innerve ettiği kas liflerine motor ünite denir. Akson terminalinde mitokondriler ve Asetilkolin (Ach) içeren veziküller bulunur. Akson terminali sinaptik yarık denilen kas lifindeki çukurları doldurur. Kas lifini çevreleyen eksternal lamina sinaptik yarık içinde uzanır. Eksternal lamina asetil kolin esteraz içerir. Schwann hücrelerini çevreleyen eksternal lamina kas hücrelerinin eksternal laminası ile devam eder. TEŞEKKÜR EDERİM …