Bölüm anahatları

  • •Ek yapılar

    Ek proteinler: kontraktil filamanların dizilişini korur, kuvvetin sarkomerden hücre iskeletine iletiminde, kasılma sırasında kas şeklinin korunmasında, kas elastikiyetinde rol alırlar

    •Titin: En büyük protein, M ve Z çizgilerini bağlar
    •Nebulin, Z disklerinden ince filamanlara uzanır, ince filaman yapısını korur.
    •Alfa aktinin ince filamanı Z diskine bağlar.
    •Desmin Z disklerini plazma zarına bağlar, miyofibrillerin lateral yerleşimini korur.
    •Distrofin-glikoprotein kompleksi
    •Kasılmada kuvvetin bir kısmı lateral olarak ince flamanlardan kas lifini çevreleyen hücre dışı yapılara yayılır.
    •Lateral yayılmada rol alan proteinlere kostamer denir. Distrofin-glikoprotein kompleksi ve vinkulin oluşturur.
    •Distrofin-glikoprotein kompleksi, hücre iskeleti proteinlerini membran glikoproteinlerine bağlar.
    •Fibrilleri ekstraselüler çevreye de bağlayarak kasa yapısal destek ve gerim sağlar.
    •Konjenital defektleri kas distrofilerine yol açar. (duchenne muskuler distrofi)
    •Kas kontraksiyon mekanizması

    Dinlenim durumunda:

    •Troponin I, aktine sıkıca bağlı
    •Tropomiyozin aktindeki aktif bölgeleri örtmüş
    •Miyozin başına ADP bağlı
    •Kas kontraksiyonu moleküler mekanizması

    Kas uyarılınca zarda aksiyon potansiyeli oluşur-yayılır.

    •Sitoplazmada Ca2+ artar, Troponin C’ye bağlanır.
    •Troponin I-aktin bağlantısı zayıflar.
    •Tropomiyozin hareket eder, aktin aktif bölgeleri açılır.
    •Çapraz köprüler aktive olur, miyozin başı-Aktin bağlanır.
    •
    •Önceki siklus sonu: Miyozin başı aktine bağlı, ADP ayrılmış. Miyozin başı ile filamanlar arası açı 45 derece

    1- ATP bağlanması:

    •Miyozine bağlanır, miyozinin aktine afinitesi azalır, aktinden ayrılır, (Tüm ç.k böyleyse kas gevşektir)

    2- ATP hidrolizi:

    •Miyozin başı ATPaz özelliğinde, (ADP-Pi à ADP+Pi), ADP ve Pi başa bağlı kalır, enerji depolanmıştır. Miyozin başı döner, baş ile filamanlar arasındaki açı 90 derece, aktine bağlanmamış. (Tüm çapraz köprüler böyleyse kas gevşektir)
    •

    3- Çapraz köprü akt.:

    •Ca2+ varsa aktin aktif bölgeleri açık, dik açılı miyozin başı aktine bağlanır. (Miyozin-ADP-Pi kompleksinin aktine bağlanma afinitesi yüksek)

    4- Miyozinden Pi serbestlenmesi:

    •Kuvvet vurumu (Miyozin başı menteşe üzerinde şekil değiştirir, baş- filamanlar arası açı 45 derece olur), 2pN kuvvet oluşur, aktin 11 nm hareket eder. (Gerekli enerji, ATP hidrolizi sırasında depolanmıştı) 

    5- ADP serbestlenmesi:

    •Başın hareketi ile ADP serbestlenir. ADPsiz miyozin kompleksi, diğer bir ATP molekülü bağlanana kadar aktine bağlı kalır.
    •
    •
    •Ortamda Ca2+ ve ATP varsa miyozin yeni bir aktif bölgeye bağlanır, çapraz köprü döngüsü sürer.
    •Aktin Z diskini miyozine kadar çekene dek, yani daha fazla çekim olamayacağı duruma gelene dek olay tekrarlayabilir.
    •Bu olaya “dişli çark teorisi” (boyunca yürüme teorisi) denir.
    •Hızlı kontraksiyonda saniyede 5 kez kadar miyozin başı siklusu tekrarlar 
    •
    •Miyozin başının hareketi sonucu miyozine bağlı aktin miyozin boyunca hareket eder
    •Aktin sarkomerin merkezine doğru çekilir. A bandı sabit kalır, I bandı ve sarkomer boyu kısalır.
    •
    •Kasılma sırasında sarkomer
    •İnce filamanlar kalın filamanların üzerinde kayar.
    •Filamanların boyu değişmez, üst üste gelişleri artar.
    •A bandı genişliği sabit kalır, Z çizgileri birbirine yaklaşır, H bandı kaybolur.
    •Uyarılma-Kasılma Eşleşmesi

    SARKOTUBULER SİSTEM

    •Sarkoplazmik retikulum: ER, iki kısımdan oluşur: Longitüdinal tübüller ve her iki uçta terminal sisternalar (lateral keseler). Lateral keseler Ca2+ deposu, T tübüllerine bitişik
    •Transvers tüpler (T tübülleri): Sarkolemma, A-I bandı bileşiminde miyofibrillerin aralarına uzanır, AP yayılmasını sağlar
    •T tübül ve komşu iki lateral kese: Triad
    •Uyarılma-Kasılma Eşleşmesi
    •Sarkolemmada depolarizasyon à kasta kontraksiyon 
    •AP zara ve T–tüplerine yayılır.
    •T-tüpleri depolarize olur. Tübüllere komşu terminal sisternalardan Ca+2 sitoplazmaya salgılanır.
    •Bu, T tüp zarındaki dihidropiridin res. ve SR zarındaki riyanodin res. ile olur.
    •
    •Dihidropiridin res: T tübül zarında, L tip Ca kanalı, voltaj sensörü
    •Dörderli diziler halinde, tetrad denir.
    •T tübül depolarizasyonu ile DHP’de yapısal değişiklik olur, Ca iletkenliği artar
    •Tetrada komşu SR zarındaki riyanodin reseptöründe yapısal değişiklik olur (iki reseptör arasında mekanik bağlantı var)
    •SR’den Ca sitoplazmaya çıkar
    •
    •Riyanodin reseptörü ligand kapılı iyon kanalı, ligand kalsiyum
    •Riyanodin res sitoplazmik Ca2+ artınca da aktive olur (Kalsiyum ile indüklenen kalsiyum serbestlenmesi: CICR) 
    •DHP aracılı hücre dışından Ca2+ girişi ve CICR kalp kasında önemli
    •İskelet kasında ekstraselüler Ca2+ girişi önemsiz. Dış ortamda Ca2+ olmasa da kasılma olur.
    •Gevşeme
    •Ca2+ düşürülür. Yoksa kas kasılı durumda kalır (kontraktür, rigor mortis).
    •Ca2+ sitoplazmadan iki yolla uzaklaştırılır:
    –Hücre zarından atılma: Na-Ca zıt taşıyıcısı ve kalsiyum pompası (PMCA)
    –SERCA pompası (Ca2+- Mg2+-ATPaz) ile SR’e pompalanır (Daha önemli). SERCA enerjiyi ATP hidrolizinden alır.
    •Sitoplazmik Ca2+ azalınca Ca2+ troponinden ayrılır
    •Tropomiyozin aktin aktif bölgelerini kapatır, kas gevşer
    •Kalsekestrin, kalretikulin (düz kasta)
    •SR’da yüksek Ca2+ SERCA’yı inhibe eder. SR’de Ca2+ bağlayan proteinler var, depo kapasitesi artar. (mol’de 50 Ca2+ bağlar) 
    •Kalsekestrin: SR’da triadlara yakın yerleşmiş, riyanodin res. ile kompleks yapar.
    •Sarkoplazmaya Ca2+ çıkışında da rol alır (Kalp kası ve bazı düz kaslarda da var)
    •Motor birim
    •Bir motor nöron ve innerve ettiği kas lifleri.
    •İnnervasyon oranı (kas lifi/motor nöron) göz, parmakta 3-6, bacakta 600
    •Kasta motor birim lifleri yayılmış, komşu değiller.
    •Gereksinim arttıkça daha çok motor nöron-daha çok motor birim kasılmaya katılır.
    •Motor birimler eş zamanlı uyarılmaz, hareket düzgün olur.
    •Bir kası uyaran bütün motor nöronlara motor nöron havuzu denir.
    •İskelet kası nöral innervasyonu
    •Bir kas lifi tek bir motor nöron ve tek bir aksonla sinaps yapar.
    •Motor nöron gövdesi beyin sapı ya da omurilikte
    •Miyelinli, kalın akson, AP iletimi hızlı (70-120m/sn)
    •Kas yakınında miyelin kılıf sonlanır, akson dallanır.
    •Her bir son uç bir kas lifi ile kavşak yapar: Sinir-kas kavşağı (Schwann hücreleri)
    •Sinir-kas kavşağındaki kas zarı bir girinti yapar, motor son plak denir
    •Son plak
    •Sinir sonlanmasında Ach vezikülleri var.
    •Yeni veziküller hücre gövdesinde yapılır, aksonal taşıma ile son plak bölgesine taşınır.
    •Motor son plak
    •Sinir sonlanmasında zar kalın, aktif zon denir.
    •Aktif zonda “yoğun çubuklar” var
    •Yoğun çubuklarda VCa kanalları var
    •AP ile VCa açılır, Ca2+ girer
    •Ca2+ -kalmodulin bağımlı protein kinaz aktive olur
    •Sinapsin proteinleri aktive olur
    •Sinapsin Ach veziküllerini presinaptik zara “demirler” veziküller sinaptik aralığa açılır.
    •Ach, kas zarına diffüzyonla ulaşır.
    •Motor son plak
    •Sinaptik aralık 50 nm, karbonhidrat-protein yapılı bir ağla dolu
    •Kastaki bazal lamina, AChE enzimi içerir.
    •AChE (asetilkolin esteraz) Ach’i kolin ve asetata parçalar.
    •Kolin, taşıyıcı proteinle akson son ucuna  taşınır, kolin asetil transferaz ile Ach sentezlenir.
    •Ach veziküller içine taşıyıcı proteinle alınır.
    •
    •Ach, kas zarında nikotinik Ach reseptörüne bağlanır. Reseptör katyon kanalı (Na+,K+).
    •Kasa Na+ girer, son plak potansiyeli (EPP) oluşur (Dinlenim pot: -90mV)
    •EPP, kas zarını eşiğe ulaştırır, kasta AP oluşur. Eksitasyon kontraksiyon eşleşmesi ve kas kasılması olur.
    •Ach, Ach-esteraz’la yıkılır, Ach az kısmı difüzyonla uzaklaştırılır.
    •Kavşakta iletimin bozulması
    •Clostridium botulinum toksini: Ach vezikül füzyonunun inhibisyonu (sinapsin üzerinden) (botulizm)
    •Organofosfatlar, pestisitler: Asetilkolin esteraz inhibitörü (larinks spazmı)
    •Kürar: Nikotinik Ach reseptör antagonisti, Ach ile yarışır.
    •Miyastenia Graves