Kas Doku Histolojisi

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
Düzenlenimi
• A bandı (Anizotrop)
1.6 m uzunluğunda, 15 nm.
kalınlığındaki kalın filamanlar
• I bandı (İzotrop)
1.0 m uzunluğunda, 8 nm. kalınlığında
ince filamanlar
• Z Çizgisi
İnce filamanların tutunduğu yer aktin
• H bandı
Myozin moleküllerinin çubuk benzeri
kısımlarından,A bandını ikiye böler
• M çizgisi
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: O2’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.
Düz Kaslar
• 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 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 Ca2+ bağlayan bir
protein olan kalmadulin bulunur.
• Ca2+ 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 Ca2+
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.