Düz Kas Organizasyonu ve Regülasyonu
Düz kas, küçük, iğ şeklinde, tek çekirdekli hücrelerden oluşan, çizgili olmayan, istemsiz bir kas türüdür. Çizgili kasın düzenli sarkomerlerine sahip değildir; bunun yerine aktin ve miyozin filamentleri eğik olarak uzanır ve yoğun cisimciklere ile hücre zarına bağlanır. Kasılmaları dereceli ve sürdürülebilirdir ve troponin anahtarı yerine esas olarak miyozinin fosforilasyon durumu tarafından belirlenmektedir.
Tanım
Düz kas, küçük, iğ şeklinde, tek merkezi çekirdekli hücrelerden oluşan, çizgili olmayan, istemsiz bir kastır; aktin ve miyozin filamentleri düzenli sarkomerlere değil, sitoplazmik yoğun cisimciklere ve zar yoğun plaklarına bağlanır ve kasılması esas olarak kalsiyum bağımlı miyozin hafif zincir fosforilasyonu ile düzenlenmektedir.
Kapsam
Bu konu, düz kasın histolojik organizasyonunu — iğ şeklindeki hücre, merkezi çekirdeği, yoğun cisimcikleri ve eğik kasılma ağı — ile birlikte kasılmasının kalsiyum ve miyozin hafif zincir fosforilasyonu aracılığıyla nasıl düzenlendiğinin genel hatlarını kapsamaktadır. Moleküler düzenleyici mantığı yönlendirme amacıyla açıklamaktadır; farmakolojik dozaj veya tedavi tavsiyesi vermemektedir.
Temel sorular
- Düz kas hücresi sarkomerler olmadan dahili olarak nasıl organize olmaktadır?
- Yoğun cisimcikler ve yoğun plaklar nelerdir ve neleri bağlamaktadırlar?
- Düz kas kasılması nasıl açılıp kapanmaktadır?
- Kalsiyum duyarlılığı düz kasın kuvvetini nasıl modüle etmektedir?
Anahtar kavramlar
- İğ şeklinde tek çekirdekli hücre
- Çizgilenme ve sarkomerlerin yokluğu
- Yoğun cisimcikler ve zar yoğun plakları
- Eğik aktin-miyozin ağı
- Kalsiyum-kalmodulin aktivasyonu
- Miyozin hafif zincir kinaz (MLCK)
- Miyozin hafif zincir fosfataz (MLCP)
- Kalsiyum duyarlılığı (Rho-kinaz yolu)
- Tek birimli ve çok birimli düz kas
- Kaveolalar ve yoğun bantlar
Mekanizmalar
Düz kas hücreleri küçük ve iğ şeklindedir, her birinde bir merkezi çekirdek bulunmaktadır. İnce (aktin) ve kalın (miyozin) filamentleri sarkomerler halinde hizalanmamış olup, hücre boyunca eğik olarak uzanır ve sitoplazmik yoğun cisimciklere ve zarla ilişkili yoğun plaklara yerleşir; bu düzenleme hücrenin önemli ölçüde kısalmasına olanak tanır. Kasılma, sitozolik kalsiyumdaki artışla başlar; bu artış kalmoduline bağlanır ve miyozin hafif zincir kinazı (MLCK) aktive eder; MLCK, düzenleyici miyozin hafif zincirini fosforile ederek aktin-miyozin çapraz köprü döngüsüne izin verir (Webb, 2003). Gevşeme, miyozin hafif zincir fosfataz (MLCP) tarafından defosforilasyon ile gerçekleşir. Kritik olarak, belirli bir kalsiyum seviyesi için üretilen kuvvet, MLCK-MLCP dengesini değiştirerek modüle edilebilmektedir: G proteinleri ve Rho-kinaz aracılığıyla sinyal iletimi MLCP'yi inhibe edebilir ve böylece kası kalsiyuma duyarlı hale getirerek kasılmayı sürdürebilir (Somlyo & Somlyo, 2003). Düz kas, işlevsel olarak, gap junction'lar aracılığıyla elektriksel olarak bağlanmış ve bir tabaka halinde kasılan tek birimli (viseral) doku ile hücrelerin innervasyona daha bağımsız yanıt verdiği çok birimli doku olarak ikiye ayrılmaktadır.
Klinik önem
Normal düz kas organizasyonu ve düzenleyici yolları, damarların, hava yollarının ve bağırsak duvarının tonusunu anlamak için bir referans noktasıdır ve birçok ilaç sınıfı burada açıklanan kalsiyum ve miyozin-fosforilasyon yolları üzerinde etki göstermektedir. Bu madde, yapıyı ve düzenlemeyi yalnızca eğitimsel yönlendirme amacıyla açıklamaktadır ve herhangi bir spesifik ilaç, doz veya tedaviyi önermemektedir.
Kanıt ve kılavuzlar
Açıklamalar, düz kas regülasyonuna ilişkin fizyolojik derlemelere (Somlyo & Somlyo, 2003; Webb, 2003) ve standart histoloji metinlerine (Mescher, 2018) dayanmaktadır. Bu tanımlayıcı içeriği düzenleyen herhangi bir klinik kılavuz bulunmamaktadır.
Tarihçe
Düz kas, on dokuzuncu yüzyılda enine çizgilenmelerinin olmaması ve tek merkezi çekirdeği ile çizgili kastan histolojik olarak ayırt edilmiştir. Yirminci yüzyıl, eğik filament organizasyonunu ve yoğun cisimciklere bağlanmasını açıklığa kavuşturmuş ve miyozin hafif zincir fosforilasyonunu merkezi düzenleyici anahtar olarak belirlemiştir; daha sonraki çalışmalar, Rho-kinaz ve miyozin fosfataz aracılığıyla kalsiyum duyarlılığını ikinci bir kontrol katmanı olarak tanımlamıştır (Somlyo & Somlyo, 2003).
İlgili konular
Temel eserler
- somlyo-2003
- webb-2003
Sıkça sorulan sorular
- Düz kas mikroskop altında neden çizgili görünmemektedir?
- Aktin ve miyozin filamentleri, çizgili kasta görülen düzenli tekrarlayan sarkomerler halinde düzenlenmemiştir; eğik olarak uzanır ve yoğun cisimciklere bağlanır, bu nedenle bantlı enine çizgilenmeler oluşmaz.
- Düz kas kasılması nasıl başlatılmaktadır?
- Hücre içi kalsiyumdaki artış kalmoduline bağlanır ve miyozin hafif zincir kinazı aktive eder, bu da miyozin hafif zincirini fosforile eder ve çapraz köprü döngüsüne izin verir; miyozin hafif zincir fosfataz bu fosfatı çıkardığında gevşeme gerçekleşir.