Düz kas - Smooth muscle

Düz kas
Şekil 40 03 07.jpg
Arterlerin ve damarların duvarlarında tunika medyasında gösterilen düz kas
Detaylar
tanımlayıcılar
Latince muskularis levis; muskularis nonstriatus
D009130
NS H2.00.05.1.00001
FMA 14070
Anatomik terminoloji
düz kas dokusu
Düz kas dokusu, iç dairesel tabakayı (çekirdekler sonra pembe renkte), dış uzunlamasına tabakayı (çekirdekler sonra hücrelerin geri kalanını), daha sonra periton boşluğunun lümenine bakan seröz membranı vurgular.

Düz kas istemsiz çizgili olmayan bir kastır , sarkomerleri ve dolayısıyla çizgileri olmadığı için bu adla anılır . Tek üniteli ve çok üniteli düz kas olmak üzere iki alt gruba ayrılır . Tek ünite kas, yumuşak kas hücreleri, bütün paket ya da tabaka içinde sözleşme bir şekilde Sinsityum .

Düz kas, mide , bağırsaklar , mesane ve rahim gibi içi boş organların duvarlarında bulunur ; kan ve lenf damarları gibi geçiş yollarının duvarlarında ve solunum , idrar ve üreme sistemlerinin yollarında . Gelen gözlerde , siliyer kas , düz kas, dilate ve sözleşme türü iris ve şeklini değiştirebilir lens . Olarak deri , oluşanlar gibi düz kas hücrelerine arrector pili neden saç yanıt olarak dik durmak için soğuk sıcaklık veya korku .

Yapı

brüt anatomi

Yoğun gövdeler ve ara filamentler, kas lifinin kasılmasına neden olan sarkoplazma boyunca ağ oluşturur.
Otonom nöronlardan kaynaklanan varisler olarak adlandırılan bir dizi akson benzeri şişlik, düz kas boyunca gevşek bir şekilde motor üniteler oluşturur.

Düz kasların çoğu tek birimli çeşittir , yani ya tüm kas kasılır ya da tüm kas gevşer, ancak trakeada , büyük elastik arterlerde ve gözün irisinde çok birimli düz kas vardır . Bununla birlikte, tek birimli düz kas en yaygın olanıdır ve kan damarlarını (büyük elastik arterler hariç), idrar yolunu ve sindirim sistemini çizer .

Bununla birlikte, tek ve çok birimli düz kas terimleri aşırı basitleştirmeyi temsil eder . Bunun nedeni, düz kasların çoğunlukla farklı nöral elementlerin bir kombinasyonu tarafından kontrol edilmesi ve etkilenmesidir. Ayrıca çoğu zaman hücreden hücreye iletişimin ve lokal olarak üretilen aktivatörlerin/inhibitörlerin bulunacağı gözlemlenmiştir. Bu, çok birimli düz kasta bile biraz koordineli bir tepkiye yol açar.

Düz kas , yapı, işlev, kasılmanın düzenlenmesi ve uyarma-kasılma eşleşmesi açısından iskelet kası ve kalp kasından farklıdır . Bununla birlikte, düz kas dokusu, çizgili kastan daha büyük bir uzunluk-gerilim eğrisi içinde daha fazla elastikiyet ve fonksiyon gösterme eğilimindedir . Bu esneme ve kasılmayı sürdürme yeteneği, bağırsaklar ve idrar kesesi gibi organlarda önemlidir. Olarak kas Yumuşak gastrointestinal sistem - üç hücre tiplerinin bir karışımı ile aktive edilir , düz kas hücreleri (SMC'lere), Cajal geçiş hücreleri (SKK) ve trombosit kaynaklı büyüme faktörü reseptörü alfa elektriksel olarak birbirine bağlanmış ve çalışma vardır (PDGFRa) bir olarak SIP fonksiyonel Sinsityum .

mikroanatomi

Düz kas hücreleri

Aktin miyozin filaments.png

Olarak bilinen düz kas hücrelerine miyositler , iğ şeklinde geniş bir orta ve konik uçları olan, ve çizgili kas gibi, olabilir gergin ve dinlenmek . Rahat durumda, her hücre 30-200 mikrometre uzunluğundadır. Hiçbir miyofibril yoktur, ancak sitoplazmanın çoğu, birlikte kasılma yeteneğine sahip olan miyozin ve aktin proteinleri tarafından alınır .

miyozin

Miyozin, düz kasta öncelikle sınıf II'dir .

  • Miyosin II , baş ve kuyruk alanlarını oluşturan iki ağır zincir (MHC) içerir. Bu ağır zincirlerin her biri N-terminal baş bölgesini içerirken, C-terminal kuyrukları , iki ağır zinciri bir arada tutan sarmal-bobin morfolojisi alır (bir caduceus gibi birbirine sarılmış iki yılan düşünün ). Böylece, miyozin II'nin iki başı vardır. Düz kasta, miyozin II ağır zincirlerini kodlayan tek bir gen ( MYH11 ) vardır, ancak bu genin dört farklı izoformla sonuçlanan ek varyantları vardır . Ayrıca düz kas, kasılmaya dahil olmayan ve birden fazla genden kaynaklanabilen MHC içerebilir.
  • Miyozin II aynı zamanda 4 içeren hafif zincirler 20 (MLC ağırlığında başına 2'de elde edilen, (MLC) 20 ) ve 17 (MLC 17 ) kDa . Bunlar, baş ve kuyruk arasındaki "boyun" bölgesindeki ağır zincirleri bağlar.
    • MLC 20 , düzenleyici hafif zincir olarak da bilinir ve kas kasılmasına aktif olarak katılır . Düz kasta iki MLC 20 izoformu bulunur ve bunlar farklı genler tarafından kodlanır, ancak kasılmaya yalnızca bir izoform katılır.
    • MLC 17 , temel hafif zincir olarak da bilinir . Tam işlevi belirsizdir, ancak MLC 20 ile birlikte miyozin başının yapısal stabilitesine katkıda bulunduğuna inanılmaktadır . MLC 17 genindeki alternatif eklemenin bir sonucu olarak iki MLC 17 varyantı (MLC 17a/b ) mevcuttur .

Ağır ve hafif zincirlerin farklı kombinasyonları, yüzlerce farklı tipte miyozin yapısına izin verir, ancak belirli bir düz kas yatağında bu tür birkaç kombinasyondan fazlasının fiilen kullanılması veya kullanılmasına izin verilmesi olası değildir. Rahimde, miyozin ekspresyonundaki bir kaymanın , adet döngüsü sırasında görülen uterus kasılmalarının yönündeki değişikliklere fayda sağladığı varsayılmıştır .

aktin

Kasılma mekanizmasının bir parçası olan ince filamentler ağırlıklı olarak α- ve γ-aktin'den oluşur. Düz kas α-aktin (alfa aktin), düz kas içindeki baskın izoformdur. Ayrıca, kasılmada yer almayan, ancak bir kasılma uyarıcısı varlığında plazma zarının hemen altında polimerize olan ve böylece mekanik gerilime yardımcı olabilen çok sayıda aktin (esas olarak β-aktin) vardır. Alfa aktin ayrıca düz kas, kalp kası ve iskelet kası spesifik alfa aktin izoformları gibi farklı genetik izoformlar olarak ifade edilir.

Oranı aktin için miyozin 1 ve 10: 1: düz kas 2 arasındadır. Tersine, kütle oranı açısından (molar oranın aksine), miyozin çizgili iskelet kasında baskın proteindir ve aktin miyozin oranı 1:2 ila 1:3 aralığındadır. Sağlıklı genç yetişkinler için tipik bir değer 1:2.2'dir.

Diğer ilişkili proteinler

Düz kas, protein troponin içermez ; bunun yerine kalmodulin (düz kasta düzenleyici rolü üstlenir), kaldesmon ve calponin düz kas içinde eksprese edilen önemli proteinlerdir.

  • Tropomiyosin , düz kasta bulunur, yedi aktin monomerini kapsar ve ince filamentlerin tüm uzunluğu boyunca uçtan uca uzanır. Olarak çizgili kas , kalsiyum mevcut olduğu kadar, tropomiosin, aktin-miyosin etkileşimlerini bloke etmeye hizmet etmekte, fakat düz kaslarda, işlevi bilinmemektedir.
  • Calponin molekülleri, aktin olarak eşit sayıda bulunabilir ve yük taşıyan bir protein olduğu öne sürülmüştür.
  • Caldesmon'un aktin, miyozin ve tropomiyozinin bağlanmasına dahil olduğu ve böylece düz kasın gerilimi koruma yeteneğini arttırdığı öne sürülmüştür.

Ayrıca, bu proteinlerin üçü de, aksi takdirde kas kasılmasını sağlamak için enerji sağlayan miyozin kompleksinin ATPaz aktivitesini inhibe etmede rol oynayabilir .

yoğun cisimler

Aktin filamentleri yoğun cisimlere bağlanır. Yoğun cisimler a-aktinin bakımından zengindir ve ayrıca ara filamentler (büyük ölçüde vimentin ve desmin'den oluşur ) ekler ve bu nedenle ince filamentlerin kuvvet uygulayabileceği çapa görevi görür. Yoğun cisimler ayrıca hücre iskeletinde bulunan tip olan β-aktin ile ilişkilidir, bu da yoğun cisimlerin hem kasılma mekanizmasından hem de hücre iskeletinden gelen gerilimleri koordine edebileceğini düşündürür. Yoğun cisimler elektron mikroskobu altında daha koyu görünür ve bu nedenle bazen elektron yoğun olarak tanımlanırlar.

Ara filamentler, sonunda sarkolemma adı verilen düz kas hücresinin hücre zarındaki yapışık bağlantılara (fokal adezyonlar olarak da adlandırılır) bağlanan yoğun gövdeler yoluyla diğer ara filamentlere bağlanır . Yapışan bağlantılar, a-aktinin, vinkülin ve hücre iskeleti aktin dahil olmak üzere çok sayıda proteinden oluşur. Yapışık bağlantılar , düz kas hücresini kaburga benzeri bir düzende çevreleyen yoğun bantların etrafına dağılmıştır . Yoğun bant (veya yoğun plaklar) alanları, çok sayıda caveola içeren zar bölgeleriyle değişir . Aktin ve miyozin kompleksleri kasıldığında, bu tür yoğun bantlara bağlanan ara filamentler aracılığıyla kuvvet sarkolemmaya iletilir.

kasılma

Kasılma sırasında, kuvvet gelişimini optimize etmek için kasılma mekanizmasının mekansal bir yeniden organizasyonu vardır. bu yeniden düzenlemenin bir kısmı, vimentinin bir p21 ile aktive edilmiş kinaz tarafından Ser 56'da fosforile edilmesinden oluşur, bu da vimentin polimerlerinin bir miktar ayrılmasına neden olur.

Ayrıca, aktin/miyozin oranı değiştikçe ve miyozin filamentlerinin uzunluğu ve sayısı değiştikçe, miyozin filamentlerinin sayısı bazı dokularda gevşemiş ve kasılmış durum arasında dinamiktir.

İzole edilmiş tek düz kas hücrelerinin spiral tirbuşon şeklinde büzüldüğü gözlemlenmiştir ve cama yapışık izole edilmiş geçirgenleştirilmiş düz kas hücreleri (böylece kasılma proteinlerinin dahili olarak büzülmesine izin verilmiştir), hücre kasılırken uzun eksen boyunca kasılma protein etkileşim bölgeleri gösterir.

Düz kas içeren dokunun sık sık gerilmesi gerekir, bu nedenle elastikiyet düz kasın önemli bir özelliğidir. Düz kas hücreleri, kollajen (ağırlıklı olarak tip I ve III), elastin , glikoproteinler ve proteoglikanlar içeren karmaşık bir hücre dışı matris salgılayabilir . Düz kas ayrıca hücre dışı matrisin bu proteinleri ile etkileşime girecek spesifik elastin ve kollajen reseptörlerine sahiptir. Hücre dışı matrisleri ile bu lifler , bu dokuların viskoelastisitesine katkıda bulunur . Örneğin, büyük arterler bir Windkessel gibi davranan , ventriküler kasılmayı yayan ve pulsatil akışı düzelten viskoelastik damarlardır ve tunika ortamı içindeki düz kas bu özelliğe katkıda bulunur.

kaveola

Sarkolemma da içeren kaveollerden mikro bölgeleri olarak, lipid sallarının için özel hücre sinyal olayları ve iyon kanalları . Sarkoplazmadaki bu invaginasyonlar bir dizi reseptör ( prostasiklin , endotelin , serotonin , muskarinik reseptörler , adrenerjik reseptörler ), ikinci haberci jeneratörler ( adenilat siklaz , fosfolipaz C ), G proteinleri (RhoA, G ​​alfa), kinazlar ( rho kinaz -ROCK) içerir. , protein kinaz C , protein Kinaz A ), iyon kanalları (L tipi kalsiyum kanalları , ATP'ye duyarlı potasyum kanalları, kalsiyuma duyarlı potasyum kanalları ) birbirine çok yakındır. Kaveola genellikle sarkoplazmik retikulum veya mitokondriye yakındır ve zardaki sinyal moleküllerini organize ettiği öne sürülmüştür.

Uyarma-daralma kuplajı

Düz bir kas, kasılmaya neden olan dış uyaranlarla uyarılır. Her adım aşağıda daha ayrıntılı olarak açıklanmıştır.

Tetikleyici uyaranlar ve faktörler

Düz kas kendiliğinden kasılabilir ( iyonik kanal dinamikleri yoluyla ) veya bağırsakta olduğu gibi özel kalp pilleri hücreleri Cajal'ın interstisyel hücreleri ritmik kasılmalar üretir. Ayrıca, kasılma ve gevşeme bir dizi fizyokimyasal ajan (örneğin hormonlar, ilaçlar, nörotransmitterler - özellikle otonom sinir sisteminden ) tarafından indüklenebilir .

Vasküler ağacın çeşitli bölgelerindeki düz kas, hava yolu ve akciğerler, böbrekler ve vajina, iyonik kanalların, hormon reseptörlerinin, hücre sinyal yollarının ve işlevi belirleyen diğer proteinlerin ifadelerinde farklıdır.

Dış maddeler

Örneğin, deri, gastrointestinal sistem, böbrek ve beyindeki kan damarları, norepinefrin ve epinefrine ( sempatik uyarıdan veya adrenal medulladan) vazokonstriksiyon üreterek yanıt verir (bu yanıta alfa-1 adrenerjik reseptörler aracılık eder ). Bununla birlikte, iskelet kası ve kalp kası içindeki kan damarları , beta- adrenerjik reseptörlere sahip oldukları için vazodilatasyon üreten bu katekolaminlere yanıt verir . Dolayısıyla, çeşitli adrenerjik reseptörlerin dağılımında, farklı bölgelerden gelen kan damarlarının aynı madde norepinefrin/epinefrine neden farklı tepki verdiğindeki farkı ve ayrıca salınan bu katekolaminlerin değişen miktarları ve duyarlılıklarından kaynaklanan farklılıkları açıklayan bir fark vardır. konsantrasyonlara çeşitli reseptörler.

Genel olarak arteriyel düz kas, karbondioksite vazodilatasyon üreterek yanıt verir ve oksijene vazokonstriksiyon üreterek yanıt verir. Akciğer içindeki pulmoner kan damarları, düştüğünde yüksek oksijen gerilimine vazodile ettikleri ve vazokonstriksiyon yaptıkları için benzersizdir. Akciğerin hava yollarını kaplayan düz kas olan bronşiyol, karbondioksit düşük olduğunda vazodilatasyon ve vazokonstriksiyon üreten yüksek karbondioksite yanıt verir. Pulmoner kan damarları ve bronşiyol hava yolu düz kasları tarafından karbondioksit ve oksijene verilen bu tepkiler, akciğerlerdeki perfüzyon ve ventilasyonun eşleşmesine yardımcı olur. Diğer farklı düz kas dokuları, aşırı miktarda ila küçük sarkoplazmik retikulum sergiler, bu nedenle uyarma-kasılma eşleşmesi, hücre içi veya hücre dışı kalsiyuma olan bağımlılığına göre değişir.

Son araştırmalar, sfingosin-1-fosfat (S1P) sinyalinin vasküler düz kas kasılmasının önemli bir düzenleyicisi olduğunu göstermektedir . Tüm transmural basınç artar, sfingosin 1 kinaz S1P için fosforlaştırır sfingosini, hücrelerin plazma membranında S1P2 reseptörüne bağlanır. Bu, hücre içi kalsiyumda geçici bir artışa yol açar ve Rac ve Rhoa sinyal yollarını aktive eder. Toplu olarak, bunlar MLCK aktivitesini arttırmaya ve MLCP aktivitesini azaltmaya hizmet ederek kas kasılmasını teşvik eder. Bu, arteriyollerin artan kan basıncına yanıt olarak direnci artırmasına ve böylece sabit kan akışını sürdürmesine izin verir. Sinyal yolunun Rhoa ve Rac kısmı, direnç arter tonunu düzenlemek için kalsiyumdan bağımsız bir yol sağlar .

Dürtü yayılması

Organ boyutlarını kuvvete karşı korumak için hücreler birbirine yapışık bağlantılarla bağlanır . Sonuç olarak, hücreler, bir hücrenin büzülmesi, bitişik bir hücrede bir dereceye kadar büzülmeye neden olacak şekilde mekanik olarak birbirine bağlanır. Boşluk bağlantıları, bitişik hücreleri kimyasal ve elektriksel olarak birleştirir, kimyasalların (örneğin kalsiyum) yayılmasını veya düz kas hücreleri arasındaki aksiyon potansiyellerini kolaylaştırır. Tek birimli düz kas, çok sayıda boşluk kavşağı gösterir ve bu dokular genellikle toplu olarak kasılan tabakalar veya demetler halinde düzenlenir.

kasılma

Düz kas kasılması, miyozin ve aktin filamentlerinin ( kayan bir filament mekanizması ) birbiri üzerinde kaymasıyla oluşur . Bunun gerçekleşmesi için gereken enerji , ATP'nin hidrolizi ile sağlanır . Miyozin, miyozinin bir kısmının moleküler konformasyonel bir değişikliğini üretmek için ATP kullanan bir ATPaz işlevi görür ve hareket üretir. Filamentlerin birbirleri üzerindeki hareketi, miyozin filamentlerinden çıkıntı yapan küresel kafalar, çapraz köprüler oluşturmak için aktin filamentlerine bağlanıp etkileşime girdiğinde gerçekleşir. Miyozin başları, aktin filamenti boyunca küçük bir mesafe (10-12 nm) eğilir ve sürüklenir. Kafalar daha sonra aktin filamentini serbest bırakır ve daha sonra aktin filamenti üzerindeki başka bir yere (10-12 nm) daha uzak bir yere taşınmak için açı değiştirir. Daha sonra aktin molekülüne yeniden bağlanabilir ve onu daha fazla sürükleyebilirler. Bu sürece çapraz köprü döngüsü denir ve tüm kaslar için aynıdır (bkz. kas kasılması ). Kalp ve iskelet kasından farklı olarak düz kas, kalsiyum bağlayıcı protein troponin içermez. Kasılma, kalsiyumla aktive olan bir troponin sisteminden ziyade, miyozinin kalsiyum tarafından düzenlenen fosforilasyonu ile başlatılır.

Çapraz köprü döngüsü, miyozin ve aktin komplekslerinin kasılmasına neden olur, bu da tüm gerilme yapı zincirleri boyunca artan gerilime neden olur ve sonuçta tüm düz kas dokusunun kasılmasına neden olur.

Fazik veya tonik

Düz kas, hızlı kasılma ve gevşeme ile fazsal olarak veya yavaş ve sürekli kasılma ile tonik olarak kasılabilir. Üreme, sindirim, solunum ve idrar yolları, cilt, göz ve damar sisteminin tümü bu tonik kas tipini içerir. Bu tip düz kas, sadece çok az enerji kullanımıyla gücü uzun süre koruyabilir. Miyozin ağır ve hafif zincirlerinde, tonik ve fazik düz kas arasındaki kasılma düzenleri ve kasılma kinetiğindeki bu farklılıklarla da bağıntılı olan farklılıklar vardır.

Miyozin başlarının aktivasyonu

Çapraz köprü döngüsü, çapraz köprülerin oluşmasına izin vermek için miyozin başları aktive olana kadar gerçekleşemez . Hafif zincirler fosforillendiğinde aktif hale gelirler ve kasılmanın gerçekleşmesine izin verirler. Hafif zincirleri fosforile eden enzim, MLC 20 kinaz olarak da adlandırılan miyozin hafif zincir kinaz (MLCK) olarak adlandırılır . Kasılmayı kontrol etmek için, MLCK sadece kas kasılmak üzere uyarıldığında çalışacaktır. Stimülasyon, kalsiyum iyonlarının hücre içi konsantrasyonunu artıracaktır. Bunlar , kalmodulin adı verilen bir moleküle bağlanır ve bir kalsiyum-kalmodulin kompleksi oluşturur. MLCK'yı aktive etmek için bağlanacak ve kasılma reaksiyonları zincirinin gerçekleşmesine izin verecek olan bu komplekstir.

Aktivasyon , MLC 20 hafif zincirinde 19 (Ser19) pozisyonundaki bir serinin fosforilasyonundan oluşur; bu, çapraz köprü döngüsünün kısmına karşılık gelen miyozin ağır zincirinin boyun bölgesindeki açıyı artıran bir konformasyonel değişikliğe neden olur. miyozin başının aktin filamentine bağlı olmadığı ve üzerindeki başka bir bölgeye yer değiştirdiği yer. Miyozin başının aktin filamentine bağlanmasından sonra, bu serin fosforilasyonu aynı zamanda müteakip kasılmayı besleyecek enerjiyi sağlamak için miyozin baş bölgesinin ATPaz aktivitesini de aktive eder. MLC20'de 18. pozisyonda (Thr18) bir treoninin fosforilasyonu da mümkündür ve miyozin kompleksinin ATPaz aktivitesini daha da artırabilir.

Sürekli bakım

MLC 20 miyozin hafif zincirlerinin fosforilasyonu, düz kasın kısalma hızı ile iyi ilişkilidir. Bu süre boyunca, oksijen tüketimi ile ölçüldüğü üzere, hızlı bir enerji kullanımı patlaması vardır. Başlamadan birkaç dakika sonra kalsiyum seviyesi belirgin şekilde düşer, MLC 20 miyozin hafif zincir fosforilasyonu azalır ve enerji kullanımı azalır ve kas gevşeyebilir. Yine de düz kas, bu durumda da sürekli kuvvet koruma yeteneğine sahiptir. Bu sürekli faz, çok yavaş döngü yapan, özellikle defosforile edilmiş miyozinin aktin'den ayrıldığı döngü aşamasına ilerlemeyi yavaşlatan ve böylece kuvveti düşük enerji maliyetlerinde tutan mandal köprüleri olarak adlandırılan belirli miyozin çapraz köprülerine atfedilmiştir. Bu fenomen özellikle tonik olarak aktif düz kas için çok değerlidir.

Vasküler ve viseral düz kasların izole preparatları, belirli bir miktarda kasılma kuvveti oluşturan depolarizan yüksek potasyum dengeli salin ile kasılır. Endotelin veya serotonin gibi bir agonist ile normal dengeli salin içinde uyarılan aynı preparasyon daha fazla kasılma kuvveti üretecektir. Kuvvetteki bu artışa kalsiyum duyarlılığı denir. Miyozin hafif zincir fosfataz, miyozin hafif zincir kinazın kalsiyuma kazanımını veya duyarlılığını artırmak için inhibe edilir. Miyozin hafif zincir fosfatazındaki bu azalmayı düzenlediğine inanılan çok sayıda hücre sinyal yolu vardır: bir RhoA-Rock kinaz yolu, bir Protein kinaz C-Protein kinaz C güçlenme inhibitörü protein 17 (CPI-17) yolu, telokin ve bir Zip kinaz patika. Daha fazla Rock kinaz ve Zip kinazın, 20kd miyozin hafif zincirlerini doğrudan fosforile ettiği gösterilmiştir.

Diğer kasılma mekanizmaları

Diğer hücre sinyal yolları ve protein kinazlar da ( Protein kinaz C , Rho kinaz , Zip kinaz, Fokal yapışma kinazlar) dahil edilmiştir ve aktin polimerizasyon dinamikleri kuvvetin korunmasında rol oynar. Miyozin hafif zincir fosforilasyonu, kısalma hızı ile iyi bir korelasyon gösterirken, diğer hücre sinyal yolları, kuvvetin geliştirilmesinde ve kuvvetin korunmasında rol oynar. Özellikle fokal yapışma adaptör protein-paxillin üzerindeki spesifik tirozin kalıntılarının spesifik tirozin kinazlar tarafından fosforilasyonunun, geliştirme ve sürdürmeyi zorlamak için gerekli olduğu gösterilmiştir. Örneğin, siklik nükleotitler, kuvvet bastırma olarak adlandırılan bir süreç olan çapraz köprü fosforilasyonunda azalma olmaksızın arteriyel düz kasları gevşetebilir. Bu sürece, küçük ısı şoku proteini hsp20'nin fosforilasyonu aracılık eder ve fosforile edilmiş miyozin başlarının aktin ile etkileşime girmesini önleyebilir.

Gevşeme

Hafif zincirlerin MLCK tarafından fosforilasyonu, MLC 20 miyozin hafif zincirlerini defosforile eden ve böylece kasılmayı önleyen bir miyozin hafif zincir fosfataz tarafından karşılanır . Aktin ve miyozin dinamiklerinin düzenlenmesinde başka sinyal yolları da yer almıştır. Genel olarak, düz kasın gevşemesi, miyozin fosfataz aktivitesini artıran, hücre içi kalsiyum seviyelerini azaltan, düz kası hiperpolarize eden ve/veya aktin kasını düzenleyen hücre sinyal yollarıyla olur ve miyozin kasını endotel kaynaklı gevşetici faktör aracılık edebilir. -nitrik oksit, endotelyal kaynaklı hiperpolarize edici faktör (bir endojen kannabinoid, sitokrom P450 metaboliti veya hidrojen peroksit) veya prostasiklin (PGI2). Nitrik oksit ve PGI2 sırasıyla çözünür guanilat siklazı ve zara bağlı adenilat siklazı uyarır . Bu siklazlar tarafından üretilen siklik nükleotitler (cGMP ve cAMP), Protein Kinaz G ve Protein Kinaz A'yı aktive eder ve bir dizi proteini fosforile eder. Fosforilasyon olayları, hücre içi kalsiyumda bir azalmaya (L tipi Kalsiyum kanallarını inhibe eder, IP3 reseptör kanallarını inhibe eder , sarkoplazmik retikulum Kalsiyum pompası ATPaz'ı uyarır ), kalsiyum duyarlılığını değiştirerek ve miyozin hafif zincir fosfataz aktivitesini artırarak 20kd miyozin hafif zincir fosforilasyonunda bir azalmaya yol açar. hücreyi hiperpolarize eden kalsiyuma duyarlı potasyum kanallarının uyarılması ve Protein Kinaz A ve G tarafından küçük ısı şoku proteini (hsp20) üzerindeki amino asit kalıntısı serin 16'nın fosforilasyonu. hsp20'nin fosforilasyonunun aktin ve fokal yapışma dinamiklerini değiştirdiği görülmektedir. ve aktin-miyosin etkileşimi ve son kanıtlar, hsp20'nin 14-3-3 proteinine bağlanmasının bu sürece dahil olduğunu gösterir. Alternatif bir hipotez, fosforile edilmiş Hsp20'nin , fosforile edilmiş miyozinin aktin ile afinitesini de değiştirebileceği ve çapraz köprü oluşumuna müdahale ederek kontraktiliteyi engelleyebileceğidir. Endotelden türetilen hiperpolarize edici faktör, kalsiyuma duyarlı potasyum kanallarını ve/veya ATP'ye duyarlı potasyum kanallarını uyarır ve hücreyi hiperpolarize eden ve gevşeme sağlayan potasyum akışını uyarır.

Omurgasız düz kas

Omurgasız düz kasında, kalsiyumun doğrudan miyozine bağlanmasıyla kasılma başlatılır ve daha sonra çapraz köprüler hızla dönerek kuvvet oluşturur. Omurgalı düz kas mekanizmasına benzer şekilde, düşük kalsiyum ve düşük enerji kullanımı yakalama aşaması vardır. Bu sürekli faz veya yakalama fazı, miyozin hafif zincir kinaza ve twitchin adı verilen elastik protein-titine benzerlikleri olan bir yakalama proteinine atfedilmiştir. İstiridyeler ve diğer çift kabuklu yumuşakçalar, düz kasların bu yakalama evresini, kabuklarını çok az enerji kullanarak uzun süre kapalı tutmak için kullanırlar.

Özel efektler

Farklı organlardaki düz kas hücrelerinde yapı ve işlev temelde aynı olmasına rağmen, spesifik etkileri veya son işlevleri farklıdır.

Vasküler düz kasın kasılma işlevi, direnç arterleri olarak adlandırılan küçük arterlerin lümen çapını düzenler , böylece kan basıncının ve vasküler yataklara kan akışının seviyesinin ayarlanmasına önemli ölçüde katkıda bulunur. Düz kas yavaş kasılır ve kan damarlarında, bronşiyollerde ve bazı sfinkterlerde kasılmayı (tonik olarak) uzun süre koruyabilir. Arteriyol düz kasını aktive etmek, dinlenmenin lümen çapını 1/3 oranında azaltabilir, böylece kan akışını ve direncini büyük ölçüde değiştirir. Aort düz kasının aktivasyonu, lümen çapını önemli ölçüde değiştirmez, ancak damar duvarının viskoelastisitesini arttırmaya hizmet eder.

Sindirim sisteminde düz kas ritmik bir peristaltik tarzda kasılır ve fazik kasılmanın bir sonucu olarak gıda maddelerini sindirim kanalından ritmik olarak zorlar.

Jukstaglomerüler aparatın afferent arteriolünde, ozmotik ve basınç değişikliklerine yanıt olarak renin salgılayan özel düz kasta kontraktil olmayan bir işlev görülür ve ayrıca glomerüler filtrasyon hızının tübüloglomerüler düzenlemesinde ATP salgıladığına inanılır. Renin, kan basıncını düzenlemek için renin-anjiyotensin sistemini aktive eder .

Büyüme ve yeniden düzenleme

Dış faktörlerin büyümeyi ve yeniden düzenlemeyi teşvik ettiği mekanizma henüz tam olarak anlaşılamamıştır. Bir dizi büyüme faktörü ve nörohumoral ajan, düz kas büyümesini ve farklılaşmasını etkiler. Çentik reseptörü ve hücre sinyal yolunun, vaskülojenez ve arter ve ven oluşumu için gerekli olduğu gösterilmiştir. Proliferasyon, aterosklerozun patogenezinde yer alır ve nitrik oksit tarafından inhibe edilir.

Düz kasın embriyolojik kökeni, genellikle miyogenez olarak bilinen bir süreçte kas hücrelerinin yaratılmasından sonra mezodermal kökenlidir . Bununla birlikte, koroner arter düz kası mezodermal kökenli olmasına rağmen , Aort ve Pulmoner arterlerdeki (kalbin Büyük Arterleri) düz kas, nöral krest kaynaklı ektomezenşimden türetilir .

İlgili hastalıklar

Multisistemik düz kas disfonksiyonu sendromu , gelişmekte olan bir embriyonun vücudunun gastrointestinal sistem için yeterli düz kas oluşturmadığı genetik bir durumdur . Bu durum ölümcüldür.

Anti-pürüzsüz kas antikorları (ASMA), hepatit , siroz veya lupus gibi bir oto-bağışıklık bozukluğunun belirtisi olabilir .

Düz kas tümörleri çoğunlukla iyi huyludur ve daha sonra leiomyomlar olarak adlandırılır . Herhangi bir organda ortaya çıkabilirler, ancak genellikle rahim , ince bağırsak ve yemek borusunda görülürler . Malign düz kas tümörlerine leiomyosarkomlar denir . Leiomyosarkomlar, yumuşak doku sarkomlarının daha yaygın türlerinden biridir . Vasküler düz kas tümörleri çok nadirdir. Onlar olabilir malign veya benign ve morbidite ya türü ile önemli bir fark olabilir. İntravasküler leiomyomatozis , damarlar boyunca uzanan iyi huylu bir neoplazmdır ; anjiyoleiomyoma , ekstremitelerin iyi huylu bir neoplazmıdır; Vasküler leiomyosarkomlar vena kava inferiorda , pulmoner arterler ve damarlarda ve diğer periferik damarlarda bulunabilen malign bir neoplazmdır . Ateroskleroza bakınız .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar