Examkin

Soru

Zorluk: Çok zorİskelet Kası Mekaniği (Kasılma Tipleri ve Sumasyon)

İskelet kası fizyolojisinde, tek bir aksiyon potansiyeline yanıt olarak oluşan sarsı (twitch) sırasında üretilen maksimal gerim, kasın boyu sabit tutularak yüksek frekanslı uyarılarla elde edilen tam tetani sırasındaki gerimin yaklaşık 1/31/3 veya 1/41/4'ü kadardır.

Tetanik kasılmada üretilen kuvvetin tek bir sarsıya göre çok daha yüksek olmasının temel mekanizması aşağıdakilerden hangisidir?

  1. Ardışık uyarıların sitozolik kalsiyum düzeyini yüksek tutarak 'aktif durum' (active state) süresini uzatması ve serideki elastik bileşenlerin tam olarak gerilmesine olanak sağlamasıCevap
  2. B
    Mekanik sarsı süresinin aksiyon potansiyeli süresinden daha kısa olması sayesinde ardışık uyarıların elektriksel olarak üst üste binerek kalsiyum salınımını katlaması
  3. C
    Her bir aksiyon potansiyelinin sarkoplazmik retikulumdaki ryanodin reseptörlerini (RyR1) daha geniş bir açıyla açarak bir öncekine göre daha fazla kalsiyum salınmasına yol açması
  4. D
    Yüksek frekanslı uyarımın kas lifi içindeki troponin C moleküllerinin kalsiyuma olan bağlanma afinitesini yapısal olarak artırarak çapraz köprü sayısını maksimize etmesi
  5. E
    Tek bir kas lifi içinde aksiyon potansiyeli frekansı arttıkça lifin farklı bölgelerindeki sarkomerlerin ardışık olarak devreye girmesi (spatial sumasyon)

Cevap

İskelet kasında tetani sırasında kuvvetin artmasının temel nedeni, sitozolik kalsiyumun yüksek kalarak aktif durum süresini uzatması ve serideki elastik bileşenlerin tam gerilmesine izin vermesidir.
İskelet kasında tek bir aksiyon potansiyeli sonrasında kalsiyum sitozole salınır ancak sarkoplazmik retikulum tarafından hızla geri pompalanır. Bu kısa süreli kalsiyum varlığı (aktif durum), sarkomerlerin ürettiği kuvvetin kasın içindeki elastik yapıları (tendonlar, bağ dokusu, titin vb.) tam olarak germesine yetmez. Yüksek frekanslı uyarılarda kalsiyum sitozolde sürekli yüksek kalır; bu da aktif durum süresini uzatarak elastik elemanların tamamen gerilmesini ve iç kuvvetin dışarıya maksimum düzeyde yansımasını sağlar.

Adım Adım Çözüm

1
Tek bir sarsı (twitch) ve tetani arasındaki farkı analiz et.
Tek sarsıda kalsiyum hızla geri alınır, tetanide ise kalsiyum sitozolde birikir.
Kuvvet farkının iyonik temeli kalsiyum kinetiğidir.
2
'Aktif durum' (active state) kavramını değerlendir.
Aktif durum, kalsiyumun troponin C'ye bağlı olduğu ve çapraz köprülerin aktif olduğu süredir.
Kalsiyum yüksek kaldığı sürece kasılma mekanizması aktif kalır.
3
Seri Elastik Bileşenlerin (SEC) rolünü incele.
Sarkomerlerin ürettiği kuvvetin kemiğe iletilmesi için önce tendonlar ve bağ dokusu gibi elastik elemanların gerilmesi gerekir.
Tek sarsı bu elemanları tam germeye yetecek kadar uzun sürmez.
4
Tetanideki kuvvet artışını SEC ve aktif durumla ilişkilendir.
Uzamış aktif durum, SEC'in tam gerilmesini sağlar, böylece sarkomer kuvveti dışarıya kayıpsız iletilir.
Tetanik kuvvetin sarsıdan büyük olmasının mekanik açıklaması budur.

Anahtar Kavram

Aktif Durum ve Seri Elastik Bileşen İlişkisi
Bu soruyu puanla

Konular

İskelet Kası Mekaniği (Kasılma Tipleri ve Sumasyon)

Bu konudan daha fazla soru