Soru

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

İskelet kasında deneysel olarak oluşturulan tek bir mekanik sarsı (twitch) sırasında üretilen dışsal kuvvetin, maksimal tetanik kasılma sırasında üretilen kuvvetten çok daha düşük olmasının temel fizyolojik nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

  1. A
    Tek bir aksiyon potansiyeli sonrası sarkoplazmik retikulumdan salınan kalsiyum miktarının, troponin-C bölgelerinin tamamını doyurmak için yetersiz kalması
  2. B
    Aksiyon potansiyeli süresinin mekanik sarsı süresinden daha uzun olması nedeniyle yeni bir uyarının sumasyon oluşturamaması
  3. Tek bir sarsı sırasında kalsiyumun sarkoplazmada kalış süresinin, kas içi 'seri elastik komponentleri' tam olarak gerecek kadar uzun olmamasıCevap
  4. D
    Sürekli uyarı (tetani) sırasında miyozin başlarındaki ATPaz aktivitesinin, tek sarsıya göre kinetik olarak daha hızlı çalışması
  5. E
    Spatial (uzaysal) sumasyonun tek bir kas lifi düzeyinde gerçekleşememesi nedeniyle birim kuvvetin düşük kalması

Cevap

Tek bir sarsı sırasında kalsiyumun sarkoplazmada kalış süresinin, kas içi seri elastik komponentleri tam olarak gerecek kadar uzun olmaması nedeniyle dışsal kuvvet düşük kalır.
İskelet kası lifleri içerisinde, aktin ve miyozin filamentleri ile kemik/tendon arasında 'seri elastik komponentler' (titin, tendonlar, sarkomer içi elastik proteinler) bulunur. Kasın kısalıp kuvvet aktarabilmesi için önce bu elemanların gerilmesi gerekir. Tek bir sarsıda salınan kalsiyum çok hızlı bir şekilde geri pompalandığı için, çapraz köprüler bu elastik elemanları tam olarak geremeden gevşeme süreci başlar. Ancak tetani sırasında ardışık uyarılar sayesinde kalsiyum sarkoplazmada uzun süre yüksek kalır; bu da elastik elemanların tam olarak gerilmesini ve kuvvetin dışarıya maksimal şekilde iletilmesini sağlar.

Adım Adım Çözüm

1
Elektriksel ve mekanik olayların sürelerini karşılaştırın.
İskelet kasında aksiyon potansiyeli (2-5 ms) mekanik yanıttan (10-100 ms) çok daha kısadır.
Bu süre farkı, elektriksel refrakter dönem bittikten sonra mekanik yanıt devam ederken yeni bir uyarının verilmesine (sumasyon) olanak sağlar.
2
Kalsiyum kinetiği ile seri elastik komponent (SEK) etkileşimini analiz edin.
Tek bir sarsıda kalsiyum hızla SR'ye geri pompalanır. Bu süre, kas lifi içindeki elastik yapıları (titin, tendon, bağ doku) tam olarak germeye yetmez.
Kasın ürettiği 'içsel kuvvet' (active tension), önce bu elastik yapıları germek için harcanır. Dışarıya (tendona) iletilen kuvvet ise bu germe işlemi tamamlanmadan kalsiyum azaldığı için düşük kalır.
3
Tetanik kasılma mekanizmasını sarsı ile kıyaslayın.
Yüksek frekanslı uyarılarda kalsiyum sarkoplazmada sürekli yüksek kalır.
Sürekli kalsiyum varlığı, seri elastik komponentlerin tam olarak gerilmesini ve üretilen tüm içsel kuvvetin dışarıya (tendona) maksimal düzeyde aktarılmasını sağlar.

Anahtar Kavram

İskelet kasında sumasyon ve tetani mekanizması, elektriksel yanıtın mekanik yanıttan kısa olmasına ve seri elastik komponentlerin gerilme süresine dayanır.
Bu soruyu puanla