SIÇAN MESANESĠ DÜZ KASI KASILMA-GEVġEME CEVAPLARI ÜZERĠNE AMMONĠUM PYRROLĠDĠNE DĠTHĠOCARBAMATE’NĠN ETKĠ MEKANĠZMASININ
ARAġTIRILMASI Aysun ERDOĞAN Yüksek Lisans Tezi Biyoloji Anabilim Dalı
SIÇAN MESANESĠ DÜZ KASI KASILMA-GEVġEME CEVAPLARI ÜZERĠNE AMMONĠUM PYRROLĠDĠNE DĠTHĠOCARBAMATE’ NĠN ETKĠ MEKANĠZMASININ
ARAġTIRILMASI
Aysun ERDOĞAN
Dumlupınar Üniversitesi
Lisansüstü Eğitim Öğretim ve Sınav Yönetmeliği Uyarınca Fen Bilimleri Enstitüsü Biyoloji Anabilim Dalında
YÜKSEK LĠSANS TEZĠ Olarak HazırlanmıĢtır.
DanıĢman: Doç. Dr. Cüneyd Nadir Solak
SIÇAN MESANESİ DÜZ KASI KASILMA-GEVŞEME CEVAPLARI ÜZERİNE AMMONİUM PYRROLİDİNE DİTHİOCARBAMATE’ NİN ETKİ
MEKANİZMASININ ARAŞTIRILMASI Aysun ERDOĞAN
Biyoloji, Yüksek Lisans Tezi, 2019 Tez DanıĢmanı: Doç. Dr. Cüneyd Nadir SOLAK
ÖZET
NF-κB'nin spesifik inhibitörü olan amonyum pirolidin dityokarbamat (PDTC), anti-viral, anti-apoptotik,anti-inflamatuar ve antioksidan etkileri birçok çalıĢmada kanıtlanmıĢ bir tiyol bileĢiğidir. APDTC’nin bu etkileri hangi yollardan meydana getirdiği hakkında yeterli literatür bulunmamaktadır. Bizim çalıĢmamızda APDTC’ nin in vitro sıçan mesane düz kasındaki etki mekanizmasının araĢtırılması amaçlanmıĢtır. ÇalıĢmamızda 70 adet Wistar albino cinsi erkek sıçan kullanıldı. Anestezi altında servikal dislokasyon yöntemi ile ötenazi edilen sıçanların abdomenleri açılarak mesaneleri izole edildi. Mesaneler etrafındaki bağ dokular uzaklaĢtırıldıktan sonra içerisinde Krebs solüsyonu bulunan organ banyosuna yerleĢtirildi. Uygun bir protokol ile banyoya KCl, ACh, APDTC, Atropin, Fentolamin,Propranolol, Nifedipine, TEA uygulandı. Elde edilen veriler Kruskal Wallis ve Mann-Whitney U testleri uygulanarak değerlendirildi. ACh ile indüklenen mesane düz kasında APDTC gevĢeme yanıtı meydana getirdi. Kolinerjik reseptör blokeri Atropin, β-adrenerjik reseptör blokeri Propranolol, L-tipi kalsiyum kanal blokeri nifedipin ve atropin+ fentolamin+ propranolol’den oluĢan mix APDTC’nin oluĢturduğu gevĢeme yanıtını değiĢtirmemiĢtir. Potasyum kanal blokeri TEA varlığında APDTC kasılma yanıtı oluĢturmuĢ ama bu anlamlı derecede bir yanıt olmamıĢtır. α-adrenerjik reseptör blokeri Fentolamin varlığında APDTC anlamlı kasılma yanıtı meydana getirmiĢtir. Sonuç olarak sıçan mesanesi düz kasında APDTC’nin etkisini α-adrenerjik reseptörler ve NANK sistemi vasıtasıyla gösterdiği düĢünülmektedir.
Anahtar kelimeler: adrenerjik, APDTC, kalsiyum kanalları, kolinerjik, mesane, NANK sistem, potasyum kanalları, TRP
THE INVESTIGATION OF THE ACTION MECHANISM OF AMMONIUM PYRROLIDINE DITHIOCARBAMATE ON RAT BLADDER SMOOTH MUSCLE
CONTRACTION-RELAXATION RESPONSES Aysun ERDOĞAN
Biology, M.S. Thesis, 2019
Thesis Supervisor: Assoc. Prof. Cüneyd Nadir SOLAK SUMMARY
Ammonium pyrrolidine dithiocarbamate (PDTC), the specific inhibitor of NF-κB, is a thiol compound with anti-viral, anti-apoptotic, anti-inflammatory and antioxidant effects proven in many studies. There is not sufficient literature in what fashion that APDTC has produced these effects. We aimed to investigate the action mechanism of APDTC in rat bladder smooth muscle in our vitro study. In our study, 70 Wistar albino male rats were used. The rats were euthanized by cervical dislocation under the anesthesia and then abdomens were opened and bladders were isolated. After the removal of the connective tissues around the bladders, they were placed in the organ bath containing Krebs solution. KCl, ACh, APDTC, Atropine, Phentolamine, Propranolol, Nifedipine and TEA were applied to the bath with an appropriate protocol. The obtained data were evaluated with Kruskal Wallis and Mann-Whitney U tests. ACh induced bladder produced APDTC relaxation response in its own smooth muscle. Cholinergic receptor blocker Atropine, β-adrenergic receptor blocker Propranolol, L-type calcium channel blocker Nifedipine and atropine+phentolamine+propranolol mix have not changed the relaxation response that APDTC produced. In the presence of potassium channel blocker TEA, APDTC produced contraction response, but this was not a significantly important grade response. In the presence of α-adrenergic receptor blocker Phentolamine, APDTC produced significant contractile response. As a result, we think that APDTC shows its effect on rat bladder smooth muscle via α-adrenergic receptors and NANK system.
Keywords: adrenergic, APDTC, bladder, calcium channels, cholinergic, NANK system, potassium channels, TRP
TEŞEKKÜR
Yüksek lisans tezi olarak hazırladığım bu çalıĢmada, fikir ve önerileriyle bana yardımcı olan değerli hocam Doç. Dr. Cüneyd Nadir SOLAK’ a teĢekkür eder, saygılarımı sunarım.
Değerli bilgi ve katkıları ile yol gösteren sayın hocam AraĢtırma Görevlisi Dr. Ayhan YILMAZ’ a teĢekkür ederim.
Beraber çalıĢmaktan mutluluk duyduğum ve laboratuvar çalıĢmalarımdaki katkılarından dolayı Merve ARAS, Zeynep KELEġ, Merve AKTAġ arkadaĢlarıma ayrı ayrı teĢekkür ederim. Bu güne kadar maddi manevi destelerini hiçbir zaman esirgemeyen ve hayatımın bu aĢamasına gelmemde en büyük paya sahip olan annem, babam ve kardeĢlerime; teĢvik ve dektekleri ile yanımda olan Ġlker ÇALIġKAN ve Sefa DEMĠR’e en içten teĢekkürlerimi sunarım.
İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET ... v SUMMARY ... vi ġEKĠLLER DĠZĠNĠ ... x ÇĠZELGELER DĠZĠNĠ ... xi
SĠMGELER VE KISALTMALAR DĠZĠNĠ ... xii
1. GĠRĠġ ... 1
1.1. Daha Önceki ÇalıĢmalar ... 2
2. GENEL BĠLGĠLER ... 5
2.1. Kaslar ... 5
2.1.1. Düz kaslar ... 6
2.1.2. Üriner sistemde düz kas ... 14
2.2. Mesane ... 14 2.2.1. Mesane anatomisi ... 14 2.2.2. Mesane fizyolojisi ... 17 2.2.3. Mesane innervasyonu ... 19 2.2.4. Mesanenin reseptörleri ... 20 2.2.5. Ca2+ kanalları ... 25 2.2.6. K+ kanalları ... 26 2.2.7. NANK sistem ... 28
2.2.8. Amonyum pirolidin ditiyokarbamat ... 31
3. GEREÇ VE YÖNTEM ... 34
3.1. Deney Hayvanları ... 34
3.2. Kullanılan Madde ve Aletler ... 34
3.2.1. Kullanılan kimyasal maddeler ... 34
3.2.2. Kullanılan araç ve gereçler ... 34
3.3. Kimyasalların Hazırlanması ... 35
3.3.1. Kreps henseleit çözeltisi ... 35
3.3.2. APDTC’nin hazırlanması ... 35
İÇİNDEKİLER (devam) sayfa 3.3.4. Propranolol’ün hazırlanması ... 36 3.3.5. Atropin’in hazırlanması ... 36 3.3.6. TEA’nın hazırlanması ... 36 3.3.7. Nifedipin’in hazırlanması ... 36 3.3.8. ACh’ın hazırlanması ... 36 3.3.9. KCl’nin hazırlanması ... 36 3.4. Hayvanların Hazırlanması ... 36
3.5. Cerrahi ĠĢlem ve Mesane Striplerinin Hazırlanması ... 37
3.6. Deney Protokolü ... 37 3.7. Ġstatistiksel Analiz ... 38 4. BULGULAR ... 39 5. TARTIġMA VE SONUÇ ... 47 KAYNAKLAR DĠZĠNĠ ... 50 EKLER
ŞEKİLLER DİZİNİ
Şekil Sayfa
2.1. Düz kas hücresi ... 7
2.2. Kalsiyum aktivasyon mekanizmaları ... 10
2.3. Düz kas kasılması . ... 12
2.4. Düz kas gevĢemesi ... 13
2.5. Mesane’nin anatomik yapısı ve detrüsor kasının katmanları ... 16
2.6. Mesanenin inervasyonu ... 20
2.7. Atropa belladonna bitkisi ve atropin’in kimyasal formülü ... 22
2.8. Fentolamin kimyasal formülü ... 23
2.9. Propranalol kimyasal formülü ... 24
2.10. Nifedipin’in kimyasal formülü ... 26
2.11. Tetraetilamonyum klorür kimyasal formülü ... 28
2.12. Pirolidin ditiyokarbamatın (PDTC) kimyasal yapısı ... 32
3.1. Sıçan mesanesi ... 37
4.1. Antagonist veya blokör varlığında ve yokluğunda 10-4 M Ach ile muamele edilmiĢ mesane üzerine APDTC’ nin etkileri ... 40
4.2. ACh ile muamele edilmiĢ mesane düz kas kasılması üzerine atropin ve atropin varlığında APDTC’ nin etkisi ... 41
4.3. ACh ile muamele edilmiĢ mesane düz kas kasılması üzerine fentolamin ve fentolamin varlığında APDTC’ nin etkisi ... 42
4.4. ACh ile muamele edilmiĢ mesane düz kas kasılması üzerine propranolol ve propranolol varlığında APDTC’ nin etkisi ...43
4.5. ACh ile muamele edilmiĢ mesane düz kas kasılması üzerine nifedipin ve nifedipin varlığında APDTC’ nin etkisi ... 44
4.6. ACh ile muamele edilmiĢ mesane düz kas kasılması üzerine tetraetilamonyum ve tetraetilamonyum varlığında APDTC’ nin etkisi ... 45
4.7. ACh ile muamele edilmiĢ mesane düz kas kasılması üzerine fentolamin+ propranolol+atropin (mix) ve fentolamin+ propranolol+atropin (mix) varlığında APDTC’ nin etkisi ... 46
ÇİZELGELER DİZİNİ
Çizelge Sayfa
4.1. APDTC’nin gruplar arasıkarĢılaĢtırılması ... 39
4.2. Atropin ve Atropin varlığında APDTC’nin karĢılaĢtırılması ... 40
4.3. Fentolamin ve Fentolamin varlığında APDTC’nin karĢılaĢtırılması. ... 41
4.4. Propranolol ve Propranolol varlığında APDTC’nin karĢılaĢtırılması ... 42
4.5. Nifedipin ve Nifedipin varlığında APDTC’nin karĢılaĢtırılması ... 43
4.6. TEA ve TEA varlığında APDTC’nin karĢılaĢtırılması ... 44
SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ
Simgeler Açıklamalar ACh Asetilkolin ATP Adenozin trifosfat ADP Adenozin difosfat
APDTC Amonyum Pirolidin Dityokarbamat
BKCa2 GeniĢ iletkenli kalsiyum tarafından aktive edilen potasyum kanalları
CGRP Kalsitonin genine bağlı peptid
DAG Diasilgliserol
DG Diaçilgliserol
DMSO Dimetil sülfoksid
GABA Gamma-aminobütirik asit
IKCa2 Orta aralıkta iletkenli kalsiyum tarafından aktive edilen potasyum
kanalları
IL Ġnterlökin
IP3 Ġnozitol trifosfat
ĠCH Ġnterstisyel cajal hücreleri
ĠS Ġnterstisyel sistit
KCl Potasyum klorür LPS Lipopolisakkarit
MHZK Miyozin hafif zincir kinaz enzimi
NAChR Nikotinik ACh reseptör
NANK Non- adrenerjik non- kolinerjik NF-κB Nükleer faktör kappa beta NO Nitrik Oksit
NOS Nitrikoksit sentaz
NPY Nöropeptid Y
PDTC Pirolidin dityokarbamat PLC Fosfalipaz C
PKC Protein kinaz C
SKCa2 DüĢük iletkenli kalsiyum tarafından aktive edilen potasyum kanalları
SP Substans P
SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ (devam)
Simgeler Açıklamalar
TNF-α Tümör nekroz yapıcı α faktörü TRP Geçici Reseptör Potansiyeli
VĠP Vazoaktif intestinal peptid
1.GİRİŞ
Ġdrar kesesi idrarın depolanması için geçici bir rezervuar iĢlevi gören içi boĢ, kaslı bir organdır. Ġdrar torbasının boyutları gerilme durumuna göre değiĢir, ancak tam dolu idrar torbası yaklaĢık bir litre idrar içerebilir (Martini, 2003). Pelvik boĢluğun içinde, simfizis pubis'in arkasında ve peritonun altında yer alır. Erkekte, posteriorda rektuma karĢı uzanır ve bir kadında, rahim ve vajinanın ön duvarlarına temas eder (Hole, 1993). Parasempatik lifleri sakral medulla spinalis (S2-4)’ten gelir. Parasimpatik uyarı detrusör vesika’yı uyarır, sfinkter vesika’yı inhibe eder. Yani parasempatik uyarı mesane duvarı kasında kontraksiyon yaparken, sfinkter kasını gevĢetir. Böylece idrar üretra’ya geçer ve iĢeme meydana gelir. Sempatik lifleri 11. ve 12. torakal, 1. ve 2. lumbal medulla spinalis segmentlerinden gelir. Sempatik uyarı mesane kasını inhibe eder sfinkter kasını uyarır (Arıncı ve Elhan, 2014). Mesane kontraksiyonları adrenerjik, kolinerjik ve nonadrenerjik-nonkolinerjik mekanizmalar tarafından yönetilir. Mesane boĢaltımında ana sorumlu sistem parasempatik sistem, asetilkolin ise ana nörotransmitterdir (Demirci ve Canda, 2010).
Mesanede asetil kolinle (ACh) birlikte salıverilen adenozin 5'-trifosfat (ATP), kendine özgü P2x reseptörlerini aktive etmektedir. ATP, tarafından aktive edilen P2x pürinoseptörler
vasıtasıyla prostaglandin sentezine neden olmaktadır. Prostaglandinler nonkolinerjik cevaplara anlamlı katkılarda bulunmaktadır. Mesanede, vazoaktif intestinal peptid (VĠP), Nöropeptid Y (NPY), bombesin, somatostatin, substans P (SP), kalsitonin geniyle iliĢkili peptid (CGRP), gama amino butirik asit (GABA) ve bradikinin gibi nörotransmitterler üriner kanalı innerve eden sinirlerde bulunmuĢlardır. Mesanede hem nöromusküler transmitter ve hem de pürinerjik, adrenerjik ve kolinerjik aktivitenin potansiyalizasyonu veya inhibisyonunda nöromodulatör gibi davranmaktadırlar (Gür, 1998).
Ditiyokarbamatlardan türetilen bir tiyol bileĢiği olan pirolidin ditiyokarbamat genel olarak antioksidan bir madde olarak tanımlanmıĢ (Tahata, vd., 2014) aynı zamanda birçok antiviral etkisinin olduğu (Lin, vd., 2015) ve nörogeliĢimsel bozuklukları kısmen azaltabildiği gösterilmiĢtir (Song, vd., 2011).
Etki mekamizması tam olarak aydınlatılamamıĢ olan Amonyum Pirolidin Ditiyokarbamat (APDTC)’ın mesane düz kas kasılma ve gevĢeme yanıtlarında, α-adrenerjik ve β-adrenerjik reseptörler, kolinerjik reseptörler, L- tipi kalsiyum kanalları ve potasyum kanallarını bloke edip, bu reseptörler ve kanalların etki mekanizmasında etkili olup olmadığını araĢtırmayı amaçladık.
1.1.Daha Önceki Çalışmalar
ġengül (2014), güçlü antioksidan aktiviteye sahip olduğu belirlenen civanperçemi (CP) metanol ekstraktı ve bunun bileĢiklerinin, asetilkolin (ACh) ve potasyum klorür (KCl) ile muamele edilmiĢ sıçan mesane düz kas kasılması üzerine etkisini ve etki mekanizmasını ortaya koymaya çalıĢmıĢtır. KCl ile muamele edilen mesane düz kası kasılma yanıtları azalmıĢ, CP ekstraktı ve bileĢilerin etki mekanizması voltaja duyarlı L tipi Ca2+
kanalları üzerinden olduğunu göstermiĢtir. ACh ile muamele edilen mesane düz kası kasılma yanıtları azalmıĢ, CP ekstraktı ve bileĢiklerin M3 reseptörü ya da voltaja duyarlı L tipi Ca
2+
kanalları üzerinden etki edebileceğini söylemiĢtir (ġengül, 2014).
Eğe (2016), selektif α1-A adrenoseptör antagonisti silodosin ve serotonin 3 reseptör antagonisti olan palonosetronun, ACh ile muamele edilen in vitro sıçan mesanesi düz kas kasılabilirliği üzerine etkileri ve etki mekanizmalarını araĢtırmıĢtır. Silodosinin in vitro mesane düz kas kasılması üzerinde belirgin olarak inhibitör etkiye sahip olduğunu göstermiĢtir. Silodosin yüksek ihtimal mesanedeki Ca2+
kanallarını kapatarak Na+ - K+ - ATPaz inhibisyonunu oluĢturarak mesane kasılmaları üzerinde inhibitör etkiyi gerçekleĢtirmiĢtir. Silodosinin etki mekanizması yüksek ihtimal Ca2+
kanallarının kapanması sonucu intraselüler Ca2+ miktarındaki azalma ve Na+ - K+ - ATPaz inhibisyonu sonucunda membran potansiyelindeki periyodik dalgalanmalar aracılık etmektedir. Silodosinin mesanede ACh ile uyarılan kasılmalar üzerinde inhibitör etkiye neden olduğunu göstermiĢtir. Palonosetronun in vitro mesane düz kas kasılmalarını belirgin olarak azalttığını göstermiĢtir. Palonosetron yüksek ihtimalle mesanedeki dinlenme fazındaki Na+
kanallarının inhibisyonuna sebep olmakta ve protein kinaz C’nin aktivasyonunu önleyerek mesanedeki kasılmalar üzerinde inhibitör etki mekanizmasını gerçekleĢtirmiĢtir. Palonosetronun etkisinin tahmini mekanizması Na+
kanallarının inhibisyonuyla mesane düz kasında aksiyon potansiyeli oluĢumunun engellenmesi ve protein kinaz C aktivasyonunun engellenmesi ile hücre içine Ca2+ salınmasının azalması yardım etmiĢ olabileceğini göstermiĢtir. Palonosetronun ACh ile uyarılan in vitro mesane düz kas kasılmalarını inhibe ettiğini ortaya koymuĢtur (Eğe, 2016).
Agis-Torres ve arkadaĢları (2018), mesane boynunda gazlı inhibitör nörotransmisyonunda fosfodiesteraz 4 (FDE4) izoenziminin rolünü araĢtırmıĢtır. Domuz mesane boynunda hidrojen sülfit (H2S) sentez enzimi CSE ve nitrik oksit (NO) sentaz blokajı
endojen H2S üretimini azaltmıĢ böylece H2S’in NO sentez yolunuda içeren CSE aktivasyonu
yoluyla üretildiğini göstermiĢtir. H2S üretimi FDE4 inhibitörü raflumilast konsantrasyonlarının
bir Ģekilde önemli ölçüde artmıĢ böylece FDE4 izoenzimi sinirlerde bulunan gaz halindeki inhibitör nörotransmitterin üretiminin yada salınımının düzenlenmesinde rol oynayacağını göstermiĢtir. Sonuçlar FDE4’ün domuz ve insan mesane boynunun sinir lifleri içide eksprese edildiğini, raflumilast’ın çok güçlü bir Ģekilde düz kas gevĢemesini sağladığını göstermiĢtir. Domuz mesane boynunda raflumilast’ın endojen H2S üretimini ve EFS gevĢemesini arttırdığını,
FDE4 inhibisyonunu takiben artmıĢ nöronal cAMP, NO ve H2S aracılı mesane boynu inhibitör
sinir iletimini kolaylaĢtırdığını göstermiĢtir (Agis-Torres, vd., 2018).
Öztürk Fincan ve arkadaĢları (2016), tavĢan mesanesinde nikotin aracılı EFS ile uyarılmıĢ kasılma cevapları artıĢında nikotinik ACh reseptör (nAChR) alt tiplerinin olası iliĢkisini tanımlamayı amaçlamıĢlar. Nikotin izole tavĢan mesanesinde EFS ile uyarılmıĢ kasılma cevaplarını arttırmıĢtır. Heksametonyum (spesifik olmayan nAChR antagonisti), mesamilamin (α3β4 nAChR antagonisti), dihidro-β-eritroidin (α4β2 nAChR antagonisti), EFS ile indüklenen kasılma cevaplarının nikotin aracılı artıĢını büyük ölçüde inhibe ederken α-bungarotoksin (α7 nAChR antagonisti) nikotinin bu etkisini kısmen inhibe etmiĢtir. Bu bulgular, tavĢan idrar mesanesi düz kas Ģeritlerinde EFS ile indüklenen nörojenik kasılmaların, pürinerjik ve kolinerjik iletimlerin aracılık ettiğini ve nAChR'lerin a4β2, a3β4 ve a7 alt tiplerinin, EFS ile indüklenen kasılma cevapları üzerindeki nikotinin iyileĢtirici etkisine katkıda bulunduğunu göstermiĢtir (Öztürk Fincan, vd., 2016).
Andersson ve arkadaĢları (2012), hangi muskarinik reseptör alt tiplerinin sistit sırasında mesane kolinerjik yanıtında nitrerjik etkilerin düzenlenmesinde yer aldığını araĢtırmıĢ, beĢ muskarinik reseptör alt tipi için farklı selektiviteye sahip antagonistleri kullanarak in vitro incelemeler gerçekleĢtirmiĢtir. Sıçan mesanesi içindeki muskarinik reseptörlerin uyarılmasının, sistit durumunda detrüsör kontraksiyonunu engelleyen üroteliyal NO salınımını indüklediğini doğrulamıĢtır. Mevcut bulgular sonucunda, M1 veya M3 dıĢındaki bir muskarinik reseptörün bu etkinin ana aracısı olduğuna iĢaret etmiĢtir (Andersson, vd., 2012).
Darblade ve arkadaĢları (2006), insan detrüsörü fazik kasılma aktivitesinin düzenlenmesinde voltaj-bağımlı L-tipi kalsiyum kanalları, ATP duyarlı potasyum (KATP)
kanalları ve kalsiyum ile aktive edilmiĢ potasyum (BKCa ve SKCa) kanallarının rolünü
incelediklerinde insan detrusor stripleri, atropin (10−6 M), fentolamin (10−6 M), propranolol (10−6 M), suramin (10−5 M) ve tetrodotoksin (10−6 M) varlığında miyojenik fazik kasılmalar sergilemiĢ ancak L-tipi kalsiyum kanalı inhibitörü nifedipin (300 nM) kasılma aktivitesini ortadan kaldırmıĢtır. KATP kanallarının glibenklamid (1 ve 10 μM) ile bloke edilmesi, miyojenik
belirgin bir Ģekilde inhibe etmiĢtir. BKCa ve SKCa kanallarının seçici inhibitörleri olan
iberiotoksin (100 nM) ve apamin (100 nM), kuvvet-zaman eğrisi altındaki alanı ve kasılmaların genliğini önemli ölçüde artırmıĢtır. Sonuç olarak, insan detrüsöründeki fazik kasılmaların L-tipi kalsiyum kanalları yoluyla kalsiyum giriĢine bağlı olduğunu, BKCa ve SKCa kanallarının, insan
detrusor düz kas fazik kontraktilitesinin düzenlenmesinde önemli bir rol oynadığını göstermiĢtir (Darblade, vd., 2006).
2.GENEL BİLGİLER
2.1.Kaslar
Yüksek hayvanlarda hareketler, özel organlar vasıtası ile meydana gelir. Bu özel organlar kaslardır (Akçay, 1971). Güç ve hareket üretmek için kimyasal enerji kullanma kabiliyeti çoğu hücrede sınırlı ölçüde mevcuttur ancak kas hücrelerinde baskın hale gelmiĢtir. Kaslar, iç ortamın düzenlenmesinde kullanılan kuvvet ve hareketleri üretir ve dıĢ ortamda da hareketler üretirler. Ġnsanlarda konuĢma , yazma yoluyla iletiĢim yeteneği kas kasılmalarına bağlıdır (Widmaier, vd., 2004).
Kaslar vücut içinde en az dört önemli görevi yerine getirir. Hareket üretir, duruĢu korur, eklemlerin dengelenmesi ve ısı üretilmesi sağlar.
Kas dokusunun bazı karakteristik özellikleri :
Uyarılabilirlik , bir uyarana yani vücudun içindeki veya dıĢ ortamdaki herhangi bir değiĢimi alıp bunlara yanıt verme yeteneğidir. Uyaran genellikle bir kimyasaldır. Örneğin ; bir sinir hücresi tarafından salınan bir nörotransmitter veya pH’da yerel bir değiĢikliktir. Yanıt , kas hücresinin plazma zarı boyunca geçen ve hücrenin kasılmasına neden olan bir elektrik impulsunun üretilmesidir (Marieb ve Hoehn, 2012, s. 276).
Kontraktilite , uyaranlara cevap olarak kısalıp ve kalınlaĢabilir.Bu kabiliyet kasları diğer tüm dokulardan farklı kılar.
Esneyebilirlik , kasın kasılma veya gevĢemeden sonra dinlenme uzunluğuna geri dönebilme kabiliyetidir.
GeniĢleyebilirlik , gerilebilir veya geniĢletilebilirlik yeteneğidir. Bir eklemin hareketi için bazı kasların boyu kısalırken bazılarının boyu uzayabilir (Op.Dr.Mehmet Ġnan, 2016).
Üç özellik kas çeĢitlerini birbirinden ayırmamıza yardımcı olur: Hücre Ģekli
Çekirdeklerin yerleĢtirilmesi ve sayısı
Kontraktil liflerin, aktin ve miyozinin organizasyon düzeyi ( yani çizgili veya çizgisiz olup olmadığı )
Bu özellikler temelinde üç tip kas dokusu tanımlanabilir: iskelet kası, düz kas ve kalp kası (Scribd, 2009).
İskelet kası: Ġskelet kası lifleri boru Ģeklinde, çok çekirdekli ve çizgili Ģekildedir. Ġskelete bağlı kaslar iskelet kaslarını oluĢturur. Ġskelet kası lifleri kas uzunluğunda olabilir. Ġskelet kası istemli çalıĢır çünkü kasılması her zaman uyarılır ve sinir sistemi tarafından kontrol edilir.
Kalp kası: Kalp duvarını kalp kası oluĢturur. Lifleri, tek çekirdekli , çizgili, boru Ģekilli ve dallanmıĢtır. Bu da liflerin interkale disklerde birbirine geçmesine izin verir. Ġnterkale diskler kasılmaların kalpten hızla yayılmasına izin verir. Kardiyak lifler, kasılmalar arasında tamamen rahatlar ve böylece yorgunluğu önler.
Düz kas: Düz kas içi boĢ organların duvarlarında bulunur ve istemsiz kasılması organ içindeki materyalin taĢınmasını sağlar. Lifleri, her biri tek bir çekirdekli iğ Ģeklinde hücrelerdir. Düz kasın kalp ve iskelet kasında görülen çizgileri (açık ve koyu bantları) yoktur. Düz kas iskelet kasından daha yavaĢ olmakla birlikte uzun süreli kasılmaları sürdürebilir ve kolayca yorulmaz (Mader, 2004).
2.1.1.Düz kaslar
Düz kas tabakaları, mide, barsak, mesane, uterus, kan damarları ve akciğerlerdeki hava yolları gibi çeĢitli içi boĢ organları ve tüpleri sarar. Ġç organları çevreleyen düz kasların kontraksiyonu luminal içerikleri itebilir veya tüp çapını değiĢtirerek iç akıĢı düzenler. Buna ek olarak, düz kas hücrelerinin küçük demetleri cildin tüylerinde ve göz irisinde yer alır (Op. Dr. Mehmet Ġnan, 2016).
Düz kasların yapısı
Düz kas lifleri herbiri merkezi olarak konumlanan bir çekirdeği olan, değiĢken büyüklükteki iğ Ģeklinde hücrelerdir. Tipik olarak 5-10 μm çapında ve 30-200 μm uzunluğundadır. Düz kasta kan damarları ve sinirleri içeren az miktarda ince bağ dokusu (endomisyum) lifler arasında bulunur. Kas lifleri uzunlamasına tabakada organın uzun eksenine paralel uzanır böylece kas kasılma yaptığında organ geniĢler ve kısalır. Dairesel tabakada lifler organ çevresi boyunca dolaĢırlar böylece tabakanın kasılması organ lümenini daraltır ve organın içeriğini dıĢarı atmasına yardım eder. Bu tabakaların dönüĢümlü daralması ve gevĢemesi organın iç yolağı sayesinde lümende bulunan maddeleri karıĢtırır ve sıkıĢtırır. Bu itici eylem peristalsis olarak adlandırılır. Rektum, idrar kesesi ve uterustaki düz kas kasılması bu organların içeriğini dıĢarı atmasına yardım eder (Marieb ve Hoehn, 2012, s. 305-306).
Düz kas hücreleri, sarkoplazmik retikulum’a elektriksel bağlantılar sağlayan iskelet kası sarkolemmasının invajinasyonları olan T tübüllerinden yoksundur. Bununla birlikte düz kasın sarkolemmasında uzunlamasına sıralar halinde kaveola olarak adlandırılan küçük cepler bulunur. Kaveola hücreleri yüzey/hacim oranını arttırır ve genellikle sarkoplazmik retikulum’un yakınında bulunur. Örneğin voltaj kapılı L tipi Ca2+
kanalı ve 3Na+ - 1Ca2+ antiporter’ı kaveola ile iliĢkilidir (Stanton ve Koeppen, 2009).
Şekil 2.1. Düz kas hücresi (Stanton ve Koeppen, 2009).
Kontraktil elemanlar
Düz kas, anatomik olarak iskelet ve kalp kası ile ayırt edilir, çünkü görünür çapraz çizgilere sahip değildir. Aktin ve miyozin-II mevcuttur ve kasılmayı üretmek için birbirleri üzerine kayarlar. Z çizgileri yerine sitoplazmada yoğun cisimler bulunur ve hücre zarına bağlanırlar. Aktin ve miyozin izoformları, iskelet kasında olanlardan farklıdır. Bir sarkoplazmik retikulum mevcuttur ancak iskelet veya kalp kasında gözlenenlerden daha azdır. Düz kaslar az sayıda mitokondri içerir ve metabolik ihtiyaçları büyük oranda glikolize bağlıdır (Barrett, vd., 2010).
Düz kas hücrelerinin kalın ve ince filamentleri çaplarından yaklaĢık 10,000 kat daha uzun ve sıkı bir Ģekilde paketlenmiĢtir. Bu nedenle, elektron mikroskobu ile bozulmamıĢ bir iplikçik gözlemleme olasılığı son derece düĢüktür. Çizgilere neden olan kalın ve ince filamanların çapraz hizalamasını içeren iskelet kasının aksine düz kas içindeki kasılabilir
filamentler aynı enine hizada değildir ve bu nedenle düz kasların herhangi bir çizgisi yoktur. Düz kasda çizgi olmaması düzen eksikliği anlamına gelmez. Kalın ve ince filamentler sarkomerlere benzeyen kasılabilir birimlerde düzenlenir.
Düz kas ince filamentleri, aktin ve tropomiyozin bileĢimine sahiptir ve iskelet kasındakine benzer yapıya sahiptir. Bununla birlikte düz kasdaki aktin ve tropomiyozin'in hücresel içeriği çizgili kasın yaklaĢık iki katıdır. Düz kas, troponin ve nebülinden yoksun ancak çizgili kaslarda bulunmayan iki proteine sahiptir: kaldesmon ve kalponin. Bu proteinlerin kesin rolleri bilinmemektedir. Kalponin’in, fosforile edilmemiĢ miyozinin aktine bağlanmasını engelleyebileceği ileri sürülmüĢtür. Miyoplazmanın çoğu hücrenin uzun ekseni boyunca kabaca hizalanmıĢ ince filamentlerle doludur. Düz kasın miyozin içeriği, çizgili kasın sadece dörtte biridir. Üç ila beĢ kalın filamentten oluĢan küçük gruplar birçok ince filamentle çevrelenir. Ġnce filamanlı kalın filaman grupları yoğun cisim (dense bodies) veya bölgelere bağlanır ve sarkomerin eĢdeğerini temsil eder. Bazı düz kaslarda kasılma aparatının hücrenin uzun ekseni boyunca hizalanmasını sağlamak için kalın ve ince filamanlar merkezi olarak konumlanmıĢ çekirdeği atlatmazlar, bunun yerine çekirdeğe bağlanabilir veya yakınında olabilirler (Stanton ve Koeppen, 2009).
Çok üniteli (Multiunit) düz kas ve tek üniteli (Single-Unit, viseral) düz kas olmak üzere ikiye çeşit düz kas vardır: Çok üniteli düz kaslar birbirinden ayrı liflerden meydana gelir. Her lif komĢusundan bağımsız olarak tepki verir. Lifler birbirinden ayıran kollajen ve glikoprotein yapıda ince bir zar tabakası vardır. Her bir lif kendine özgü bir sinirle kontrol edilir ve biri diğerinden bağımsız Ģekilde kasılabilir. Bu çeĢit düz kaslara gözün silyer ve iris kası, tüylerin dikleĢmesini sağlayan piloerektör kaslar örnektir. Tek üniteli düz kaslar, çok üniteli kaslara benzer binlerce düz kas lifinden oluĢur ancak lifler birbirine sıkıca tutunmuĢtur ve tek bir birim olarak kasılırlar. Bunun nedeni her bir kas lifinde meydana gelen aksiyon potansiyelinde iyonların gap junction yoluyla komĢu liflere aktarmasıdır. Bu çeĢit kaslara barsaklar, safra yolları, üreter, uterus ve kan damarları örnektir (Guyton ve Hall, 2013).
Düz kas hücreleri, otonom sinir sisteminden innervasyon alırlar. Buna ek olarak düz kasın kasılma durumunu hormonlar, otokrin/parakrin ajanlar ve diğer yerel kimyasal sinyaller tarafından kontrol edilir (Webb, 2003). Düz kasların nöromuskular kavĢaklarında iki transmitter madde vardır. Bunlar asetilkolin ve nörepinefrindir. Düz kaslar otonom sistem tarafından uyarıldığında iki transmitter zıt çalıĢırlar. Bazı düz kaslarda asetilkolin inhibe edici etki gösterirken nörepinefrin eksidatör etki gösterir ya da tam tersi.
Bunun sebebi kas membranlarında bulunan reseptörlerdir. Bazı liflerde asetilkolin reseptörleri varken bazılarında nörepinefrin reseptörleri vardır (Akçay, 1971).
Düz kas kasılma ve gevşemesi Kalsiyum aktivasyon mekanizmaları
Düz kas hücrelerinde uyarılma-kasılma bağlantısı iki ana mekanizma yoluyla gerçekleĢir. Birçok düz kas hücresi, Ca2+
sinyal yolları tarafından aktive edilir. Buna ek olarak, kontraktil sistemin Ca2+ duyarlılığını değiĢtirerek etki gösteren bir Rho / Rho kinaz sinyal yolağı vardır. Membran depolarizasyonu bir çok düz kas hücresi'nin aktivasyonu için önemli bir unsur olduğu için membranın depolarizasyonundan sorumlu olan farklı Ca2+ aktivasyon mekanizmaları üç ana gruba ayrılır:
1.mekanizma: Birçok düz kas hücresi (DKH) L-tipi voltajla çalıĢan kanalların açan membran depolarizasyonu (∆V) ile aktive olur ve hücre dıĢı Ca2+'nın kasılmayı tetiklemesi için hücrenin
içine girmesine izin verir. Bu depolarizasyon, ya iyonotropik reseptörler (vaz deferens) ya da bir membran osilatörü (mesane ve rahim) tarafından tetiklenir. Plazma zarında bulunan membran osilatörü, kasılmaya neden olan aksiyon potansiyellerinden sorumlu olan periyodik pacemarker (kendi kendine uyaran meydana getiren bölgeler ) depolarizasyonunu üretir.
2. mekanizma: Vasküler, lenfatik, hava yolu ve korpus kavernozum DKH’lerinin ritmik kasılmalarıları, endoplazmik retikulumdan Ca2+'un periyodik olarak serbest bırakılmasından
sorumlu bir sitosolik Ca2+ osilatörü tarafından yönlendirilen bir endojen pacemaker'a bağlıdır. Ca'nın periyodik olarak salınımı genellikle membran depolarizasyonuna (∆V) neden olur fakat bu birincil aktivasyon mekanizmasının bir parçası değildir yanlızca salınım mekanizmasını senkronize etmek ve güçlendirmek için ikincil bir role sahiptir.
3. mekanizma: Bir dizi düz kas hücresi, interstisyel cajal hücreleri (ĠCH) (gastrointestinal ve üretral DKH'leri) veya atipik DKH'leri (üreter) gibi pacemaker hücreleri tarafından harekete geçirilir. Bu pacemaker hücreleri, A mekanizması ile kasılmayı tetikleyen depolarize edici sinyali (∆V) sağlamak için gap junction (geçit bölgeleri) boyunca yayılmıĢ içeri doğru akımları aktive eden, tekrarlı Ca2+
Şekil 2.2. Kalsiyum aktivasyon mekanizmaları (Berridge, 2008).
Çapraz köprü aktivasyonu
Kalsiyum hücre sitoplazmasında bulunan kalsiyum bağlayıcı protein olan kalmodulin’e bağlanır. Kalsiyum – kalmodulin kompleksi baĢka bir sitosolik protein olan miyozin hafif zincir kinaz (MHZ kinaz)’a bağlanır böylece enzim aktive olur. Aktif miyozin hafif zincir kinaz, miyozin hafif zincirlerini fosforile etmek için ATP kullanır. Fosforile çapraz köprü aktin’e bağlanır. Burda önemli bir fark vardır; düz kastaki çapraz köprü aktivitesi kalın filamanlardaki kalsiyum aracılı değiĢikliklerle oluĢurken çizgili kasta kalsiyum ince filamanlardaki değiĢikliklere aracılık eder. Düz kastaki miyozin iskelet kasındaki miyozinden 10-100 kat daha az maksimum ATPaz aktivitesi oranına sahiptir. ATP parçalanma hızı çapraz köprü hızını belirlediğinden düz kas kasılması iskelet kasından çok daha yavaĢtır. Bu düĢük enerji kullanımı yüzünden düz kas uzun süreli aktivitelerde yorulmaz (Widmaier, 2004).
Düz Kas Kasılması
Düz kas hücresi kontraksiyonu esas olarak, kontraktil proteinler miyozin ve aktinin reseptör ve mekanik aktivasyonu ile düzenlenir. Aksiyon potansiyelinin ateĢlenmesiyle veya plazma zarında gerilime bağlı iyon kanallarının aktivasyonu ile ortaya çıkan zar potansiyelindeki bir değiĢiklik de kasılmayı tetikleyebilir. Kasılmanın meydana gelmesi için miyozin hafif zincir kinaz(MHZkinaz), miyozin hafif zincirini fosforile etmelidir ve
miyozin’in aktin ile moleküler etkileĢimini sağlamalıdır. ATP’den miyozin ATPaz aktivitesi ile çıkan enerji miyozin çapraz köprülerinin aktin ile kasılmaya dönüĢmesine neden olur.
Düz kas kasılması kalın filamentlerde Ca2+
aracılı bir değiĢim ile baĢlatılır. Düz kas içindeki spesifik uyaranlara cevap olarak Ca2+
‘un hücre içi konsantrasyonu artar ve Ca2+ asidik protein kalmodulinile birleĢir. Bu kompleks, miyozin hafif zincirini fosforile etmek için MHZ kinaz ‘ı aktive eder (ġekil 2.2).
Serpantin reseptörlerine bağlanan agonistler (nörepinefrin, anjiotensin II, endotelin vb.) heterotrimetrik bir G proteinine bağlanır ve fosfolipaz C aktivitesini uyarır. Bu enzim, membran lipidi fosfotidilinositol 4,5- bisfosfata özgü olup iki potansiyel haberci oluĢmasını katalize eder: inositol trifosfat (IP3) ve diasilgliserol (DAG). IP3 ‘ın sarkoplazmik retikulumdaki reseptörlere
bağlanması, Ca2+
‘un sitozol içine salınmasına neden olur. DAG , Ca ile birlikte spesifik hedef proteinleri fosforile eden protein kinaz C (PKC) ‘yi aktive eder. Düz kasta PKC’ nin birkaç izozimi vardır ve her biri dokuya özgü bir role sahiptir. Pek çok durumda PKC, L-tipi Ca2+
kanallarının veya çapraz köprü aktivasyonunu düzenleyen diğer proteinlerin fosforilasyonu gibi kontraksiyonu destekleyici etkilere sahiptir. PKC' yi aktive ettiği bilinen bir grup sentetik bileĢik olan Forbol esterler, DAG' nin etkisini taklit eder ve düz kasın kasılmasına neden olur. Membran L-tipi Ca2+ kanalları (voltaja bağlı Ca2+ kanalları) düz kas hücrelerinin gerilmesinin getirdiği membran depolarizasyonuna yanıt olarak açılır. Miyozin hafif zincir fosforilasyon durumu MHZ kinaz’ın Ca2+ ’a bağımlı aktivasyonuna ek olarak miyozin hafif zincir fosfataz
(MHZ fosfataz) tarafından da düzenlenir, düz kas gevĢemesini artırmak için yüksek enerjili fosfatı miyozin hafif zincirinden uzaklaĢtırır (ġekil 2.2). MHZ fosfataz’ın miyozin bağlayıcı alt birimi fosforile olduğunda MHZ fosfataz enzim aktivitesini inhibe eder ve miyozin hafif zincirinin fosforile kalmasını sağlar, böylece kasılmayı artırır. Küçük G proteini RhoA ve etkileĢime girdiği Rho kinaz miyozin hafif zincir fosfataz aktivitesinin düzenlenmesinde önemli rol oynar. Rho kinaz MHZ fosfataz’ın miyozin bağlayıcı alt birimini fosforile eder ve aktivitesini inhibe eder böylece miyozin hafif zincirinin fosforile edilmesini teĢvik eder (Webb, 2003).
Şekil 2.3. Düz kas kasılması (Webb, 2003).
Düz kas gevşemesi
Düz kas gevĢemesi ya kontraktil uyaranın çıkarılmasının bir sonucu olarak ya da kontraktil mekanizmanın engellenmesini uyaran bir maddenin doğrudan hareketi ile meydana gelir. GevĢeme iĢlemi azalmıĢ hücre içi Ca2+
konsantrasyonu ve artırılmıĢ MHZ fosfataz aktivitesini gerektirir (ġekil 2.3). Ca2+’un hücre içi konsantrasyonunda bir azalma düz kas hücresinin gevĢemesini ortaya çıkarır. Sitozolik Ca2+’un azaltılmasında iki mekanizma vardır; Kalsiyum’un sarkoplazmik retikulum içine alınması ATP hidrolizine bağlıdır. Sarkoplazmik retiküler Ca, Mg-ATPaz fosforile edildiğinde iki Ca2+
iyonu bağlar, daha sonra bunlar sarkoplazmik retikulum’un luminal tarafına doğru translokasyona tabi tutulur ve salınır (ġekil 3). Mg2+
enzim aktivitesi için gereklidir; reaksiyona aracılık etmek için ATPaz’ın katalitik kısmına bağlanır. Sarkoplazmik retiküler Ca2+
bağlayıcı proteinler hücre içi Ca’nın azalmasına katkıda bulunur.
Hücre zarı Ca, Mg-ATPaz’lar içerir, hücre içi Ca2+
konsantrasyonunu azaltmak için ek bir mekanizma sağlar. Bu enzim sarkoplazmik retiküler proteinden farklıdır çünkü kalmodulin ile bağlanabilen oto-inhibitör alana sahiptir ve plazma membranındaki Ca pompasının
uyarılmasına neden olur. Na+
/Ca2+ değiĢtiricileri plazma membranında bulunur ve hücre içi Ca2+’un azaltılmasına yardımcı olur.
Plazma membranında yer alan reseptör bağımlı ve voltaj bağımlı Ca2+
kanalları Ca2+ akıĢında ve düz kas kasılmalarında önemlidir. Bu kanalların inhibisyonu gevĢemeye neden olabilir (Webb, 2003).
Şekil 2.4. Düz kas gevĢemesi (Webb, 2003).
Tonik ve fazik kasılmalar
Fazik kasılma sırasında miyoplazmik Ca2+, çapraz köprü fosforilasyonu ve kuvvet bir
tepe noktasına ulaĢır ve daha sonra taban çizgisine döner. Tonik kasılma sırasında, miyoplazmik Ca2+ ve çapraz köprü fosforilasyonu ilk baĢlangıcından sonra düĢüĢ gösterir ancak baĢlangıç düzeylerine geri dönmez. Kuvvet yavaĢ yavaĢ artar ve yüksek bir seviyede tutulur.
Bu sürekli kuvvet korunur çapraz köprülerin sadece % 20 ila % 30'u fosforile edilir ve böylece ATP kullanımı azaltılır. "Mandal hali" terimi, düĢük enerji harcamalarında kuvvetin korunduğu bu tonik kasılma durumunu ifade eder. Mandal halinin, miyozin hafif zincirinin defosforilasyonunu yansıttığı düĢünülmektedir. Miyozin hafif zinciri fosforile edildiğinde çapraz köprüler, miyoplazmik Ca2+
yükseldiği sürece geri dönüĢüm yapar. Bununla birlikte, çapraz köprü miyozin fosfataz tarafından defosforile edildiğinde, çapraz köprü geri dönüĢüm
oranı azalır çünkü çapraz köprülerin ayrılması daha yavaĢtır ve baĢka bir döngüye baĢlamadan önce miyozin hafif zinciri yeniden fosforile edilmelidir. Miyoplazmik Ca2+
yüksek olduğunda, çapraz köprülerin çoğu fosforile olur. Tonik kasılmalar sırasında miyoplazmik Ca2+
düĢtüğünde çapraz köprünün defosforilasyona uğraması olasılığı ve kuvvet üreten yapıya bağlı bir biçimde daha fazla zaman harcanması artar. Bununla birlikte, kasılma için miyozin hafif zincirlerinin Ca2+ bağlı fosforilasyon oranının düĢük olması gerekir. Ca2+, kalmodulin'e bağlanma ve MHZK'ın aktivasyonu için gerekli olanın altına düĢerse kas rahatlar (Stanton ve Koeppen, 2009).
2.1.2.Üriner sistemde düz kas
Üreter, epididimis, duktus deferens gibi boru organlarda düz kas sıvıları peristaltik olarak itmede kullanılır. Düz kas böbrek kaliksleri gibi idrar toplama dokusunda da bulunur ve burda tonus tutar. BoĢalma iĢlevine sahip organlarda (seminal veziküller ve prostat gibi) düz kas boĢaltma ürünlerinin atmak için kullanılır. Mesane’de düz kasın en büyük fonksiyonu tonusun aralıksız yürütülmesi veya korunmamasına karĢın idrarın kısa etkili aktif boĢaltılmasıdır (Gestrelius ve Borgström, 1986).
2.2.Mesane
Alt idrar yolu idrar kesesi ve idrar yolundan oluĢur. Alt idrar yolunun iki ana fonksiyonu; idrarın uzun süre sızıntı olmaksızın depolanması ve miksiyon sırasında hızlı bir Ģekilde dıĢarı atılması normal yaĢamda doğal olarak gerçekleĢir (Andersson ve Arner, 2004).
2.2.1.Mesane anatomisi
Mesanenin büyüklüğü, Ģekli ve konumu ve mesanenin yakındaki yapılarla olan iliĢkisi, mesanenin içerdiği idrar tarafından ne kadar gerildiği ve bitiĢik iç organın durumu tarafından belirlenir (Mahadevan, 2016). Mesane pelvik boĢlukta simfizin arkasında ve pariyetal peritonun altında bulunur. Mesanenin üst yüzeyi yukarı doğru bir kubbe halinde geniĢler.
Çok ĢiĢtiğinde karın duvarı ile pariyetal periton arasındaki bölgeye doğru itilir. BoĢ olduğunda mesanenin iç duvarında kıvrımlar oluĢur ancak dolduğunda duvar daha pürüzsüz hale gelir (Hole, 1993).
Mesanenin arka duvarının alt kısmının iç tarafında trigon denilen üçgen bir alan bulunur. Trigononun taslağı, ters üçgen Ģeklinde üçgenin tepesindeki açı iç üretral deliği ve diğer iki açı sağ ve sol üreterik açıklıkları içermektedir. Ġki üreterik açıklık, eğik yarıklar halinde görünür ve boĢ mesanede aralarındaki mesafe yaklaĢık 3 cm'dir. Bununla birlikte,
mesane tamamen ĢiĢtiğinde, iki delik arasındaki mesafe 5 cm'ye kadar çıkabilir. Mesanenin trigonal bölgesine karĢılık gelen dıĢ duvarı, prostatın üst yüzeyine (erkekte) ve ön vajina duvarına (diĢi) sıkıca sabitlenir. Bu, trigonun mesanenin en az hareketli kısmı olmasını sağlar. BoĢ mesanenin mukoza zarı buruĢukdur, bu buruĢukluk sistoskopi sırasında kolaylıkla gözlemlendiği gibi mesane sıvı ile ĢiĢtiğinde kaybolur. Mesanenin en az esnek kısmı olan trigon üzerindeki mukoza membran daima pürüzsüzdür (Mahadevan, 2016).
Mesane boynu, duvarı çok miktarda elastik doku ile iç içe geçmiĢ detrüsör kasından oluĢur. Ġç sfinkter mesaneden uzanan düz kas lifleri ile bağ dokusundan oluĢur ve mesanenin boĢaltılmasını önler. Düz kas lifleri submukozal olarak üretra boyunca ilerler ve dıĢ sfinkteri oluĢturur. DıĢ sfinkter sinir sisteminin istemli kontrolü altında olan çizgili kas liflerinden oluĢur ve istemsiz kontroller mesanenin boĢaltılması giriĢiminde bulunsa bile idrarı bilinçli olarak önlemek için kullanılabilir (http://www.ftrdergisi.com/uploads/sayilar/195/buyuk/2005-16-181.pdf ).
Mesane duvarı üç katlıdır. En içteki mukozal tabaka, mesane duvarı için hipertonik idrara karĢı aktif ve pasif bir koruyucu bariyer oluĢturur (Koeveringe, 1997). Bu dokunun kalınlığı mesane geniĢlediğinde ve daraldığında değiĢir. Böylece ĢiĢme sırasında doku sadece iki ya da üç hücre kalınlığındayken kasılma sırasında beĢ ya da altı hücre kalınlığında görülür (Hole, 1993). Tüm idrar torbası, içeride ürotelyum (geçici epitelyum ile eĢanlamlı) olarak adlandırılan özel bir epitelyumla kaplanmıĢtır. Bu epitel üriner sistemin iletken kısmına özeldir ve böbreklerin, üreterlerin, idrar kesesinin ve proksimal üretranın kesintisiz ve eksiksiz iç astarını oluĢturur (Mahadevan, 2016). Ġkinci tabaka submukoz katıdır. Bağ dokusundan oluĢur ve birçok elastik lif içerir (Hole, 1993). Daha sonra düz kas tabakası gelir, karmaĢık bir ağ oluĢturan düz kas büyük demetlerden oluĢur (Koeveringe, 1997). En dıĢta mesanenin üst yüzeyi (mesanenin kubbesi olarak da bilinir) tamamen peritonla kaplıdır, periton bu yüzeye sıkıca bağlıdır. Mesanenin peritonla olan iliĢkisi cerrahi ve klinik önem taĢımaktadır (Mahadevan, 2016).
Şekil 2.5. Mesane’nin anatomik yapısı (Detrusör, Mesane gövdesi, Mesane tabanı, Üretra, Trigon ve Üretral açıklıklar) ve detrüsor kasının katmanları (Anderson ve Arner, 2004).
Mesane duvarı düz kas hücreleri detrüsor kasını oluĢturur. Detrusör yapısal ve iĢlevsel olarak trigonal ve üretral düz kaslardan farklıdır. Üç kat düz kas tabakasından oluĢur (ġekil 2.5). DıĢ ve iç katların hücreleri uzunlamasına orta katın hücreleri dairesel olma eğilimindedirler. Mesane duvarındaki düz kas hücreleri arasındaki oryantasyon ve etkileĢim önemlidir çünkü mesane duvarının nasıl davranacağını, hücredeki aktivitenin Ģeklini ve introluminal basınç üzerindeki etkisinin ne olacağını belirleyecektir (Anderson ve Arner, 2004).
Mesane duvarındaki düz kas hücreleri tipik düz kas hücreleridir, tek merkezi çekirdekli uzun iğ Ģeklindeki hücrelerdir (DeLancey, vd., 2002). Tamamen gevĢediğinde hücreler birkaç mikron uzunluğunda ve en geniĢ çapı 5-6 μm’dir (Anderson ve Arner, 2004). Sitoplazması normal miyofilamentlerle doludur, membranlar düzenli aralıklarla yoğun bantlar içerir ve aralarında zar vezikülleri (kaveoli) bulunur. Sitoplazmada dağınık yoğun cisimler vardır. Mitokondri ve sarkoplazmik retikulum çekirdeğe yakın biçimde mevcuttur. Düz kas dücreleri kas demetleri halinde sıralanmıĢtır. Ġnsan detrusor’unda kas demetleri büyüktür genellikle birkaç mm çapındadır ve birkaç küçük alt demetten oluĢur (DeLancey, vd., 2002).
Detrusör kas lifleri tüm yönlerde dağılır ve kasıldığı zaman mesane içi basıncını 40-60 mmHg’ya kadar yükseltebilir bu sayede detrusor kasının kontraksiyonu mesanenin boĢalması için en önemli aĢamadır. Detrusor kasının düz kas hücreleri birleĢerek bir hücreden diğerine elektrik akımı için düĢük dirençli yollar oluĢtururlar. Bu sebeple, aksiyon potansiyeli detrusor kası boyunca bir hücreden diğer hücreye hızla geçerek bir anda tüm mesanede kontraksiyona neden olur (Guyton ve Hall, 2013, s.307).
2.2.2.Mesane fizyolojisi
Mesane düz kas kontraktil sistem diğer düz kaslara benzer; kasılma ince ve kalın filamentler arasındaki etkileĢim ile gerçekleĢir. Ġnce aktin filamentleri membrandaki yoğun bantlara demirlenir ya da sitoplazmadaki yoğun cisimlerde görülür ve miyozin moleküllerinin kafaları tarafından oluĢturulan çapraz köprüler vasıtasıyla kalın filamentlerle etkileĢime girer. Detrusor düz kas kasılmaları diğer birçok düz kaslarda olduğundan daha faziktir; aralıksız uyarılma sırasında çok daha küçük bileĢene düĢen geçici bir fazik kasılma gösterir (DeLancey, vd., 2002).
Ġdrar yollarının yapısal/anatomik kısımları ile sinir sistemleri arasında çok karmaĢık bir etkileĢim vardır. Buna ek olarak, idrar torbasının doldurulması ve boĢaltılması alt üriner sistem duvarındaki kas bileĢenlerine meydan okur. Mesane doldurulurken düz kas hücrelerinin rahatlaması gerekir, duvar çok geniĢ bir uzunlukta uzatılmalı ve yeniden düzenlenmelidir. ĠĢeme sırasında kuvvet oluĢumu ve kısalması hızlı baĢlatılmalı, senkronize edilmeli ve geniĢ bir aralıkta oluĢmalıdır. Dolayısıyla bu faaliyetler hem kasılmanın hem de gevĢemenin düzenlenmesini gerektirir. Sinir ve hormonal kontrol sistemlerine cevap vermek için idrar yolları kaslarının herbir kısmı sinirlerden salınan veya lokal olarak üretilen transmitterler/modülatörler için spesifik reseptörlere kasılma ve gevĢetmeyi baĢlatmak için iliĢkili hücresel yollara sahip olmalıdır (Anderson ve Arner, 2004).
Orta derece dolu bir mesane yaklaĢık 12 cm (5 inç) uzunluğundadır ve yaklaĢık 500 ml idrar tutar ama gerekirse iki katı kadar daha tutabilir. Mesanenin maksimum kapasitesi 800 – 1000 ml olup aĢırı yüklenildiğinde patlama olabilir. Ġdrar böbrekler tarafından kesintisiz olarak oluĢturulsa da serbest bırakılıncaya kadar mesane de tutulur (Mahadevan, 2016).
Miktürasyon (İşeme, İdrar yapma)
Miktürasyon (idrar yapma), idrarın mesaneden dıĢarıya atılma sürecidir. Bu, detrüsör kasının büzülmesini içerir, karın duvarı ile pelvik taban içindeki kasların kasılmaları ve göğüs duvarı ile diyaframın sabitlenmesiyle desteklenebilir (Hole, 1993). Miktürasyon bir saklama fazından ve bir iĢeme fazından oluĢur. Depolama aĢaması sırasında mesane, intravezikal basıncında herhangi bir değiĢiklik yapılmaksızın artan hacimde bir idrar miktarını barındırır. Bunun nedeni kısmen viskoelastik özelliklerinden ve kısmen de omurilikteki bir kapama mekanizmasının refleks olarak preganglionik parasempatik (efferent) aktiviteyi inhibe etmesidir ve pelvik gangliyonda benzer bir mekanizma pregangliyonik aktivite eĢik seviyesine ulaĢıncaya
kadar postgangliyonik parasempatik nöronlara pregangliyonik aktivitenin iletilmesini önler. Bu aktivite rostral pons içerisindeki bir saklama merkezi tarafından kontrol edilir (Standring, 2004). Refleks merkezi, germe aygıtlarından gelen duyu dürtüleri tarafından sinyal verildiğinde, parasempatik motor uyarıları, yanıt olarak ritmik kasılmalara maruz bırakılan detrüsör kasına gider. Bu eylem, aciliyet hissi eĢlik eder.
Ġdrar kesesi yaklaĢık 600 mililitre idrara sahip olmasına rağmen, idrar yapma isteği yaklaĢık 150 mililitre içerdiğinde genellikle yaĢanır. Ardından, idrar hacmi 300 mililitreye veya daha fazla arttığında dolgunluk hissi gittikçe rahatsız olur.
Mesane idrarla dolduğunda ve iç basıncı arttıkça, duvarı kasılmaları giderek daha güçlü hale gelir. Bu kasılmalar iç üretra sfinkteri zorla açtığında, bir baĢka refleks çalıĢmaya baĢlar. Bu ikinci refleks dıĢ üretral sfinkterin rahatlamasına iĢaret eder ve mesane boĢalabilir (Hole, 1993).
EĢik afferent stimülasyon ile, rostral ponstaki iĢeme merkezinden gelen efferent impulslar, pregangliyonik parasempatik sinirlerin hücre gövdelerinin bulunduğu ikinci, üçüncü ve dördüncü sakral spinal segmentlerin ara-lateral gri kolonuna inen omurga yollarını aktive eder. Aksonları pelvik pleksuslara pelvik splanknik sinirleri gibi gelir, sinir ağları içindeki gangliyonlardaki postganglionik parasempatik nöronlarda ve mesane duvarı içinde sinaps oluĢturur. Postgangliyonik lifler, detrüsör düz kas katının kalınlığı boyunca dağılır. Bu motor sinirlerin yaygın dağılımı, iĢeme sırasında mesane kasılmasının baĢlatılması ve sürdürülmesinde parasempatik sinir sisteminin önemini vurgular. ĠĢeme baĢlangıcından hemen önce, distal üretral sfinkter, preganglionik parasempatik sinirleri aktive eden aynı sinir yolu ile motor nöronlarının merkezi inhibisyonu ile rahatlar. Mesanenin parasempatik yapısının aktive edilmesi asetilkolin salınmasına neden olur. Bu, mesane duvarının detrüsör tabakasındaki muskarinik alıcıları aktive eder ve bu, mesane daralmasına neden olur. Üretranın gevĢetilmesi Ģu anda mesane boynu ve üretradaki aynı parasempatik sinirlerden nitrik oksidin salınmasına bağlı olduğuna inanılmaktadır. Mesane ve üretranın sinir kontrolünün merkezi entegrasyonu, normal mikstürasyon için gereklidir (Standring, 2004).
Mikstürasyon aynı zamanda dıĢ üretral sfinkterin rahatlamasını da içerir. Ürogenital diyaframın bir parçası olan bu kas mesaneden yaklaĢık 3 santimetre üretra etrafını sarar ve gönüllü iskelet kası dokusundan oluĢur.
Bununla birlikte, dıĢ üretral sfinkter iskelet kasından oluĢtuğundan, bilinçli olarak kontrol edilebilir. Böylece, sfinkter kası, idrar yapmak için bir karar verilinceye kadar, normalde
kontratlı kalır. Bu kontrol, beyin sapı ve serebral kortekste, mikrasyon refleksini inhibe edebilen sinir merkezleri tarafından desteklenmektedir. Bir kiĢi idrar yapmaya karar verdiğinde, dıĢ üretral sfinkterin rahatlamasına izin verilir ve mikrütasyon refleksi artık engellenmez. Pons içindeki sinir merkezleri ve hipotalamus, mikrasyon refleksinin daha etkili olmasını sağlar. Sonuç olarak, detrusor kasları daralır ve idrar üretra yoluyla dıĢa atılır. Birkaç dakika içinde, mikrütasyon refleksinin nöronları yorgun görünüyor, detrusor kasları gevĢer ve mesane tekrar idrarla dolmaya baĢlar (Hole, 1993).
2.2.3.Mesane innervasyonu
Detrusor kas, parasempatik ve sempatik sinir lifleri tarafından innerve edilir. Parasempatik innervasyon, 2 ila 4. sakral segmentten meydana gelir (Koeveringe, 1997). Parasempatik uyarı detrusor vesika’yı uyarır, sfinkter vesika’yı da inhibe eder (Arıncı ve Elhan, 2014). Sempatik lifler, 9-11. torasiklerden ve 1. ila 2. lomber segmentten türetilir (Koeveringe, 1997). Sempatik uyarı mesane kaslarını inhibe ederken sfinkter vesika’yı uyarır (Arıncı ve Elhan, 2014).
Parasempatik fiberler çoğunlukla kolinerjik iken, sempatik lifler çoğunlukla noradrenerjik liflerden oluĢur. Tüm mesane duvarı boyunca, çoğunlukla kolinerjik lifleri olan küçük otonomik ganglionlar bulunur. Mesanenin kas katındaki düz kas çoğunlukla kolinerjik sinir lifleri ile birbirine geçmektedir. Sinir terminalleri, kas hücrelerinin yüzeyinden 20 mn içerisindedir. Mesanenin kubbesinde çok seyrek bir noradrenerjik sinir kaynağı bulunabilir.
Ġnsanlardan baĢka bazı türlerde, adrenerjik ve kolinerjik olmayan sinir kaynağı gösterilmiĢtir. Örneğin, domuz mesanesinde adenosin trifosfat (ATP) bir nörotransmitter olarak tanımlanmıĢtır. Ġnsanlarda vazoaktif intestinal polipeptit (ViP), gevĢemeye neden olan bir inhibitör nörotransmitter olarak tanımlanmıĢtır. Mesanenin daha kaudal bölgeleri nispeten artan sayıdaki noradrenerjik lifleri içerir. Burda net bir cinsiyet farkı tespit edilebilir. Erkek mesane boynu bol miktarda noradrenerjik innervasyona sahiptir ve sadece seyrek olarak kolinerjik innervasyona uğramıĢtır. Aksine, noradrenerjik sinirler kadın mesane boynunda yaygın olarak temsil edilmemektedir, bu nedenle bu bölgedeki sinir kaynağı çoğunlukla kolinerjiktir (Koeveringe, 1997).
Şekil 2.6. Mesanenin inervasyonu (Guyton ve Hall, 2013).
2.2.4. Mesanenin reseptörleri
Kolinerjik reseptörler
Asetilkolin salgılayan liflere kolinerjik lifler denir. Sempatik ve parasempatik sinir sistemindeki postgangliyonik nöronlar kolinerjiktir. Yani ACh gangliyonlara uygulandığında hem sempatik hem de parasempatik nöronlar uyarılır. Parasempatik sinir sisteminin tamamı ACh salgılar ve bu nörotransmitter her organ üzerinde kendine özgü sempatik ve parasempatik etkiler gösterir (Guyton ve Hall, 2013).
Asetilkolin mesane parasempatik sinirleri tarafından salgılanan ve mesane boyunca muskarinik reseptörleri aktive eden primer sinyal maddesidir (Hegde ve Eglen, 1999). Ġdrar kesesinin kasılması temel olarak muskarinik reseptörlerin aktivasyonuna bağlıdır. Ġnsan da dahil olmak üzere farklı türlerin idrar kesesinde, muskarinik reseptör 5 alt tipine (M1-M5) rastlanmıĢtır (Giglio ve Tobin, 2009).
ACh'nin detrusördeki muskarinik reseptörlere bağlanması, mesanenin boĢalmasına neden olacak Ģekilde kasılmasına neden olur. Detrusör kasılması için fonksiyonel olarak en önemli alt tip olarak kabul edilen M3 reseptörü olmasına rağmen, M3 ve M2 reseptörlerinin aktivasyonu arasında ikili bir etki olduğu düĢünülmektedir (Hegde ve Eglen, 1999).
Detrusördeki M2 alt tipi, miktar açısından M3 alt tipi üzerinde baskındır ve kasılmadaki rolü, gevĢemeyi indükleyen cAMP-bağlı reseptörlerden gelen uyaranları bloke ederek dolaylı olarak görünmektedir (Giglio ve Tobin, 2009).
Muskarinik reseptörler G proteinleriyle bağlı reseptörler ailesinin üyesi olan glikoproteinlerdir. Muskarinik reseptörlerin hücre yüzeyinde ligand bağlama bölgesi,hücre zarının sitoplazmik yüzeyinde G protein bağlama bölgesi vardır (Cabadak, 2006). ACh, G-proteinine bağlı muskarinik M3 ve M 2 reseptörlerine bağlanır. Muskarinik M3 reseptörü fosfolipaz C'nin IP3 üretmesine neden olur. IP3, Ca+2 serbest bırakan endoplazmik retikulumdaki
IP3 reseptörüne bağlanır ve açılır. Kalmodulin , kalsiyumun bağlanması üzerine konformasyon
değiĢikliğine uğrar, miyozin hafif zincir kinaz (MHZ kinaz) bağımlı yolu aktive etmesini ve kasılmayı indüklemesini sağlar. Muskarinik M2 reseptörü, cAMP oluĢumunu engeller; cAMP yolu kasılmanın inhibisyonuna yol açan protein kinaz A (PKA)’yı aktive eder (Giglio ve Tobin, 2009).
Parasempatik sistem içerisinde salınan ana nörotransmitter asetilkolin'dir, aynı zamanda non-adrenerjik non-kolinerjik transmitterlerde ACh ile birlikte salınır. Dolayısıyla, ATP, VIP gibi peptidler ve nitrik oksit, genellikle ACh ile birlikte salınır. Böylece ana verici ACh, postganglionik tepkilere aracılık eden reseptörlerde muskarinik reseptörlerdir (Uchiyama ve Chess-Williams, 2004).
Atropin
Atropin alkaloidi Solanaceae familyasına ait Atropa belladonna bitkisininden elde edilir. Bu alkaloidin etkileri antik çağlarda biliniyordu; gözbebeğini geniĢletmek için bitkinin ekstraktları göz damlası halinde kozmetik amaçlı kullanılıyordu.
19. Yüzyılda alkaloidler izole edildi, yapıları ve spesifik etki mekanizmaları aydınlatıldı. Atropin , muskarinik tipteki reseptöre bağlanmak için asetilkolin ile rekabet içinde olan antagonistin prototipidir (Lüllmann, vd., 2005). Atropin, muskarinik reseptör üzerinde ortak bir bağlanma yeri için ACh ve diğer muskarinik agonistlerle rekabet eder. Prototipik muskarinik antagonist olan atropinin farmakolojik etkileri, çeĢitli muskarinik antagonistlerin terapötik kullanımlarını anlamada iyi bir geçmiĢ oluĢturmaktadır (Brunton, vd., 2010, s. 227).
Atropin D ve L hyosyamin karıĢımıdır (Altınkurt, 1981). Hyosyamin, aminalkol niteliğinde olan organik baz tropin (3-hidroksitropan)’in tropik asid ile yaptığı esterdir. Canlı bitkide L-hyosyamin bulunur ; kurutma ve ekstraksiyon iĢlemleri ardından elde edilen madde rasemizasyona uğrar ve atropin halini alır. D-hyosyamin parasempatolitik etki göstermez;
bundan sebep L-hyosyamin atropin’e göre iki kat daha güçlü bir parasempatolitiktir. Atropin, kan-beyin bariyerini aĢarak santral sinir sistemine geçer ve ordaki muskarinik resptörleri bloke eder (Kayaalp, 2002, s. 1093).
Şekil 2.7. Atropa belladonna bitkisi ve atropin’in kimyasal formülü (Lüllmann, vd., 2005).
Atropin, muskarinik reseptörler için oldukça seçicidir. Atropin muskarinik reseptörlerin M1, M2 ve M3 alt grupları arasında ayrım yapmaz. Aksine diğer antimuskarinik ilaçlar, bu altgrupların biri veya diğeri için orta derecede seçicidir. Ġnsan idrar torbası, kasılmanın doğrudan harekete geçirilmesine aracılık eden M3 alt tipi ağırlıklı olmak üzere M2 ve M3 reseptörleri ile eksprese edilir. Atropin, minör inflamatuar mesane bozukluklarının neden olduğu üriner aciliyet tedavisinde semptomatik rahatlama sağlamak için kullanılmıĢtır (Katzung, vd., 2012).
Atropin, mesane detrusor düz kaslarını gevĢetir, trigon ve sfinkter düz kaslarında tonusu artırırlar böylece iĢeme güçlüğü meydana getirir (Kayaalp, 2002). Hipermotilite durumlarında idrar kesesinin motilitesini azaltmak amacıyla kullanılır. Bazen çocuklarda istemsiz idrar kaçırma tedavisinde kullanılır (Bökesoy, vd., 2000).
Adrenerjik reseptörler
Nörepinefrin (nöradrenalin) salgılayan liflere adrenerjik lifler denir. Adrenerjik reseptörler, alfa adrenerjik reseptörler ve beta adrenerjik reseptörler olmak üzere ikiye ayrılır. Alfa adrenerjik reseptörler alfa1 ve alfa2 reseptörler olmak üzere iki çeĢittir. Beta adrenerjik
reseptörler beta1, beta2 ve beta3 reseptörler olarak üçe ayrılmaktadır; çünkü belli baĢlı
salgılanan noradrenalin ve adrenalin, alfa ve beta reseptörlerini uyarma bakımından bazı farklılıklar gösterir. Noradrenalin genellikle alfa reseptörleri uyarırken, beta reseptörlerini çok zayıf bir Ģekilde uyarır. Aynı zamanda, adrenalin her iki tip reseptörü hemen hemen eĢit düzeyde uyarmaktadır. Bu nedenle, noradrenalin ve adrenalinin farklı efektör organlardaki bu etkileri, organdaki reseptörlerin tipine bağlıdır. Yani bunların tümü beta reseptör ise, adrenalin daha etkili bir uyarıcı olacaktır (Guyton ve Hall, 2013).
Adrenalin ve noradrenalinin çoklu metabolik ve nöroendokrin etkilerine, adrenerjik reseptörler olarak adlandırılan membrana bağlı proteinler aracılık eder. Katekolaminler, bu reseptörlere bağlanarak çeĢitli hücresel sinyal iletim mekanizmalarını aktive ederler, bu da GTP bağlayıcı, düzenleyici G proteinlerini aktive eder ve adenil siklaz veya fosfolipaz C gibi efektörler kendilerini modüle ederler (Strosberg, 1993).
Alfa adrenerjik reseptörler mesane sfinkterinin kasılmasını, β2 adrenerjik reseptörler
mesane duvarının gevĢemesini sağlar (Guyton ve Hall, 2013).
Fentolamin
Ġmidazolin türevi α- adrenerjik reseptör blokeridir (Kayaalp, 2002, s. 1138). Kompetitif inhibisyon yapar ve kısa süre etkilidir. Fentolamin, efektör organdaki etkiyi bloke eder (Altınkurt, 1981). Non-selektif α-bloker fentolamin postsinaptik α1-adrenoseptörde ve presinaptik α2-adrenoseptörlerde nörepinefrin’in etkisini bloke eder (Lüllmann, vd., 2005). Fentolamin ayrıca serotonin reseptörlerde minör önleyici etkilere sahiptir, muskarinik ve H1-H2 histamin reseptörlerinde agonist etkilere sahiptir (Katzung, vd., 2012). Fentolamin klasik α- bloke edici olarak adlandırılır.
Bu klasik α-bloker, kardiyovasküler ve diğer sistemlerin düzenlenmesinde, α
reseptörlerin öneminin belirlenmesinde önemli bir rol oynamıĢtır (Brunton, vd., 2010, s. 309).
Fentolamin katekolaminlerin aĢırı salınımına bağlı oluĢan klinik durumların tedavisinde kullanılmıĢtır (Bökesoy, vd., 2000). 2008 yılında FDA anestezi süresini kısaltmak ve tersine çevirmek için fentolamin kullanımını onaylamıĢtır. Fentolamin, anestezi gereksinimi sona erdiğinde α reseptörünün indüklediği vazokonstriksiyonu antagonize ederek tersine çevirir (Brunton, vd., 2010).
α-adrenerjik antagonistlerle mesanenin trigon ve sfinkter kaslarının bloke edilmesi idrar akıĢına direnci azaltır (Bökesoy, vd., 2000). Alfa 1 reseptörler mesane ve prostat tabanında bulunur ve bunların blokajı idrar akıĢının direncini azaltır. Dolayısıyla , alfa blokerler prostatik hiperplaziye bağlı idrar retansiyonun tedavisinde terapötik olarak kullanılır (Brunton, vd., 2010).
Propranolol
Propranolol, 1965 yılında tedaviye dahil edilen ilk β-blokerdir (Lüllmann, vd., 2005). Rekabetçi bir β-reseptör antagonistidir ve diğer β antagonistlerin karĢılaĢtırıldığı bir prototiptir. Propranolol, β1 ve β2 adrenerjik reseptörler için eĢit affiniteye sahiptir; böylece seçici olmayan β adrenerjik reseptör antagonistidir (Brunton, vd., 2010, s. 320). Propranolol, iki enantiyomer D ve L 'nin rasemik bir karıĢımıdır. L- enantiyomer, beta adrenerjik reseptörlerin bloke edilmesinde D- enantiyomerinin yaklaĢık 100 katı kadar güçlüdür. Propranalol saf bir antagonisttir, intrinsik sempatomimetik avkiviteden yoksundur (Kayaalp, 2002).
Propranolol lipofiliktir ve kolayca kan-beyin bariyerini geçer. α ve muskarinik reseptörlerde önemsiz etkilere sahiptir, bununla birlikte beyindeki bazı serotonin reseptörlerini bloke edebilir. Bu β reseptörlerin hiçbir belirgin agonist eylemleri yoktur. Uzun yıllar boyunca çok geniĢ kullanım alanlarında propranolol’ün güvenli ve etkili bir ilaç olduğu keĢfedilmiĢtir (Katzung, vd., 2012).
Kapsaisin, GTE, kafein ve tirozin kombinasyonunda enerji tüketimi'nin sempatik uyarımının β-adrenerjik reseptör blokeri propranolol ile kombine edildiğinde körelme olup olmadığını araĢtırılmıĢ, propranolol ile termojenik yanıt % 50 azaltılmıĢ böylece β-adrenerjik yolakların termojenik tepkiden kısmen sorumlu olduğu ortaya koyulmuĢtur (Belza, vd., 2009).
2.2.5. Ca
2+Kanalları
Ca2+ kanalları, hücre zarının depolarizasyonuna cevap olarak açılan seçici porlarla sitoplazmaya Ca2+ iyonlarının geçiĢini sağlar. Ca2+ ‘un içeri doğru akıĢı depolarize edici bir akım oluĢturur ve sitoplazmada ortaya çıkan Ca2+
birikimi hormonların ve nörotransmitterlerin salgılanması, kas kasılması ve diğer çeĢitli Ca2+
duyarlı olaylar için kimyasal bir tetikleyici olarak iĢlev görür. Böylece zar potansiyel değiĢikliklerini algıladığında Ca2 + kanalları aynı anda doğrudan bir hücre içi kimyasal haberci oluĢtururken bir elektrik sinyali üretir. Bu ikili yetenek iyon kanalları ailesi arasında benzersizdir ve Ca2+
kanalının uyarma-salgılama ve uyarma-kasılma eĢleĢmesinde çeĢitli roller oynamasına izin verir (McCleskey, vd., 1986).
Mesane düz kas kasılmasında voltaj-kontrollü Ca2+
kanalları, depo-kontrollü Ca2+ kanalları, IP3-reseptörleri ve ryanodin reseptörlerini kapsayan en az dört tip Ca2+
kanalı yer almaktadır. Voltaj-kontrollü Ca2+
kanalları ve depo-kontrollü Ca2+ kanalları plazma membranında bol miktarda bulunur ve hücre dıĢı alandan Ca2+
akıĢına katkıda bulunurken, sarkoplazmik retikulum zarlarında bulunan IP3 ve ryanodin reseptörlerinin aktivasyonunu hücre içi depolardan Ca2+
salınımını içerir (Frazier, vd., 2008). Mesane düz kasında bircok tipte Ca2+
kanalları bulunmaktadır ancak detrusörda genel olarak voltaj - kontrollü Ca2+ kanalları yer alır (Berridge, vd., 2003). Mesane de en yaygın bulunan voltaj - kontrollü Ca2+ kanalı, L-tipi Ca2+ kanalıdır. L- tipi Ca2+ kanalları nifedipin veya diltiazem gibi ilaçlar tarafından inhibe edilebilir (Frazier, vd., 2008).
Nifedipin
Nifedipin, dihidropiridin ailesi kalsiyum kanal blokerlerinin prototipidir ve selektif bir vazodilatördür (Katzung, vd., 2012). Hücresel zarların L-tipi Ca2+
kanalları boyunca kalsiyum’un içeri akıĢını engelleyen kalsiyum kanal blokeridir (Smith, vd., 2000). Nifedipin, yüksüz hidrofobik bir maddedir (Lüllmann, vd., 2005). L-tipi kalsiyum kanalları sadece dihidropiridin Ca2+ kanal blokerlerine (Nifedipin) duyarlıdır. Tüm Ca2+ kanal bloke edicileri, L-tipi Ca2+ kanalının α1 alt birimine bağlanır (Brunton, vd., 2010).
Nifedipin ve ilgili dihidropiridinler, Ca2+ kanallarını bloke eden, kardiyak ve düz kas Ca2+ kanallarının dihidropiridin duyarlılığına bağlı olarak klinik olarak kullanılan en güçlü organik bileĢiklerdir. L-tipi kanalların dihidropiridinlere duyarlılığı hücre tipleri arasında ve hücre zarı potansiyeline göre değiĢir (McCleskey, vd., 1986).
Şekil 2.10. Nifedipin’in kimyasal formülü (Brunton, vd., 2010).
Nifedipin’in öncelikli etkisi düz kas gevĢemesine neden olmaktır. Uygulamalar sonucunda vasküler, rahim ve mesane düz kasında gevĢeme olmuĢtur (Smith, vd., 2000).
2.2.6. K
+Kanalları
K+ kanal aktivasyonunun düz kaslarda aksiyon potansiyellerinin geliĢimini genel olarak önler, böylece membran potansiyelindeki dereceli değiĢikliklerin tonlarını düzenlemesine izin verir. Farklı moleküler temellere sahip birkaç K+
kanalı, düz kas hücrelerinde düzenleyici temel K+ iletkenliğine katkıda bulunur. Bunlar; voltaj-kapılı K+ kanalları (Kv), büyük iletkenlik Ca
2+
ile aktive edilmiĢ K+
kanalları (BKCa), küçük iletkenlik Ca 2+
ile aktive edilmiĢ K+ kanalları (SKCa), içeriye doğrultucu K
+
kanalları (Kir), iki gözenekli alan K +
kanalları (K2P),
gerginlik-bağımlı K+
kanalları ve ATP duyarlı K+ kanalları(KATP) (Thorneloe ve Nelson, 2005).
Detrüsor düz kası, detrüsor düz kası uyarılabilirliğini ve kontraktilitesini belirleyen çeĢitli K+
kanallarını ifade eder. Detrüsor düz kası K+ kanallarının temel amacı, voltaj kapılı Ca2+ (CaV) kanalları aracılığıyla Ca2+ giriĢini yoluna koymak ve kusursuz olarak düzenlemek ve böylece detrüsor düz kas kasılmasını ve gevĢemesini kontrol eden hücre içi Ca2+
konsantrasyonudur. Detrüsor düz kas hücrelerinde, voltaj-kapılı K+ kanalları (Kv), Ca 2+
ile aktive edilmiĢ K+
kanalları (KCa), içeriye doğrultucu K +
kanalları (Kir), iki gözenekli alan K +
kanalları (K2P), ATP duyarlı K +
