Sinir-Kas Bağlantısı (Nöromusküler Bağlantı): Sinirler, Kasları Nasıl Hareket Ettirir?

Fotoğrafta gördüğünüz, bir kas dokusu içerisine gömülmüş olan ağaç benzeri nöronlardır. Bu bağlantıya sinir-kas bağlantısı (nöromusküler bağlantı) adı verilir.

Bir motor nöronun akson ismi verilen uç kısmı, bağlandığı bir kasın içerisinde birden fazla dala ayrılır ve her bir akson dalı, kas ile sinir-kas bağlantısını oluşturur. Her bir akson ucu, bir kas şeridine bağlanır. Bu sebeple her bir kas şeridi, tek bir motor nöron ile tetiklenmiş olur.

Kasların kasılmasına neden olan sinir elektrokimyasal atımları, yani aksiyon potansiyelleri, akson boyunca ilerler ve bu tekil dallara ayrılır. Kas iplikçikleriyle bağlantı yapan bu dalların her birine "motor birim" adı verilir. Dolayısıyla bir motor birim, sinir sistemi tarafından uyarılarak kasların kasılmasını sağlayan en küçük kasılma birimidir.

Bir aksiyon potansiyeli, sinir-kas bağlantısına ulaştığı zaman asetilkolin isimli bir kimyasalın sinaps denen sinirler arası boşluğa salınımına neden olur. Asetilkolin, sinaps sonrası nöronların motor uç plakası adı verilen kısmında yoğunlaşmış olan nikotinik reseptörlere (alıcılara) bağlanır. Bu bağlanma sonucunda nikotinik reseptör kanalları açılır ve kas hücrelerinin etrafında yoğunlaşmış olan sodyum iyonları bu kanallar aracılığıyla kas fiberlerindeki hücrelerin içine doluşmaya başlar. 

Eğer ki bu kanallardan yeterince sodyum hücre içerisine girebilir ve normalde dinlenen bir kasın elektrik potansiyeli farkı olan -95 milivoltluk farkı -50 milivolta kadar yükseltebilirse, bu elektrik potansiyeli değişimi kas şeridi boyunca yayılacak yeni bir elektrik atımını tetikler. Bu elektrik potansiyeli, ilk olarak sarkolemma adı verilen ve çok sayıda kasılabilir silindirik yapı olan miyofibrilleri saran zar boyunca ilerleyerek yayılır. Bazıları kasın oldukça derin bölgelerinde bulunan miyofibrillere ulaşabilmesi için, kas aksiyon potansiyeli T-tübüller adı verilen bir sistem boyunca ilerlemek zorundadır. Yani yüzeyde başlayan elektrik potansiyeli, kasın içlerine doğru (kasın "kalbine" doğru) bu sistem aracılığıyla yayılarak ilerler.

Burada, sarkoplazmik retikulum adı verilen ve bir dizi kimyasal tepkimenin tetiklenmesinde görev alan yapılara ulaşır. Bu kimyasal tepkimeler sonucunda kas kasılır. Ayrıca bu yapı, kas kasılmasını sağlayacak olan kalsiyum iyonlarını da depolamaktadır. T-tübüllerinin zarlarındaki aksiyon potansiyeline (elektrik atımına) duyarlı olan bir protein ile sarkoplazmik retikulum içerisinde bulunan kalsiyum kanallarının birbiriyle etkileşimi sonucunda, yeni gelen elektrik atımı kalsiyumun sarkoplazmik retikulumdan dışarı saçılmasını sağlar. Bunun sonucunda kalsiyum, miyofibriller üzerinde bulunan ve kasların kasılarak hareket etmesini sağlayan proteinleri tetiklemeyi sürdürecek kimyasal tepklime zincirini başlatabilir. Böylece kaslar, beyin tarafından kontrol edilen ve sinir sisteminden gelen elektrik sinyallerinin frekansı ve şiddetine bağlı olarak kasılırlar, gevşerler, hareket ederler, yön değiştirirler. Bu sayede biz bu yazıyı yazabiliriz, siz de bu yazıyı okuyabilirsiniz.