Sarkomer kısalır, A bandı kısalmaz
Kas kasılırken sarkomerin boyu kısalır ama A bandının boyu değişmez — çünkü filamentler kısalmaz, birbirinin üzerinden kayar. Bu ünitede kayan filament modelini, asetilkolinden kalsiyuma uzanan yedi basamaklı kasılma zincirini, kasların ATP’yi hangi sırayla nereden bulduğunu ve antagonist kasların neden çift çalıştığını göreceksin.
İskelet kası hücrelerindeki aktin ve miyozin filamentleri miyofibrilde açık ve koyu bantlar oluşturacak şekilde düzenli bir dizilim gösterir. Bu düzen, kasın mikroskopta neden enine çizgili göründüğünün de cevabıdır.
Açık renkli görülen bantların ortasındaki çizgiye Z çizgisi denir. İki Z çizgisi arasında kalan bölgeye sarkomer adı verilir. Kasılma birimi olan sarkomerdeki ince yapılı aktin filamentler Z çizgisinde birbirine bağlanarak sarkomerin merkezine doğru uzanır. Kalın olan miyozin filamentler ise sarkomerin merkezinde sıralanarak birbirine tutunur.
Sarkomerin yapısında sadece aktin filamentlerinden oluşan bölgeye I bandı, aktin ve miyozin filamentlerinden oluşan bölgeye A bandı, A bandının ortasında sadece miyozin filamentlerinden oluşan bölgeye de H bandı adı verilir.
Kaydırağı sağa çek: sarkomer kasılsın. Filamentlerin boyu hiç değişmiyor, yalnız birbirinin üzerinden kayıyorlar. Altta üç bandın uzunluğu canlı ölçülüyor — A bandı sabit kalırken I ve H daralıyor.
Hangi bant hangi filamentten oluşuyor? Düğmelere bas, o bölge sarkomer üzerinde boyansın.
| Değişken | Sarkomer kasıldığında | Sarkomer gevşediğinde |
|---|---|---|
| A bandı | Boyu değişmez | Boyu değişmez |
| I bandı | Daralır | Genişler |
| H bandı | Daralır | Genişler |
| Z çizgileri | Birbirine yaklaşır | Birbirinden uzaklaşır |
| Sarkomerin boyu | Kısalır | Eski hâline geri döner |
| Kütle ve hacim | Değişmez | Değişmez |
Kas kısalır ama filamentler kısalmaz. Kasılmanın kayan filament modeliyle açıklanmasının anlamı budur: aktin ve miyozin boylarını korur, yalnız birbirinin üzerinden kayar. İkinci tuzak: sarkomerin boyu kısalsa da kütle ve hacminde değişme olmaz — kasılan kol kalınlaşmış gibi görünür, madde eklenmiş değildir.
İskelet kasının kasılmasını somatik sinir sisteminden gelen uyartılar başlatır. Somatik sinir sistemine ait miyelinli sinir hücreleri kas lifleriyle bağlantılıdır; her kas lifi (hücre) onu kontrol eden motor sinirle sinaps yapar.
Her motor sinir tipik olarak birçok kas lifiyle sinaps yapar. Bir motor sinir ve kontrol ettiği tüm lifler, motor birimi oluşturur. Bir motor nörona eşik değer ve üzerinde bir uyarı geldiğinde, birim içindeki tüm kas lifleri bir grup olarak kasılır. Ortaya çıkan kasılmanın gücü, motor nöronun kaç tane kas lifini kontrol ettiğine bağlıdır.
Motor nöronun kas hücresine bağlandığı bölgelerde miyelin kılıf yoktur. Bu bağlantı yerlerine motor uç plak adı verilir. Kasılma zinciri tam burada, impulsun motor uç plağa ulaşmasıyla başlar.
Basamakları sırayla gez. Her adımda sinaps, sarkolemma, sarkoplazmik retikulum ve sarkomer üzerinde o anda ne olduğu çizilir; geçilen basamaklar dolu, gelecek olanlar soluk kalır.
Hücre içinde uyarı sarkoplazmik retikuluma ulaştığında, burada depolanan Ca+2 iyonları sarkoplazmaya salınır. Sarkoplazmada derişimi artan Ca+2 iyonları sarkomerde aktin filamentinin üzerindeki proteine bağlanır. Bu bağlanma proteinin şekil ve konumunda değişiklik meydana getirir; değişiklik aktin üzerinde miyozin bağlanma bölgelerinin açığa çıkmasını sağlar. İmpuls sonlandığında Ca+2 iyonları aktif taşıma ile tekrar sarkoplazmik retikuluma taşınır, bağlanma bölgeleri kapanır ve kas gevşer.
ATP iki kez, iki ayrı iş için kullanılır. Birincisi: miyozin başında ATP’nin hidrolizi sonucu açığa çıkan enerji, başın aktine bağlanmasını ve aktinin merkeze doğru kaymasını sağlar — yani kasılma. İkincisi: miyozin başına yeni bir ATP molekülünün bağlanması başın formasyonunu bozar ve aktini bırakmasını sağlar. Üstelik gevşemede Ca+2’nin geri pompalanması da aktif taşıma olduğu için enerji ister: gevşemek de bedava değildir.
Kaslar kasılmaları sırasında öncelikle hücrede hazır olan ATP’leri tüketir. Sayıca az olan bu ATP’ler çok kısa sürede tükenir. Sonrası bir sıra meselesidir.
ATPaz enzimiyle: ATP + su → ADP + Pi + enerji. İskelet ve kalp kaslarında ihtiyaç duyulan ATP miktarı fazla olduğundan hücrede hazır olan ATP yeterli gelmez.
Anlık ATP ihtiyacı kreatin fosfat moleküllerinden karşılanır: hücre kreatin fosfatı parçalar, açığa çıkan fosfatla ADP’yi ATP’ye dönüştürür. Oluşan ATP’ler kas hücresinin yaklaşık 15 saniyelik ihtiyacını karşılar. Parçalanan kreatin fosfatlar kas gevşediğinde, dinlenme sırasında ters yönde bir tepkimeyle tekrar oluşur.
Üretilen enerji yeterli gelmiyorsa hücrede depolanan glikojen parçalanır ve glikoza dönüştürülür. Glikozlar oksijenli solunumda ya da laktik asit fermantasyonunda kullanılarak ATP üretilir.
Kaydırak, kas faaliyetinin süresini değiştiriyor. Üstte oksijenli solunumun ve laktik asit fermantasyonunun payı iki ayrı şerit olarak çiziliyor. Kısa süreli kuvvetli faaliyette fermantasyon baskın; süre uzadıkça oksijenli solunum devralıyor.
Laktik asit fermantasyonunda oksijenli solunuma göre ATP üretimi kısa sürede gerçekleşir ancak üretilen ATP miktarı çok düşüktür. Yoğun kas aktivitesi sırasında ATP üretmek için yapılan şeker yıkım hızı, kasın kandan oksijen sağlama hızını geçer; bu durumda hücre ATP ihtiyacını oksijenli solunum yerine laktik asit fermantasyonundan sağlar.
Kasta biriken laktik asit karaciğere taşınarak burada piruvata dönüştürülür ve solunumda tekrar kullanılır. Yani laktik asit bir atık değil, ödünç alınmış bir ara üründür.
Çizgili kasların dinlenme durumunda hafif kasılı ve gergin kalma durumuna kas tonusu denir. Bu durum vücut duruşunda önemli bir etkiye sahiptir. Kas, aksiyon potansiyeli ile kasılı olmasa da sinir hücrelerinden gelen düşük hızdaki impulslarla bir miktar kasılı tutulur. Kas tonusu bilincin açık olduğu zamanlarda vardır.
Uyartıdan sonra kasın kasılması ve gevşemesi üç evrede gerçekleşir. Evre düğmesine bas: eğrinin o bölümü vurgulanır ve tanımı yazılır.
Kaydırak uyarıların sıklığını artırıyor. Seyrekken her aksiyon potansiyeli tek bir seğirme veriyor. Sıklık artınca kas dinlenmeye geçemeden yeniden tetikleniyor, kasılmalar birbirine ekleniyor ve kuvvet yükseliyor.
Aksiyon potansiyelinin etkilediği motor birimlerin sayısının çok olması ya da uyarının sıklığı, daha çok kas telinin uyarılmasını ve kuvvetli kasılmayı sağlar. Uyarıların hızlı bir şekilde tekrarlanmasıyla kasın gevşeme evresine giremeden tekrar ve sürekli kasılması durumuna fizyolojik tetanus denir. Kramp ve spazmlar fizyolojik tetanusa örnektir.
Tendon, kasları kemiklere bağlayan güçlü bağ dokudur. Fiziksel gerilmelere karşı dayanıklıdır; gerilme sırasında boyca uzamaz ve kasılmaz. Tendonların işlevi kastan aldığı kuvveti kemiğe iletmektir. Baldır kasını topuk kemiğine bağlayan aşil tendonu vücuttaki en büyük tendonlardan biridir.
Vücut kısımlarının ileri geri hareketinin sağlanması için iskeletin aynı bölümüne bağlanmış iki kasa gereksinim duyulur. Aynı bölüme bağlı birbirine zıt yönde çalışarak hareketi sağlayan kaslara antagonist kas denir. Kolun üst kısmındaki pazu kasları örnektir: biri kasılırken diğeri gevşer, böylece hızlı ve dengeli bir hareket olur.
Antagonist kasların aksine aynı anda kasılıp aynı anda gevşeyen kaslara sinerjist kaslar denir. Birlikte çalışan sinerjist kaslar bir ekleme aynı yönde etki ederek aynı hareketin yapılmasını sağlar. Parmakları hareket ettirmeyi sağlayan el bileğindeki kaslar ile karın ve sırt bölgesindeki kaslar örnektir.
Kipi seç, kolu izle. Antagonist kipte iki kas sırayla kasılıyor ve kol iki yöne hareket ediyor; sinerjist kipte ikisi aynı anda kasılıp aynı hareketi yapıyor. Kasın rengi koyulaştıkça o kas kasılıyor demektir.
Tendon uzayan bir lastik değildir. Tendon bağ dokudur, kas değildir: kasılmaz ve gerilme sırasında boyca uzamaz. Görevi kuvveti kemiğe kayıpsız iletmektir; uzasaydı kasın ürettiği kuvvet hareketle sonuçlanmazdı. İkinci ayrım: antagonist = zıt (biri kasılır, öteki gevşer), sinerjist = birlikte (ikisi aynı anda kasılır).
Günlük yaşam sırasında ihtiyaç duyulan hareketlerin yapılabilmesi destek ve hareket sisteminin sağlıklı yapısıyla ilişkilidir. Bu sistemde oluşabilecek rahatsızlıklara kırık, çıkık, burkulma, menisküs yırtığı ve eklem rahatsızlıkları örnek verilebilir.
Her rahatsızlıkta eklemin ya da kemiğin ne olduğu ayrı ayrı çiziliyor: ayrılma kalıcı mı geçici mi, kemikte mi eklemde mi.
Kas-iskelet sağlığı dört bileşenle ifade edilir: kaslar, kemikler, eklemler ve motor becerileri. Değerlendirilenler: kasların kütlesi, kuvveti ve dayanıklılığı; kemiklerin mineral yoğunluğu ve içeriği; eklemlerin hareket miktarı veya esnekliği; motor becerilerin koordinasyon ve dengedeki rolü ile hareket hızı ve çeviklikteki rolü.
Proteinler, kemiğin organik kısmı olan kolajenin sentezi ve kas gelişimi için gerekli amino asitleri sağlar. A vitamini kas ve kemiklerin gelişiminde, D vitamini kemiğin yapısındaki kalsiyumun bağırsaktan emiliminde, C vitamini ise kemikteki lifli yapıların oluşumunda görev alır.
Fiziksel aktivite; mekanik bel ağrısının, omuz ve boyun ağrısının, osteoporoz ve buna bağlı kırıklar gibi kas-iskelet düzensizliklerinin ertelenmesinde ve önlenmesinde etkilidir. Bozuk duruştan (postür) ve ergonomik olmayan eşya kullanımından kaçınılmalı; ayakta dururken, yatarken, çalışırken, uyurken, yük taşırken ve otururken uygun duruşa dikkat edilmelidir. Uzun süre oturmayı gerektiren durumlarda belirli aralıklarla kalkıp yürünmeli ve kaslar esnetilmelidir. Ağır yük taşınmamalı, yük taşınırken iki el birlikte kullanılmalı, yerden yük kaldırılırken dizler bükülmeli, çantalar tek omuzda taşınmamalı, yükün eşit dağılması için sırt çantası tercih edilmelidir.
Beden eğitimi dersinden sınav masasına kadar, bu ünitenin kuralları gün boyu çalışıyor.
Bacaklarının yanması: 10 saniyelik kuvvetli faaliyette enerjinin büyük bölümü laktik asit fermantasyonundan geliyor. Şeker yıkım hızı, kasın kandan oksijen sağlama hızını geçmiş durumda.
Ani bir sıçrayışta gücün nereden geldiğini merak ettin mi? Kreatin fosfat. Hücre onu parçalayıp ADP’yi ATP’ye çeviriyor ve bu yaklaşık 15 saniyelik ihtiyacı karşılıyor.
Kenarda dinlenirken parçalanan kreatin fosfatlar ters yönde bir tepkimeyle tekrar oluşuyor. Dinlenme bir "hiçbir şey yapmama" değil, depo doldurma zamanı.
Baldırının taş gibi kesilmesi fizyolojik tetanus: uyarılar hızlı tekrarlanınca kas gevşeme evresine giremeden tekrar kasılıyor. Spazmlar da aynı sınıfta.
Otobüste uyuklarken başının öne düşmesinin sebebi kas tonusunun kaybolması. Tonus bilincin açık olduğu zamanlarda vardır ve vücut duruşunu ayakta tutar.
Şut atarken topuğunda hissettiğin gerginlik aşil tendonu: baldır kasını topuk kemiğine bağlayan, vücuttaki en büyük tendonlardan biri. Isınmadan çıkma sebebi tam da bu.
Basketbolda kötü basınca eklem yüzeyleri anlık ve geçici olarak ayrılır: burkulma. Bölgeye soğuk uygulama yapılır. Spor öncesi ısınma hareketleri tam bunun için.
Okul çantasını tek omuzda taşımak duruşu bozuyor. Kural net: çantalar tek omuzda taşınmamalı, yükün eşit dağılması için sırt çantası tercih edilmeli.
İki saat oturduktan sonra ayağa kalkıp gerinmen boşuna değil: uzun süre oturmayı gerektiren durumlarda belirli aralıklarla kalkıp yürümek ve kasları esnetmek öneriliyor.
59 soruluk test · sarkomerdeki bantlaşma, yedi basamaklı kasılma zinciri, kaslarda enerji metabolizması, kasılma evreleri, tendon ile antagonist ve sinerjist kaslar
Açık bantların ortasındaki çizgi Z çizgisi; iki Z çizgisi arası sarkomer. İnce aktin Z çizgisinde bağlanıp merkeze uzanır, kalın miyozin merkezde sıralanır. I bandı = yalnız aktin, A bandı = aktin + miyozin, H bandı = yalnız miyozin.
Kasılmada A bandı boyu değişmez, I ve H daralır, Z çizgileri yaklaşır, sarkomerin boyu kısalır ama kütle ve hacmi değişmez. Gevşemede I ve H genişler, Z çizgileri uzaklaşır, boy eski hâline döner.
Kasılmayı somatik sinir sisteminden gelen uyartılar başlatır. Bir motor sinir + kontrol ettiği tüm lifler = motor birim; eşik değer ve üzerinde uyarıda birimdeki tüm lifler bir grup olarak kasılır. Kuvvet, nöronun kaç lifi kontrol ettiğine bağlıdır. Bağlantı yerinde miyelin yoktur: motor uç plak.
1) İmpuls uç plağa gelir, asetilkolin salgılanır. 2) Sarkolemmada Na+ kanalları açılır, hücre depolarize olur. 3) Uyarı sarkoplazmik retikuluma ulaşır, Ca+2 sarkoplazmaya salınır. 4) Ca+2 aktin üzerindeki özel proteine bağlanır, miyozin bağlanma bölgeleri açığa çıkar. 5) ATP’nin hidrolizi ile miyozin başı aktine bağlanır, aktin merkeze kayar → kasılma. 6) Başa yeni ATP bağlanınca aktin bırakılır; Ca+2 yeterliyse döngü sürer. 7) İmpuls bitince Ca+2 aktif taşımayla geri alınır → gevşeme.
Hazır ATP (çok kısa sürede tükenir) → kreatin fosfat (yaklaşık 15 saniye; dinlenmede ters tepkimeyle yenilenir) → glikojen parçalanır, glikoz oksijenli solunumda ya da laktik asit fermantasyonunda kullanılır.
Fermantasyonda ATP kısa sürede üretilir ama miktarı çok düşüktür. Oksijen azlığında kısa süreli kuvvetli faaliyette enerjinin büyük bölümü fermantasyondan; süre uzadıkça oksijenli solunumdan sağlanır. Kasta biriken laktik asit karaciğerde piruvata çevrilip solunumda tekrar kullanılır.
Kas tonusu: dinlenmede hafif kasılı ve gergin kalma; vücut duruşunda etkili, bilinç açıkken vardır. Üç evre: gizli evre (uyartıyı aldığı andan kasılmaya başladığı ana kadar), kasılma evresi, gevşeme evresi.
Tek aksiyon potansiyeli tek bir kasılmayı (seğirmeyi) tetikler. Lif dinlenmeye geçemeden yeniden tetiklenirse kasılmalar birbirine eklenir ve kuvvet artar. Uyarıların hızlı tekrarıyla kasın gevşeme evresine giremeden sürekli kasılmasına fizyolojik tetanus denir; kramp ve spazm örnektir.
Tendon: kası kemiğe bağlayan güçlü bağ doku; uzamaz ve kasılmaz, kuvveti kemiğe iletir (aşil tendonu). Antagonist: aynı bölüme bağlı, zıt yönde çalışan çift (pazu kasları) — biri kasılırken diğeri gevşer. Sinerjist: aynı anda kasılıp gevşeyen, ekleme aynı yönde etki eden kaslar (el bileği, karın ve sırt kasları).
Kırık: kemik bütünlüğünün bozulması; uzuv hareket ettirilmemelidir. Çıkık: kemiklerin eklem yerinden kalıcı ayrılması; kemikler yerine yerleştirilmeye çalışılmamalıdır. Burkulma: eklem yüzeylerinin anlık ve geçici ayrılması; soğuk uygulama. Menisküs: diz eklemindeki yastık görevi gören özelleşmiş kıkırdak; yırtılırsa ağrı ve hareket kısıtlılığı, tedavi edilmezse kireçlenme.
En yaygın olanı eklem romatizması: eklem kıkırdağının altındaki kemik dokusu deforme olur. Bir diğeri romatoid artrit (iltihaplı romatizma): otoimmün bir rahatsızlık, vücudun savunma hücreleri eklem dokusuna saldırır.
Dört bileşen: kaslar, kemikler, eklemler, motor becerileri. Protein kolajen sentezi ve kas gelişimi için; A kas ve kemik gelişiminde, D kalsiyumun bağırsaktan emiliminde, C kemikteki lifli yapıların oluşumunda. Fiziksel aktivite osteoporozu erteler; yerden yük kaldırırken dizler bükülür, sırt çantası tercih edilir.