YAAR DOU SPOR BLMLER FAKLTES SPOR YNETCL YYB
YAŞAR DOĞU SPOR BİLİMLERİ FAKÜLTESİ SPOR YÖNETİCİLİĞİ YYB 229 - SPOR FİZYOLOJİSİ Prof. Dr. OSMAN İMAMOĞLU
GENEL FONKSİYONLARI • • MİYOSİTLERDEN OLUŞUR HAREKET POSTÜRÜN SAĞLANMASI/SÜRDÜRÜLMESİ SOLUNUM ISI ÜRETİMİ İLETİŞİM ARACI ORGAN VE DAMARLARIN ÇALIŞMASI (KASILMA GEVŞEME) • KAN POMPALANMASI
KAS DOKUSU İnsan vücudunun hareket edebilmesi için gerekli olan mekanik kuvveti temin eden yapılardır. – Kasılma ve gevşeme yeteneğine sahip olan kaslar bu organizmada (217 çift) civarındadır. Vücut ağırlığının %40 -45 ini oluşturmaktadır. Düz kaslar ve myokard toplam ağırlığın yaklaşık olarak %5 -10`unu oluştururken, – İskelet kasları %40 -45 gibi bir paya sahiptir Kaslar vücut yakıtlarının ve ATP’nin temel tüketicisidir Diyet, yağ dokusu, yağ asitleri ve keton cisimcikleri kasların temel enerji kaynaklarıdır. Hızlı ATP sağlanması için kullanılan ve bir yüksek enerjili fosfat bileşiği olan kreatin fosfat kaslarda bol miktarda bulunmaktadır. Ca+ varlığında ATP kullanarak kasılmasında görev yapan aktin ve miyozin proteinleri yer alır.
Organizmada 3 tip kas vardır 1. İskelet kası (çizgili kas) 2. Düz kas 3. Kalp kası
Kas Dokusunun Organizasyonu • Çizgili kaslar, elektriksel olarak uyarılabilen bir membran olan sarkolemma ile çevrili, çok çekirdekli kas lifi hücrelerinden oluşur. • Kas dokusunun temel yapısını kas lifleri oluşturur. • Lifin birçok fibrillerden (myofibril) oluşması boyuna çizgilenmelerin, myofibrilin kimyasal bileşiminin uzunluğu boyunca tekrarlanması ise enine çizgilenmelerin ortaya çıkmasını sağlar. • Myofibrillerin arasında sarkoplazma denilen intraselüler sıvı yer alır. • Sarkoplazma – Kasın kimyasal-mekanik hareketleri için gerekli olan yüksek enerjili bileşikler, – ATP, – fosfokreatinin, – glikoliz enzimleri, – glikojen gibi maddeler içerir.
İskelet kası (çizgili kas): çalışması sinir sistemi tarafından bilinçli olarak kontrol edilen kas gruplarını oluşturur. buna karşılık kalp kası ve düz kas dokuları bilinç dışı çalışırlar ve sinir sisteminin anatom sistemi adı verilen , bölümünün kontrolü altında çalışırlar. Kasların kasılabilme , uyara bilme, uzayabilme, normal boyuna döne bilme gibi bir takım ortak özellikleri vardır. İskelet kası vücudun en büyük organıdır.
• MYOFİBRİLİN YAPISI • Myofibrilin yapısı ışık mikroskobunda incelendiğinde, tekrarlanan ve birbiri ardına enine sıralanmış koyu ve açık bantlar görülmektedir. A Bandı Bu bandda yer alan bileşiklerin ışığı absorblayıcı özelliklerinin tüm yönlerde değişik (anizotrop) olması sonucu koyu renkli bir görünüm elde edilmektedir. Bu bandın daha açık olan orta kısmında H bölgesi, H bölgesinin ortasında ise M çizgisi bulunmaktadır. • I Bandı Işık absorblayıcı özellikler her yönde aynıdır (izotrop). I bandının ortasında bulunan Z çizgisi, dar bir koyu çizgi olarak görünmektedir.
• Sarkomer – İki komşu Z çizgisi arasındaki myofibril bölümü. – Kasın fonksiyonel (kontraktil) birimi. – Kas kasılması esnasında aktin ve miyozin filamentlerinin birbiri içine geçmesi nedeni ile uzunluğu %70 azalır • • Myofibril yapısını oluşturan kalın ve ince filamentler görünen bantları meydana getirir. Kalın filament miyozin, ince filament ise temel olarak aktin içerir. H Bandı Yalnızca kalın filament A Bandı Kalın, ince filament, Z Çizgisi İnce filamentlerin bağlandığı yoğun bir amorf materyal taşır M Çizgisi Kalın filamentlerin en geniş kısmı.
Kas Dokusunun Moleküler Bileşimi • %72 -80 su, %20 -28 total katı madde bulunur. • Total katı madde içerisinde proteinler, kreatin ve kreatinin, karnitin, glikojen yer alır. • Ayrıca sodyum, potasyum, kalsiyum, magnezyum, fosfor, kükürt ve klorür gibi inorganik maddeler de bulunmaktadır.
Kasların yapısı Binlerce kas lifinden kuruludur İçinde kan damarları ve sinirleri bulunduran konnektif doku ile çevrilmiştir Her kas lifi; myofibrillerden oluşur, Mitakondri (sarkozom), endoplazmik retikulum (sarkoplazmik retikulum) ve pek çok çekirdek taşır Plazma membranı= sarkolemma Sitoplazma= sarkoplazma T-Tubul: Sarkoplemmanın kas lifleri içerisine yönelmesi ile oluşan transvers tubuller. Plazma zarı kasılmasını sağlayan elektriksel sinyalleri iletir.
Kas lifinin yapısı Her bir myofibril mikroskopta bantlı veya çizgili yapıda görülür. Myofibril bir araya gelmiş protein flamentlerinden yapılmıştır ve bunların oluşturduğu birime sarkomer denir. Sarkomerler Z bantları ile birbirlerine bağlanırlar. İstirahatte 22, 5 mikrometre uzunluğundadır. İnce flament: 5 nm çapındadır. Sarmal yapıdadır. Baskın olarak aktin proteinleridir. Üzerinde troponin ve tropomyozin proteinlerini bulundururlar. I bandını oluşturlar Kalın flament: 15 nm çaplı, özellikle myozin proteinleridir. A bandını oluşturur. Myozin çubuk şeklinde bir boyun ve aktin bağlayan enzimatik aktiviteye sahip bir baş kısmı bulundurur (golf sopası gibi)
Kas hücresi kas lifi olarak ta isimlendirilir. kas hücreleri vücudun diğer hücrelerinin içerdiği yapıların çoğunu içerir. uzun silindirik bir yapıdadır. Birden fazla çekirdek bulundurur. Uzunluğu ortalama 3 cm dir. 30_0. 1 cm arasında değişir. Kas lifleri miyofibril adı verilen daha küçük lifler içerir. Miyofibriller de miyoflament adı verilen kalın ve ince uzantılardan oluşur. Miyoflamentler kasılabilir proteinlerden oluşmuştur. bunlar: miyozin, aktin tropoyozin, troponindir. Kas lifinin değişik kısımlarının ışığı kırma endeksleri farklıdır, mikroskopla bakıldığında bu kasa çizgili bir görüntü kazandırır.
Kasların Kimyasal Yapısı Kasların % 75 su, % 21 Miyozin - Aktin, %2 diğer proteinler, % 1 madensel tuzlar ve % 1’i glikojendir. Kas dokusu kasılma ve gevşeme sayesinde aktif hareket akışını, daha doğrusu vücudun hareketini sağlar. Kaslar direkt kimyasal enerjiyi özel kas hücreleri ile mekanik iş ve ısıya çeviren yeteneğe sahiptir. Isı etki derecesi izole edilen bir kas da %35 civarındadır.
Kimyasal Yapı %75 su %21 kontraktil ünite elemanları Aktin Miyozin Troponin Tropomiyozin %2 diğer proteinler %1 madensel tuzlar %1 glikojen
Kası meydana getiren yapılar (sırasıyla): 1 -Aktin- Miyozin, 2 -Flamanlar, 3 -Miyofibriller 4 -Fibril ( Kas hücresi): Sarkolemma-Endomisyom, 5 -Kas. Epimisyum Kas lifi üzerini saran bağ doku endomisyonu, fasikülün (liflerin bir araya gelmesi) üzerini saran bağ doku perimisyonu ve kas dokusunun üzerini saran bağ dokuya ise Epimisyon ( fosya) denir. Kası meydana getiren yapıların küçükten büyüğe doğru sıralanması: Aktin- Miyozin fibril fasikül KAS
Kasın Yapısı • • Miyofibriller iki proteinden – Aktin – İnce iplikler – Miyozin – Kalın iplikler, kuyruk ve baş bölümleri Bu iplikler, kasın kasılmasını sağlayabilmek için birbirini etkiler Kas hücresi; uzun ve iğ şeklindeki görünümünden dolayı Fibril adını alır Endomisyum, fibrili dışından örten ve bağ dokudan oluşan bir membrandır Fibrillerin bir araya gelerek oluşturdukları fibril demetlerine Fasikül denir Perimisyum, fasikülleri dışından örten ve bağ dokudan oluşan bir membrandır “kasa giren kan damarları ve sinirler bu demetlerin arasından giriş yapar” Fasiküller bir araya gelerek Kası oluştururlar Kası saran membrana Epimisyum denir Bağ dokular her iki tarafta da kemiklere bağlanma yerlerinde oldukça sağlam yapılar olan tendonlara dönüşürler
Koyu ve kalın olanlara miyozin, ince ve açık renkli görünenlere ise aktin adı verilir Aktin çapı 50 A 0 Miyozin çapı 100 A 0 Her myofibrilde yaklaşık olarak 1500 miyozin ve 3000 kadar aktin filamenti vardır Sarkoplazmada aktinden başka, troponin ve tropomiyozinde bulunur (bulunuşluk oranları 1 -1 -7) Aktin ve miyozini bir arada tutan filamentöz yapılı “titin” molekülleri bulunur “Flamentöz yapılarından dolayı oldukça esnektirler”
Kasın Yapısı • Kas, kas fibrillerinden oluşur
Kasın Yapısı • Kas fibrilleri miyofibrillerden oluşur
Sarkoplazmik retikulum
Sarkoplazmik retikulum
T - tubul sistemi
Sarkoplazmik Retikulum ağı tüm fibrili sarar SR; Ca++ iyonu depolar ve salıverir Akımın kas içerisinde ilerlemesinden sorumlu olan Ca++ iyonu, SR ağı sayesinde fibrilde paralel yollarda ilerler T-Tüpleri Transfers Tüpler Sistemi (T-tüpleri) yoluyla akım fibrilin derinliklerine taşınır Sarkoplazmik retikulumun bir parçasıdır fakat 50 kat daha hızlıdır (Hız oranı 1/50, vurgu t-tüplerine) T-tüpleri, SR ağından sonra myofibrillere dikine uzanır Z membranına yakın yerlere uzanırlar ve sarkoplazmaya Ca++ getirilişinden sorumludurlar
SR ağının myofibrillere paralel, T-tübüllerinin ise dikine uzanarak akımı fibrilin derinliklerine taşıdığına dikkat ediniz.
Miyozin Molekülü • Molekül ağırlığı 200, 000 olan 2 ağır zincir ve molekül ağırlığı 20, 000 ola 4 hafif zincirden oluşmuştur • Her miyozin yaklaşık 200 miyozin molekülünden oluşur • Bir kuyruğu ve 2 başı vardır – Baş çapraz köprü yada “miyozin başı” adını alır mmmmmmmmmmmmmmm Arş. Gör. Özgür ÖZKAYA Guyton&Hall
mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm Guyton&Hall
Aktin Molekülü • Molekül ağırlığı 42, 000 olan 2 adet G aktin birleşerek F aktini oluşturur ve bu yapıya 1 adet ADP molekülü tutunmuştur • Molekül ağırlığı 70, 000 olan tropomiyozinler F aktin üzerine zayıfça bir bağ yaparlar • Troponinin ise T kısmı, tropomiyozine I kısmı, aktine oldukça güçlü bağlar yaparlar “böylece troponin; tropomiyozini, aktine bağlar” troponinin C kısmı ise Ca++`a çok yüksek afinitesi olan bir bölgedir Guyton&Hall
Troponinin Bölümleri • Troponin I – Troponini aktine bağlar • Troponin T – Troponini tropomiyozine bağlar – Bu kompleks dinlenim durumunda aktinin aktif bölgelerini inhibe eder • Troponin C – Ca++`a yüksek bir çekimi vardır – Kas kasılması sırasında çok önemli bir rol oynar Guyton&Hall
Troponin C • Troponin-tropomiyozin kompleksinin dinlenim durumunda, aktinin aktif kısımlarına miyozin başı hamlesini ve dolayısıyla ATPaz aktivitesini önlediği düşünülmektedir • Ancak ortamda Ca++ varlığında 4 adet Ca++ iyonunun Troponin C`ye bağlanması sonucunda troponintropomiyozin kopleksi biçim değişikliğine uğrar • Troponin C bu yolla Tropomiyozini iki aktin arasındaki boş bölgeye çekerek aktif bölgeleri açar
Troponin ve Tropomiyozin Kompleksi ddddddddddddddddddddddddddd
H zone Kas kasıldığında; A bandının boyu değişmez fakat I bandı, H zonu ve M çizgisi bu durumdan etkilenir. Kasın kısalarak kasıldığı düşünülürse iki Z çizgisi birbirine yaklaşır
Sabit aktin, Hareketli miyozin
Aktin ve myozinin yapısı Aktin Myozin
Myofibriller birleşerek fibrili (kas lifini) oluşturur. Her bir kas lifi sarkolemmanın üzerindeki konnektif doku katmanı (endomisyum) ile sarılıdır.
Kas lifleri bir araya gelerek fasikülleri oluşturur. Fasiküller perimisyum olarak adlandırılan konnektif doku katmanı ile sarılıdır. Fasiküller bir araya gelerek kasın tamamını oluştururlar. Tüm kas epimisyum olarak adlandırılan konnektif doku katmanı ile sarılıdır ki buna fasia denir.
Kas dokusu çeşitleri • 1 -İskelet kasları • 2 -Kalp kası • 3 -Düz kaslar
İskelet kası kas Kalp kası Düz Kalp kası
İSKELET KASLARI
Çizgili Kaslar veya iskelet kasları: : İstemli hareket ederler ve insan vücudunda 434 tane çizgili kas bulunur (İnsan vücudunda 217 civarında çeşitli çift kas). Vücut ağırlığının % 40 -45’ini oluştururlar. Çizgili kaslara istemli kasılırlar dedik buna kalp kası dahil değildir, çizgilidir fakat istemsiz çalışır. Çizgili kas dokusu liflerden yapılmıştır. Liflerin boyları 1 mm ile 4 cm’ye kadar değişir. Lifler demetler halindedir. ( İskelet kası da denmektedir. Kuvvette, hızda ve kasılmanın devamlılığında bilinçli kullanabildiğimiz kaslardır. Çizgili kasların özellikleri: - Çizgilidir ve İstemli çalışırlar - Hücreleri ince uzundur ve çok çekirdeklidirler (Kas hücreleri uzun ve silindirik şekildedir) -Çabuk yorulurlar - Merkezi sinir sisteminin kontrolü altında çalışırlar -Vücut ağırlığının %40’ını oluşturur -Kasılıp gevşemeleri çabuktur
Her bir kas kendisini uyaran sinir ile ilişkilidir. Bu Hücrelerin içinde zar yapısındaki tübül sistemi olan sarkoplazmik retikulum ile çevrelenmiş miyofibril adı verilen çok sayıdaki silindirik yapı budur. Miyofibriller çizgili kasların kasılma mekanizmalarında görev alan fonksiyonel birimlerdir. Uzunlamasına incelendiklerinde sarkomer adı verilen çok sayıda bölümlere ayrıldıkları görülür. Sarkomer kasılma işini yapan en küçük birimdir. Yapısında ince ve kalın flament olarak tanımlanan protein yapısında miyoflament oluşturur. Miyoflamentlerin yerleşim düzeni iskelet kaslarına mikroskop altında çizgili görünüm kazandırmaktadır. Sarkomeri oluşturan kalın flament aktin, tropomiyozin ve troponin olmak üzere üç proteinden oluşmaktadır. İnce flamentler sarkomerin iki ucunda, kalın flamentler ise orta bölgede yerleşmiştir. Sarkomerin her iki ucunda, kalın flamentler ise orta bölgede yerleşmiştir.
Sarkomerin her iki ucunda yerleşmiş olan ince flamentlerin Z çizgisi olarak tanımlanmaktadır. İki Z çizgisi arası, sarkomer boyunu belirler. Kas hücreleri kasılırken tüm sarkomer boyları kısalır. Kısalmanın nedeni ince ve kalın flamentlerin birbirleri üzerine kaymasıdır. Kayma sırasında merkezdeki kalın flamentlere doğru hareket etmektedir. İnce flamentlerin kalın flamentlere doğru çekilmesiyle Z çizgileri birbirine yaklaşır ve sarkomer boyu kısalır. İnce ve kalın flamentlerin bu şekilde aktivite olup kayma işlevini yapabilmeleri için önce kas hücrelerinin uyarılarak zarlarında aksiyon potansiyelinin oluşması gerekmektedir. Uyarılmayı takiben kasılmanın oluşması, uyarılma ve kasılma gibi iki farklı mekanizmanın birbirleriyle eşleşmesine bağlıdır. Uyarılma ve kasılma arasındaki eşleşme Ca iyonları tarafından yapılmaktadır. Denervasyon = Enervasyon Sinir gücünün kaybı, Bir dokuya veya organa giden sinirin kesilmesidir. - Kasın sinirle bağlantısı kesildiğinde felç ve atrofi (kasın hacminin küçülmesi) gerçekleşir. - Sinirle bağlantısı kesilmediği halde kas kullanılamadığında sadece atrofi gerçekleşir. (örn: alçıdaki kol)
İskelet kasının fonksiyonları – Hareket • Agonist • Antagonist • Sinerjik – Korunma • Göz vb. – Mekanik iş yapma • %45 – Isı meydana getirme • %55 • (termojenesizin en önemli aracıdır) • -Postürü sağlama
1. Hareket : Organizmanın hareketleri (koşma atlama, atma, itme, çekme, yürüme, vurma, taşıma v. b) kasılmaları ile sağlanılmaktadır.
İskelet Kasının Fonksiyonları • 2. Koruma : İç organları korurlar (Örtmüş oldukları yapılar).
İskelet Kasının Fonksiyonları 3 - Isı Üretimi: Kaslarda üretilen enerjinin bir kısmı mekanik işe çevrilir. Geri kalan kısmı ise ısıya dönüşür.
İskelet Kasının Fonksiyonları • 4. Mekanik İş Yapabilme Yeteneği: İskelet kasları kasılma ve gevşemeler sayesinde mekanik bir iş yaparlar. Yanı bir yükün belirli bir mesafe boyunca uygulanmasını sağlarlar.
İskelet Kasının Fonksiyonları • 5. PostürüSağlama Organizmanın yerçekimi etkisine bağlı olarak uzaydaki konumunu belirler, yani vücudun dik duruşunu sağlar.
İskelet kasının anatomisi
İSKELET KASININ UYARILMASI
İskelet kasının yapısı – Myofibriller (aktinmiyozin-troponintropomiyozin) – Fibril – Fasikül – Kas
İskelet Kasının Yapısı • Kas – Fasiküllerden oluşur. Epimisyum ile sarıldır. Fasikül – kas fibrilleri (hücreleri) demetidir. Bizim kas olarak gördüğümüz yapı çok sayıda fasikülden meydana gelir. Herbiri Perimisyum ile sarılıdır. Kas Fibrili – fasikül kas fibrillerinden meydana gelir. Kasın gerçek hücreleridir. Herbiri Endomisyum denilen fasya ile sarılıdır.
İskelet kaslarının özellikleri – İstemli çalışırlar – Çok çekirdeklidirler – Kasılıp gevşemeleri çabuktur – Çabuk yorulurlar
İskelet Kası (Çizgili kas) Görevleri: Hareket: Sinerjik- Antogonist kas hareketleri(koşma, atlama, itme, çekme, yürüme). Kas sadece kasılır ve gevşer, başka bir şey yapmaz. Kas sadece çeker hiçbir zaman itemez. Kasa uyarı gelince bütün gücüyle kasılır veya hiç kasılmaz. Korunma: İç organları korurlar. Isı meydana getirme ve vücut ısısını aynı seviyede tutmak: Kaslar kimyasal enerjiyi mekanik işe çeviren tek organdır. Mekanik İş: İş verimi % 20 dir. Kas kimyasal enerjiyi mekanik işe çevirir. Postürü Sağlama: Organizmanın yer çekimine bağlı olarak uzaydaki konumunu belirler. Kasların kasılıp gevşemesinde hacimce değişiklik olmaz. Bilinç uyanık olduğu zaman kaslar hafifçe kasılı durur. Kasların yaptığı iş kg m ile ölçülür. Kaslar uyarıldığı sürece kasılır, uyarma bitince gevşer. Kas hareketleri miyograf aleti ile ölçülür. Kasın uyarana vermiş olduğu cevap kasılma şeklindedir. Ölüm katılığı: Miyozin’in süt asiti etkisiyle pıhtılaşmasıdır.
Özet : iskelet kas fiberleri muscle myofibril fasikül fiber Myofilamentler : actin & myosin
Çizgili Kasların Sinirlenmesi • Motor sinirler • Duyusal sinirler (proprioreseptörler) Golgi tendon organı Kas iğciği Eklem reseptörleri • Sempatik sinirler
Motor Sinirler Sinir Teli; Çekirdeği, Aksonu ve Dendriti
Motor Ünite Bir motor ünitede aynı tip fibriller bulunur Motor üniteler hep yada hiç yasasına göre çalışırlar
• Spinal kanaldan çıkan her motor nöron, sayısı kasın tipine ve görevine göre değişen birçok kas lifini inerve eder. Motor ünitenin büyüklüğü inerve ettiği kasın büyüklüğü ve görevine bağlıdır “göz kasını inerve eden motor üniteler 2 -3 fibril içerirken (sürat), quadriseps kasında bu sayı 150 -200 olabilir (kuvvet)” • Bir motor sinir ve dallanarak inerve ettiği kas liflerinin tümüne motor ünite denir • Her motor ünite 3 -15 fibrili sinirlendiren mikro demetler halinde kasta diğer motor ünite demetleri ile karışık segmentlerde bulunurlar
• Spinal kanaldan çıkan her motor nöron, sayısı kasın tipine ve görevine göre değişen birçok kas lifini inerve eder. Motor ünitenin büyüklüğü inerve ettiği kasın büyüklüğü ve görevine bağlıdır “göz kasını inerve eden motor üniteler 2 -3 fibril içerirken (sürat), quadriseps kasında bu sayı 150 -200 olabilir (kuvvet)” • Bir motor sinir ve dallanarak inerve ettiği kas liflerinin tümüne motor ünite denir • Her motor ünite 3 -15 fibrili sinirlendiren mikro demetler halinde kasta diğer motor ünite demetleri ile karışık segmentlerde bulunurlar
Kasın Kuvvetini Etkileyen Kaldıraç Faktörleri • Kasın enine kesiti • İnsersiyon açısı • Tendonun bağlanma noktasının, ekleme olan uzaklığı • Kemiğin uzunluğu
KALP KASI Kalp Kası ( Miyokard): Çizgili kaslar içerisinde ele alınan miyokard isteğe bağlı olmadan kasılır yani kasılması için sinirsel impulsa gereksinimi yoktur. Kimyasal kompozisyon bakımından kalp kasının glikojen içeriği çoktur. Kalp kası: Düzenli olarak (ritmik şekilde) isteğimiz dışında kasılır ve gevşer
Kalp kasının özellikleri – Çizgili bir görünüme sahiptir – Faaliyeti Otonom Sinir Sistemi tarafından düzenlenir – Ritmik ve düzenli kasılır – Glikojen içeriği çoktur
Kalp kası hücreleri Lifleri daha kısadır ve dallanma gösterir – Merkezde 1 -2 çekirdek – Çok sayıda mitakondri – Daha az sarkoplazmik retikulum – Daha az t tübülleri – Kontraktil ünite mevcut
Ø Kalp kası, bir sinsisyum oluşturacak şekilde bir araya gelmiş pek çok kalp kası hücresinden oluşmuştur. Fibrillerin birbirleriyle temas ettikleri bölümlerde merdiven şeklinde birleşme yerleri bulunur ve interkalar disk adını alır. Kalp kası enine çizgilenme gösterir. İnterkalar diskler sadece kalp kasında bulunur. Bu bağlantı yerlerinde bulunan dezmozomlar-kasılma sırasında kalp kası hücrelerini birbirlerine bağlarlar; neksuslar-komşu hücreler arasında iyon bütünlüğünü sağlarlar. Dolayısıyla, iyonların kas liflerinin uzun ekseni boyunca kolayca hareket etmeleri sağlanır.
DÜZ KASLAR • Otonom sinir sistemi tarafından uyarılan ve istem dışı kasılırlar. Sinirsel kontrolü nedeniyle de istem dışı (unvoluntary) kasılan kaslar olarak nitelendirilirler. Kan damarları, iç organlar bağırsak v. b organlarda bulunurlar.
Düz kasların özellikleri – Otonom Sinir Sistemine bağlı olarak çalışırlar – Tek çekirdeklidirler – Hareketleri yavaş ve devamlıdır – Neredeyse hiç yorulmazlar
Düz kaslar • 50 -400 μm uzunluğu ve 2 -10 μm genişliğinde, bir tek çekirdek içeren mekik şeklinde hücreler, kollagen iplikleri ile birlikte bir ağ oluştururlar. • Aktin ve myozin flamentleri düzenli şekilde yerleşmemiştir. • Kasılma mekanizmaları, flamentler modeline uyar. kayan • ATP parçalanması 100 -1000 kez daha yavaş gerçekleşir, fakat çizgili kaslar kadar kuvvetli gerilebilir ve direnç gösterebilirler.
Düz Kaslar: Her şey den önce bağırsakların doku yapısı ve de arteriel damar yollarında ve merkez sinir sisteminin istemsiz( bilinç dışı) yönlendirilmesinde bulunurlar. Düz kasta da myoflamentler vardır. Kasılması iskelet kasından daha komplekstir. İçi boş organların hacmini sürdürür. Tüm damarların içini örter. Aktin ve miyozin flamentlerin belli bir düzen halinde de rastgele bir dağılım göstermesi nedeni ile mikroskop altında çizgili görünüm vermeyen düz kaslar; Visseral düz kaslar ( iç organların düz kasları) ve multi-unit düz kaslardır ( çok üniteli düz kaslar). Düz kaslarda da kasılma mekanizması aktin ve miyozin etkileşmesi ile olur ve uyarılma ile kasılma arasındaki bağlantı diğer kas tiplerinde olduğu gibi Ca iyonları tarafından yapılır. Ancak düz kaslarda troponin molekülü bulunmaz bunun yerine calmodulin adı verilen bir protein molekülü Ca bağlayıcı olarak görev yapmaktadır.
Düz kasların Özellikleri: -İstemsiz çalışırlar ( Mide ve bağırsak kasları) -Tek çekirdeklidirler - Yorulmazlar-Hareketleri yavaş ve devamlıdır. - Miyoflamentler düzenlenişleri gereği çizgili yapı göstermezler Visseral Düz Kaslar: genellikle sindirim kanalı, mesane, ureter ve uterus ve kan damarları gibi yapıların duvarlarında yerleşmişlerdir. Hücreler mekik şeklinde, küçük ve tek çekirdeklidir. Ayrıca özel bağlantı bölgeleri ile birlerine bağlıdırlar ve bu nedenle hücrelerinden birinde oluşan elektriksel değişiklik hücreden hücreye yayılım göstererek çok sayıda hücrenin bir arada kasılmasına neden olur. Visseral düz kaslar sinirsel uyarı almadan kendiliğinden kasılabilme özelliğindedir ve mekanik olarak gerildikleri zaman zarlarının depolarize olması ile kasılma yanıtı oluştururlar. Kasılma ve gevşemeleri iskelet kasına oranla daha yavaş ancak kuvvet yönünden pek farklı değildir. Multi-Unit Düz Kaslar: Büyük damarların duvarlarında ve gözde iriste bulunur, gözbebeğinin açıklığını ayarlarlar. Bu düz kas hücreleri arasında özel bağlantı bölgeleri yoktur ve kasılmaları için sinirsel uyarı şarttır.
Çok üniteli ve tek üniteli düz kaslar Çok üniteli düz kaslar: Tek tek kas hücrelerinin bir araya gelmesiyle oluşmuştur, her bir kas hücresi diğerlerinden bağımsız olarak sinir sonları ile (akson nodları) innerve ve kontrol edilir, yani bir sinir çok sayıda kas hücresinirlendirir. Gerilmeye karşı kontraktil aktivite göstermezler, hormonlara karşı da minimum cevap verirler. Özel bağlantı bölgeleri az sayıdadır. Örn. Gözdeki iris ve silyar kasları, AC lerdeki geniş hava yolları Tek üniteli düz kaslar: Örn. İç organ kasları; bu kas hücreleri sıkı bağlantı bölgeleri aracılığı ile fonksiyonel birlik oluştururlar. İyonlar veya elektrik akımı bir hücreden diğerine kolaylıkla akar. Tek bir uyarı ile tüm kas hücreleri beraberce kasılabilir. Sinsityal kaslar da denir. Hormonlara, adım attırıcı potansiyele ve mekanik gerilmelere cevap verirler. Örn: Uterus, GI kanal, safra kanalı, küçük çaplı kan damarları.
Düz kasların kasılması Sitozolde Ca++ iyonları artar, ve sitozolde kalmoduline bağlanır. Bu kompleks myozin kinaza (protein kinaz) bağlanır. Myozin kinaz, myozini ATP hidrolizi ile fosforile eder. Fosforile edilen myozin başları aktin flamentine bağlanır Çapraz köprü oluşumları kaslarda gerilim ve kısalma oluşturur – Çizgili kasların kasılması • Sitozolde Ca++ iyonları artar, ve aktin üzerindeki troponine bağlanır • Troponindeki yapısal değişiklik tropomyozinin yerini değiştirir • Myozin köprüleri aktine bağlanır • Çapraz köprü oluşumları kaslarda gerilim ve kısalma oluşturur
Düz kasların kasılma mekanizması Düz kaslarda troponin bulunmaz !!! Düz kasların gevşemesi için ise myozin fosfataz enzimi gereklidir. Bu enzim myozin başından fosfatı ayırır. Sitozolde Ca++ iyonları artar, ve sitozolde kalmoduline bağlanır. Bu kompleks myozin kinaza (protein kinaz) bağlanır. Myozin kinaz, myozin çapraz köprülerini ATP hidrolizi ile fosforile eder. Fosforile edilen çapraz köprüler aktin flamentine bağlanır Çapraz köprü oluşumları kaslarda gerilim ve kısalma oluşturur
Düz kasların bulunduğu organlar Kan damarı. Solunum sistemi. Sindirim sistemi. İdrar sistemi. Üreme sistemi. Göz.
i. SKELET KASI VE DÜZ KAS FARKLILIKLARI Düz kaslar kalp ve iskelet kaslarından çok farklıdırlar. Aşağıdaki temel özellikleri taşırlar : • Hücreleri çizgili değildir • tek merkezi bir çekirdekleri vardır • çaplar 5 -15 μm, uzunluklar 200 -300 μm kadardır • hücreler arasında Gap Kavnaklar bulunur • önemli miktarda bağ doku içerirler. Kasılma özellikleri de iskelet ve kalp kaslarından farklıdır. Uzun süre devam eden çok yavaş kasılmalar sergilerler.
İSKELET KASI VE KALP KASI FARKLILIKLARI iskelet kas ile kalp kas arasındaki farklar iskelet kas ile kalp kas arasında pek çok benzerlikler olduğu gibi bazı önemli farklar da vardr. Kalp kas hücreleri • oldukça küçüktürler (15 -30 μmçap, 50 μm uzunluk). • iskelet kas fibrilleri gibi uzunlamasına değillerdir. • daha geniş, kısa T tüpleri vardır. • dallara ayrılarak bitişik hücreleri birbirine bağlar Diskler ile gerçekleşir. Böylece ileti bir fibrilden diğerine yayılır. • çok sayıda mitakondrisi vardır (oksidatif enerji kullanır).
Kasların Ortak Özellikleri • Uyarılabilme • Kasılabilme • İletilebilme • Esnek olma • Vizkozite
İskelet Kas Fibril Tipleri • Fibril tipi dağılımı yaşamın ilk yıllarında belirlenir. • Kasılma hızlarına (yavaş kasılan veya hızlı kasılan) ve ATP oluşturma yollarına göre (bolca aerobik kaynaklar kullanan = Oksidatif; veya başlıca anaerobik kaynaklar kullanan =Glikolitik) olarak adlandırılırlar. • insan kasında bütün fibril tipleri karışık olarak bulunur. Tüm kaslar değişik fibril tiplerinin birleşiminden oluşur. – Kasta bulunan başlıca fibril tipi, kasın hangi özel amaçlarla kullanıldığına da bağlıdır (postür vb. ) • Bir kasın performans özelliği kendisinde bulunan fibril tipinin biyokimyasal ve morfolojik özelliklerine bağlıdır. Daha önce de değindiğimiz gibi, temel olarak kas fibrillerinin biyokimyasal yapısı, kendisini innerve eden motor nöronun özelliğine bağlıdır. • Fibril tipi dağılımı (oran) kişiden kişiye değişir.
Fibril Çeşitleri • Tip I “Slow Twich” (ST) yavaş kasılan oksidatif fibriller • Tip II “Fast Twich” (FT) hızlı kasılan glikolitik fibriller • Tip IIa (FTa) yüksek oksidatif, düşük glikolitik • Tip IIb (FTb) düşük oksidatif, yüksek glikolitik • Tip IIc ? • Tip IIx ?
Yavaş kasılan(slow twitch) fiberler
Yavaş kasılan (Slow Twitch-ST) fibriller = yavaş oksidatif fibril (Slow Oxidative: SO) = kırmızı fibriller = Tip I fibriller • Motor nöronlar incedir ve 10 ile 180 fibril uyarır. • Maksimal kuvvet üretimi sırasında uyarı frekans Tip I fibrillerde en fazla 40 / saniye civarındadır. Maksimal kuvvet oluşumu sırasında MK’nın 1/3–¼’üne kadar sadece ST’ler devreye girer. FT’ler ancak daha fazla kuvvet gerektiren kasılmalarda aktive olur. Aşağıdaki özelliklerin çoğu sürekli bu düşük uyarı frekansı ile uyarılma/kasılmadan kaynaklanır (Tip II fibrillerde 80 -100/saniye civarında olabilir)
Yavaş kasılan (Slow Twitch-ST) fibriller = yavaş oksidatif fibril (Slow Oxidative: SO) = kırmızı fibriller = Tip I fibriller • Hücre çapları hızlı kasılan (FT) fibrillerin yarısı kadardır. • Kapillarizasyon daha fazladır, dolayısıyla kanlanmalar fazladır. Böylece kas ve kan arasında daha iyi bir oksijen karbondioksit alışverişi ve daha etkin bir enerji kaynağı (karbonhidrat ve ya asidi) alımı gerçekleşir. Kırmızı görünmelerinin nedeni kanlanmanın daha fazla olmasıdır. • Yüksek miktarda miyoglobin (oksijeni kas hücresi membranından mitokondri’ye taşıyan madde), bol miktarda mitokondri içerirler. Oksidatif enzim aktiviteleri yüksektir (Yağlar ve karbonhidratları okside etme kapasiteleri daha fazladır). Trigliserit içeriği daha fazladır. Bu sebeplerle oksidatif (aerobik) kapasiteleri yüksektir.
ST fibriller = SO fibriller = kırmızı fibriller = Tip I fibriller (devam) • Miyozin ATPaz enzim aktivitesi düşüktür. Bu durum yavaş çapraz köprü • oluşumu ve yavaş hamle vurumuna neden olur. Yavaş kasılmasının bir nedeni de budur. • Glikojen içerikleri Tip II (FT) fibril tipleriyle aynıdır. Glikolitik enzimleri azdır (örneğin glikolizin anahtar enzimi olan PFK: fosfofruktokinaz aktivitesi FT fibrillere göre oldukça düşüktür. ATP ve CP (kreatin fosfat) yıkımını sağlayan enzimlerin aktiviteleri ise FT’lerin yaklaşık 1/3’ü kadardır. Bu sebeplerle Glikolitik (anaerobik) kapasiteleri düşüktür. • Yorgunluğa dayanıklıdırlar.
ST fibriller = SO fibriller = kırmızı fibriller = Tip I fibriller (devam) • • Fazla güç üretemezler. (Uyarı frekansı düşüklüğünden ve buna bağlı olarak hücre içi özelliklerin uygun olmamasından dolayı) Postür için önemlidirler. Maraton koşucularının ST oranı% 50 -95 civarı ve ortalaması da % 80’dir
Hızlı kasılan(fast twitch) fiberler
Hızlı kasılan (Fast Twitch-FT) fibriller = hızlı glikolitik fibriller = beyaz fibriller = Tip II fibriller • Motor nöronları kalındır ve 300 – 800 fibril uyarır. • Maksimal kuvvet üretimi sırasında uyarı frekansı Tip II fibrillerde 80 -100 /saniye civarına kadar çıkabilir. Maksimal kuvvet oluşumu Sırasında MİK’n_ı 1/3–¼’ünden sonra işe katılırlar. Aşağıdaki özelliklerin çoğu sürekli yüksek uyarı frekansı ile uyarılma/kasılmadan kaynaklanır. • Kapillarizasyon Tip I’e göre daha azdır, dolayısıyla kanlanmaları daha azdır. Bu sebeple, oksijen ve enerjetik maddelerin hücreye alımı ve atıkların uzaklaştırılması çok iyi olmaz. Beyaz görünmelerinin nedeni kanlanmanın daha az olmasıdır.
Hızlı kasılan (Fast Twitch-FT) fibriller = hızlı glikolitik fibriller = beyaz fibriller = Tip II fibriller • Sarkoplazmik retikulum daha gelişkindir. • Düşük miktarda miyoglobin, mitakondri içerirler ve oksidatif enzim aktiviteleri düşüktür. Bu sebeplerle oksidatif (aerobik) kapasiteleri düşüktür. • Miyozin ATPaz enzim aktivitesi yüksektir. Bu hzl çapraz köprü oluşumu ve hamle vurumu yaratır. Hızlı kasılmaya yardımcı olan unsurlardan biri de budur.
Hızlı kasılan (Fast Twitch-FT) fibriller = hızlı glikolitik fibriller = beyaz fibriller = Tip II fibriller(devam) • Glikojen içerikleri Tip I (ST) fibril tipleriyle aynıdır. Glikolitik enzimleri daha fazladır (PFK aktivitesi ST fibrillere göre oldukça yüksektir. ATP ve CP (kreatin fosfat) yıkımını sağlayan enzimlerin aktiviteleri ise ST’lerin yaklaşık 3 kat kadarıdır. Bu sebeplerle Glikolitik (anaerobik) kapasiteleri yüksektir. • ST’lerin iki kat kadar hızlı kasılma ve güç üretirler. (Yüksek uyarı frekansından ve buna bağlı olarak gelişmiş olan hücre içi özelliklerinden dolayı). ST’lere göre 2 – 3 kat büyük kuvvet üretirler. • Hücre çapları ST fibrillerin yaklaşık iki kat
Hızlı kasılan (Fast Twitch-FT) fibriller = hızlı glikolitik fibriller = beyaz fibriller = Tip II fibriller(devam) • Çabuk yorulurlar. • Sprint, tenis, halter vb. gibi yüksek güç ve kuvvet üretimi gerektiren • aktivitelerde kullanılırlar. • Sprinterlerin FT % 50 -80 civarı ve ortalaması da % 65’dir.
FT (Tip II) fibrillerin iki Fraksiyonu Vardır: • Tip IIa, Tip IIb (Tip IIx) ve Tip IIc • Tip IIa (FTa veya Fast Oxidative-Glicolitic: FOG) = Hızlı kasılan yüksek oksidatif, glikolitik fibriller. Daha çok orta mesafe koşularnda (800 - 1500 m veya 3000 m engel) yani 2 – 10 dakika arası süren maksimal aktivitelerde önemli rol oynarlar. • Tip IIb (FTb veya Fast Glicolitic: FG): Hızlı kasılan yüksek glikolitik, düşük oksidatif fibriller. Daha çok sprint, sıçrama, ani yön değiştirme, halter, cirit atma gibi kolla atma fırlatma-vurma aksiyonlarnda önemli rol oynarlar. • Tip IIc: Tip I ve Tip II’ler arasında özelliklere sahip fibriller.
Sporcu Yavaş kasılan kas lifi % Hızlı kasılan kas lifi % Mesafe koşucusu 60 -90 10 -40 Sürat koşucusu 25 -45 55 -75 Halter sporcusu 45 -55 Gülle atıcı 25 -40 60 -75 Sporcu olmayan 47 -53 ü Ancak dayanıklılık antrenmanı kas lifi tiplerinin oksidatif kapasitesinde artış olurken, ü Kuvvet ve güç geliştirici antrenmanlar ile, hızlı kasılan kas liflerinin ve ara liflerin (FTc) anaerobik gücü geliştirmektedir.
FİBRİLLERİN EGZERSİZE UYUMU • Dayanıklılık antrenmanı: Miyoglobin, mitokondri sayısı, mitokodri içi enzim (aerobik enzim) miktar, trigliserid ve lipoprotein lipaz içeriği, kasın kanlanması, gibi konularda artım sağlayarak özellikle SO ve birazda (kullanılan egzersizlerin şiddetine bağlı olarak devreye girebilirlerse) FOG fibrillerde oksidatif kapasite ve yağların kullanım kapasitesi artar. • Yağların kullanımındaki artış glikolizi azaltarak yorgunluğun gecikmesine, dolayısıyla dayanıklılık performansının artmasına katkıda bulunur. • Dayanıklılık antrenmanı ile daha gelişmiş bir mitokondrial a (mitokondri sayısının artmasını ve hacminin artması) ve mitokondrilerdeki crista alanının artması ile daha fazla oksidatif enzim depolaması sağlanır fakat patlayıcılık azalır.
FİBRİLLERİN EGZERSİZE UYUMU • Kuvvet antrenmanı: MK’nn % 60’ndan sonrası kullanılacağı için daha çok FT (Tip II) fibrillerin özelliklerinde gelişme olur. ST’ler gün içinde daha fazla aktive olurlar. • Sarkoplazmik retikulum gelişerek sarkoplazmaya daha etkili bir Ca+2 çk sağlanır. Bu da daha fazla hamle vurumu ile daha fazla güç / kuvvet üretilir. • Myozin ATPaz enzim aktivitesi ve diğer alaktasid anaerobik ve glikolitik enzimler artar. Bunun yanısıra, Kreatin Fosfat ve ATP miktarında da artma görülür. Böylece daha güçlü kasılmalar için gerekli yüksek enerji hızla sağlanabilir. •
Kontraktil ve kollojen (ba) proteinlerde art görülür. Miyozin proteinlerinde kalınlaşma olabilir. Sarkomer sayısında artış meydana gelir. Bu sayede, herbir sarkomerin kasılma gücü / kuvveti ve tüm sarkomerlerin ürettiği toplam güç artar. Diğer taraftan kasın sakatlanmalara karşı direnci de artar. Kuvvet antrenman ile ise FT’lerdeki sarkoplazmik retikulum daha çok gelişerek güç üretimi esnasında daha etkin ve hızlı bir kalsiyum transportu sağlanr. Maksimal kasılma esnasnda hem ST hem de FT motor üniteler en yüksek oranda ie katılsalar bile, maksimal kuvvet gelişimine gereksinim duyulan sporlarla ilgili sporcular için daha yüksek oranda FT fibrillere ve özellikle de FT (b) fibrillere sahip olmak önemli bir avantaj sağlar.
Fibril tipi dağılımı ve Antrenmanlardaki Değişimi • • Kişilerin kol ve bacak kaslarındaki fibril tipleri benzerdir. – Soleus istisnadır; Bu kasta büyük oranda ST bulunur. • • ST ve FT fibril tipleri arsında bir dönüşüm olmadığı yaygın bir görüştür. Bununla beraber, aerobik antrenmanlarla FT’den ST’ye anaerobik antrenmanlarla da ST’den FT’ye dönüşümler saptanmıştır. Ancak, bu değişimin oran sadece % 1 -2 oranındadır.
Muscle Fiber Types
Kas kasılmasında aktin ile myozin flamentlerinin etkileşimi ile aktin flamentleri ortaya doğru çekilir ve kasın boyu kısalır. Aktin ile myozin arasında aktomyozin köprücükleri kurulur. Kasılma Mekanizması: Kas hücrelerine motor siniri vasıtası ile uyarı gider. Kas hücresinde ( Fibril) elektirik akımı sarkolema yolu ile uzunluğuna T tüpleri yolu ile hücre içine doğru yayılır. T tüplerinden içeri yayılan uyarı sarkoplazmik retikulumdan Ca++ açığa çıkaran Ca++ Sarkoplazmik sıvıya geçer. Açığa çıkan Ca++ kasılma ile ilgili kimyasal olayları başlatır. Fibrillerin dinlenme halinde ( Ca++ olmadığı zaman) troponin tropomiyozin proteinlerinin aktin ile birleşik halde olması aktin ile miyozin arasındaki etkileşimi engeller ve kasılma olmaz. Fakat açığa çıkan Ca++ hemen troponin ile birleşir ve bu birleşme sonucu tropomiyozin- troponin ve aktin filamentlerı arasındaki ilişki bozularak aktin ve miyozin filamanları arasında bir etkileşim olur. Aktin ve miyozin birleşimi enzim görevi görür ve aktomiyozin adonozin- trifosfataz enzimi hareketini kazanır ve ATP; ADP+P parçalanarak büyük miktarda enerji açığa çıkar(Bir mol ATP hidrolizi ile 7, 6 Kalori enerji açığa çıkar). Kas kasılmasına neden olan ilk enerji kaynağı ATP dir. Böylece açığa çıkan bu enerji sayesinde aktin flamanları çapraz köprüler vasıtası ile miyozin flamanları arasına çekilerek kasılma meydana gelmiş olur. Yani flamanlar birbirleri üzerinde kayarlar( kayan flamanlar teorisi). Kasılmaya neden olan Ca++’un sarkoplazmadan sarkoplazmik retikuluma çekilmesiyle troponin yine aktin-miyozin arasındaki etkileşimi engeller. Flamanlar eski hallerine dönüşürler. Kasılmada ne miyozon flamanları nede aktin flamanlarının boyları değişmez fakat aktin flamanlarının miyozin flamanları arasına çekilmesi ile sarkomerin boyu kısalmış olur.
Kayan flamentler teorisi • Kas kasılması I bandının A abandı arasında diğer bir deyişle ince flamentlerin kalın flamentler arasına girerek/kayarak olduğu şeklinde açıklanır. • Buna kasılmasında kayan flamentler teorisi denir.
I , A ve H bantları • I bandı açık renklidir ve ince flamentlerden oluşmuştur. • İnce flamentler aktin, troponin ve tropomyozin kompleksinden oluşur. • A bandı daha koyu görünür ve kalın flamentlerden oluşmuştur. • Kalın flamentler myozin den oluşmuştur. • H bandı A bandının ortasındadır.
Z ve M çizgileri • I bandı Z çizgisi ile ikiye bölünmüştür. • A bandı ise M çizgisi ile ikiye bölünmüştür.
Sarkomer • İki Z çizgisi arasında kalan bölüme sarkomer denir. • Sarkomer kastaki en küçük kasılma birimidir.
Sarkomer uzunluğu ve gerilim kurvesi Kasılma sürecinde Z bantları birbirlerine yaklaşırlar, sarkomer uzunluğu azalır. Flamentler birbirleri üzerine kaydıkça I bantları daha da daralır fakat A bantları aynı kalır. Sarkomer boyu bir devirde ancak % 1 kadar kısalır. Gerilme kuvvetinin en yüksek olduğu dönem sarkomer boyunun 2, 5 mikron olduğu dönemdir 119
Sarsı eğrisi, merdiven olayı, yarım tetanus ve tam tetanus Her bir kas lifinin uyarılma eşiği farklı olduğundan, uyarının frekansı arttıkça uyarıya cevap veren kas lifi sayısı artar ve gittikçe yükselen kasılma eğrileri görülür. Tetanusda kas gevşemeye fırsat bulamaz ve oluşan gerilim de normal kas gerilimini aşar. 121
Kasın metabolizması Enerji kaslarda glukojen halinde depo edilir. Glukozun yıkılmasıyla ATP ortaya çıkar. Aerobik parçalanma. 1 mol ATP den 12000 kalori ortaya çıkar Kullanılan ATP nin telafisi için ADP şu yollarla aktive edilir: 1. Anaerobik glikoliz: Laktik asit KC ve kalpte metabolize edilir, enerji elde edilir= 2 mol ATP 2. Aerobik glikoliz = 38 mol ATP 3. Serbest yağ asitlerinin (palmitik asit) oksidasyonu = 129 mol ATP 4. Kreatin fosfat: Acil durumlarda enerji deposu. Kısa sürede yapılan ağır işlerde kullanılır (sportif yarışmalar) ADP + Kreatin fosfat (kreatin fosfokinazla) ATP + Kreatinin 123
Cori döngüsü, Oksijen açığı Kreatin fosfat ve ATP depoları dolarken oluşan enerjinin yarısı, bu olay sırasında düzelme dönemi ısısı olarak kaybedilir (kasın dinlenim durumuna dönerken ve ATP depoları tekrar dolarken süren reaksiyonlar için) Kasların sürekli çalışması için; anaerobik glikoliz ve yağların yıkılması ile elde edilecek oksijene ihityaç vardır 1 mol ATP 0, 5 s için , Kreatin fosfat 1 -5 s için, glikoliz ise iki dakika için enerji sağlayabilir. Cori döngüsü: Oluşan laktik asitin kaslardan KC’e, KC oluşan glukozun kaslara geri taşınması Oksijen açığı: Zorlu egzersizlerden dolayı, harcanan kreatin fosfat ve ATP nin tekrar aerobik oksidazyonla yerine konulabilmesi için gerekli O 2 miktarıdır 125
Kayan flamentler teorisi • Dinlenimde myozin ile aktin arasında herhangi bir etkileşim yoktur. • Kasa uyarı gelmesiyle hücre içine kalsiyum girişi artar. • Kalsiyum troponin C ile birleşir ve aktin üzerinde troponin tropopmyozin kompleksinin kapattığı etkin noktalar açılır. • Myozin başları aktine bağlanır, akto-myozin çapraz köprüleri kurulur.
Myozin başındaki ATP az enzimi ATP yi parçalar, açığa çıkan enerji myozin başlarında bükülmeye yol açar (power stroke) ve ince flamentler ortaya çekilir. ATP yeniden sentezlenir ve myozin başı yeni bir etkin noktaya bağlanır ve kıvrılır. Gevşeme sürecinde ise, hücre içindeki kalsiyum aktif transport ile sarkoplazmik retikuluma geri pompalanır, Ca-Mg ATP az enzimi bu olayı düzenler (ATP harcanır). Ca SR dan terminal sisternalara difüze olur ve bir sonraki aksiyon potansiyeline kadar orada depolanır. Etkin noktalar kapanır, çapraz köprücükler çözülür ve kas gevşer.
Kas kasılma çeşitleri A-İzotonik kasılma B-Eksentrik kasılma C-İzometrik kasılma D-İzokinetik kasılma
Kasılma tipleri • İzometrik k. : Kas boyu kasılma süresince sabit kalır, sadece gerilimi değişir • İzotonik k: Kasın boyunda kısalma olur, gerilimi sabit kalır • Destekleme k. : Kasın önce gerilimi artar sonra boyu kısalır • Darbe k. : Önce boyu kısalır, sonra gerilimi artar • Oksotonik k. : Boyu kısalırken, aynı zamanda gerilimi de artar (Dirence karşı kasılma)
İzometrik ( Statik) kasılma: Kasta herhangi bir boy değişikliği olmaksızın (uzunluğu sabit) kasın geriliminde veya kas tonusunda artış meydana gelen kasılmadır. Kasılmalarda kasın boyu değişmez fakat tonusu artar, kemik bölümde hareket yoktur. En çok güreş sporunda görülür. • Statik bir kasılma şeklidir • Kasın boyu sabit • Gerim artar C Rehabilitasyonda kullanılır (I. derece) C Statik olduğu için inersi olmaz
izometrik Kasılma – Gerim artar fakat yük hareket ettirilemez
İzotonik kasılma Kasın boyu değişir, gerilim sabit kalır. Dinamik kasılma iki şekilde olur. Mekanik bir iş yapılır. • • Konsantrik (izotonik) Dinamik bir kasılma şeklidir Kasın boyu kısalır Gerim artar Vücut ağırlığı yada ek ağırlık kullanarak her ortamda çalışılabilir
Konsantrik Kasılma – Artan gerim hareket boyunca değişkendir; yük hareket eder.
Egsantrik • Dinamik bir kasılma şeklidir • Kasın boyu uzar • Gerim artar -Konsantrik kasılmaya oranla maksimal sınırlarda %110 -130 daha fazla kuvvet üretilir bu nedenle maksimal kuvvet çalışmalarında tercih edilirler -Uzayarak kasılma şekli kaskemik-tendon bütünlüğünü en fazla riske sokan kasılma şeklidir
İzokinetik kasılma • • • İzokinetik Dinamik Boy uzar yada kısalır Gerim her açıda maksimaldir Hareket hızı her açıda sabittir • Doğal egzersizlerden sadece yüzmede izokinetik kasılma kısmen sağlanabilmektedir. • Sybex tipi cihazlarla yapılabilir İnersi sözkonusu değildir Rehabilitasyon amaçlı kullanılır (II. derece) Her açıda kuvvet gelişir Dayanıklılığa olumlu katkıları vardır
Yorgunluk fenomeni Soldaki resim: İzotonik kontraksiyonlar için düzenek Sağdaki resim: İzometrik k. lar için düzenek Kas yorgunluğu: Kasılma kuvveti düşer ve ağrı Kas yoruldukça sarsı eğrilerinin amplitüdü düşer ve kasın gevşemesi de uzun sürer. Nedeni: Enerji kaynaklarının tükenmesi Metabolik ürünlerin birikmesi 139
Kalp kasında AP ve kasılmanın gelişimi 140
Motor Ünite = Motor nöron + innerve ettiği kas lifleri grubu MÜ sayısı ne kadar fazla ise, kas o kadar aktiftir, kasılma kuvveti de o kadar yüksektir Bir motor sinirde 10 - 1000 adet motor plak bulunur. 141
KAS TUTUKLUĞU Çok güçlü fiziksel aktiviteden birkaç saat sonra veya takip eden günde kaslarda kas tutukluğu diye adlandırılan ağrı meydana gelir. • Kas liflerinin Z-Bandında ince yırtık. • Kasta iltihabı şişlik. Rehabilitasyon: Dinlenme ve hafif dinamik Konsantrik egzersiz. Kas tutukluğu, genel olarak dinamik Ekzantrik aktiviteden sonra oluşur.
Kas şekilleri
İstemli kasılmalarının oluşması-1 • İstemli kasılmalarının oluşması ile ilgili ilk aktivite beyindeki motor kortex denilen bölgede başlar. • Burada oluşan istemli hareket sinyalleri kortekse yardımcı beyin bölgelerine gönderilir, buralarda hareketin kaba taslak şekli oluşur. • Hareket planları ile ilgili kabataslak bilgi serebellum ve bazal ganglionlara gönderilir ve oralarda iyice şekillendirilir, zamansal ve uzaysal kesinlik kazandırılır.
İstemli kasılmalarının oluşması-2 • Serebellum ve bazal ganglionlardan gelen kesin ve prograglanmış bilgi tekrar motor kortekse gönderilir. • Motor korteks hareket planına son şeklini verir. • Hareket emri korteksten spinal ayar için spinal nöronlara ve son olarak ta iskelet aksına ulaştırılır. • Kas reseptörlerinden gelen feedback cevaplar eğer gerekiyorsa motor hareketlerin düzenlenmesi için kullanılır.
Duyusal sinirler (proprioreseptörler) q Kas iğciği (Kİ) Streach refleks(myotatik refleks) q Golgi tendon organı (GTO) İnhibisyon refleksi q Eklem reseptörleri
Kaslarda, tendonlarda ve eklemlerde iskelet kaslarının gerginlik ve tansiyon durumlarını, kas çalışmasının amaca uygun olup olmadığını Merkezi Sinir Sistemine ileten duyusal sinirler mevcuttur Bu iletimi sağlayan yapılara proprioreseptörler denir Bu sistem sayesinde organizma kontrollü ve mükemmel çalışır Proprioreseptörler çok hassas algılayıcılardır
Kas kasılmalarının kontrolü kas reseptörleri • Kasın motor fonksiyonları kas iğciği ve golgi tendon organı aracılığı ile refleks olarak düzenlenir. • Kas iğciği ve golgi tendon organı kas resptörleridir.
Kas iğciği o kadar hassas çalışır ki; kasta 200 gr ile 201 gr`lık bir tansiyon artşını algılayabilir Kas iğciğinin kasta meydana gelen gerim değişikliklerinden MSS, ni haberdar etmek dışında, myotatik (streach) refleksi oluşturma gibi bir görevi de vardır Myotatik Refleks (Streach Refleks); kaslardaki ani uzamalara karşı, aynı kasın kasılmaya sevkedilmesi refleksidir
Kas iğcikleri • Kas lifleri arasında bulunurlar, • Kas liflerine paralel bağlantılı konumda bulunurlar, • Kasın boyu ve boyundaki değişmelerin hızı hakkında sinir sitemine bilgi gönderirler. • Kasın boyunun ani ve hızlı bir şekilde uzamasına karşı duyarlıdırlar. • Çalıştıklarında kasılmaya sevk ederler.
• Kas İğciğinin Uyarılması ve Myotatik Refleksin Oluşumu – Bir kas aniden gerildiğinde boyu da birden uzar • Kasın tendonlarına bağlı kas iğciği fibrillerini her iki uçtan çeker • Kasın eninin de kısalması üstlerden de baskı yapar – Bu iki mekanizma sonucu uyarılan kas iğciğinden doğan afferent uyarılar gama motor nöronlar yoluyla medulla spinalise arka kökten giriş yapar – Değerlendirilen uyarı alfa motor nöronlar yoluyla aynı kasa geri dönerek kasılmaya sevkeder – Aynı anda inter nöronlarla uyaranın antagonist kasa geçişi engellenerek antagonist gevşemeye sevkedilir
Golgi Tendon Organı • Bu proprioreseptöründe görevi kaskemik-tendon bütünlüğünü korumaktır • Kasın tendonunda, kemiğe yakın bir yerde bulunur • Kastaki gerim artışı sonucunda, tendonda da artan gerim GTO`nın uyarılmasına neden olur • GTO uyarıldığında, bu sefer aynı kasın kasılması inhibe edilir
• Golgi Tendon Organının Faaliyeti ve İnhibisyon Refleksi – Bir kasın gerimi organizmanın tehdit sınırlarına kadar artmışsa ve tendona binen yük eşiğe ulaşmışsa GTO uyarılır – Spinal korda taşınan bilgi değerlendirilerek inhibitör inter ara nöronların faaliyeti ile agonist kasın kasılması engellenir ve kas gevşemeye sevkedilir – Aynı anda girdi antagonist kasın motor nöronu ile düz bağlanarak antagonisti kasılmaya sevk eder Kİ`nin uyarı frekansı, GTO`nın uyarı frekansından daha düşüktür Bu duruda yapısı tendondan yaklaşık üç kat daha zayıf olan kas, tendondan önce koruma altına alınmatadır Bu prensiplerin bilinmesi, özel antrenman modellerinin uygulanması sırasında oldukça önemlidir
Golgi tendon organları • Kas tendonları içine yerleşmişlerdir, • Kasın gerimi ve gerimindeki değişmenin hızı hakkında sinir sistemine bilgi taşırlar. • Uyarıldıklarında kasın çalışmasını inhibe ederek aşırı kasılmasını önlerler.
Eklem Reseptörleri Bu reseptörler eklemlerin ligamentlerinde bulunurlar • Paccini reseptörleri • Ruffini cisimcikleri • Karuse cisimcikleri Bu reseptörlerin görevi oynağın durumu hakkında MSS`ne sürekli bilgi göndermektir Aynı merkezlere gözden, kulaktan (Vestibüler Sistem) deriden… sürekli bir bilgi akışı vardır
“Bu faaliyetler benzer basit spinal reflekslerle karıştırılmamalıdır” Örneğin parmağımızı, sıcak bir cisme deydiği anda geri çekmemiz basit bir spinal reflekstir Basit spinal reflekslerde üst merkezlerin (beynin) rolü yoktur Hareket subkortikal düzeyde yapılır Refleks spinal kortta değerlendirilir ve parmağın çekilmesi için emir doğar
Spinal korttan doğan refleks faaliyetleri ise öğrenmeyle ilgili becerilerle ve istemli faaliyetlerle karıştırılmaalıdır İstemli faaliyetler serebral korteks tarafından kontrol edilir Bu bölgede sportif becerinin de depolandığı düşünülen primer motor korteks bulunur Kaslara istemli emirler premidal yolla gider Bu emirlerin mükemmelliği motor kortekse önceden kodlanmış (öğrenilmiş) bilgi ile alakalıdır ve kontrollü emirler proprioreseptörlerden doğan afferentlerin de değerlendirilmesi yoluyla sağlanır
- Slides: 173