Bütün canlıların ortak özelliklerinden biri de harekettir. Bitkilerde pasif hareket (yönelme) görülürken hayvanlarda ve bazı tek hücrelilerde (sil, kamçı ya da yalancı ayaklarla) yer değiştirme şeklinde gerçekleşen aktif hareket görülür. Tek hücrelilere desteklik sağlamada; hücre duvarı (bakterilerde), endoplazmik retikulum (amip öglena gibi ökaryot tek hücrelilerde) ve pelikula (paramesyumda) görev alır. Hayvanlarda ise daha gelişmiş bir yapı olan iskelet sistemi tarafından desteklik sağlanır.
Bu bölümde sınıflandırma konusunu pekiştirmek için iç ve dış iskeletten bahsedilmiştir.
HAYVANLARDA DESTEK VE HAREKET
İNSANDA DESTEK VE HAREKET
Kas Sistemi, Görevleri ve Çeşitleri
Çizgili kasların çalışma mekanizması
Çizgili kasların uyarı almadığı zaman bile (dinlenme halinde) bir miktar kasılı kalması durumuna kas tonusu denir. Kas tonusu orta beyin tarafından kontrol edilir. Kas tonusu, yeni uyarıya daha hızlı tepki vermemizi sağlar. Baygınlık durumunda kas tonusu ortadan kalkar.
Uyarı alan bir kasın kasılmaya başlamasına kadar geçen süreye gizli evre denir. Gizli evreden sonra kasılma ve gevşeme evreleri görülür. Kas, bu evrelerin tamamında ATP üretimine ve tüketimine devam eder.
Kasa bir uyarı verildikten sonra kasta tepki bitmeden ikinci uyarı verildiğinde kas lifi, iki uyarının yaratacağı toplam tepkiyi gerçekleştirecek şekilde kasılır. Kasa verilen uyarı sıklığı arttıkça kasın verdiği toplam tepki artar Kasa, gevşemesi için yeterli süre beklemeden uzun süre ve sık aralıklarla uyarı verilirse tek bir kasılma gerçekleşir. Buna tetanos denir Yani tetanos, kasın kasılı kalması durumudur. Tetanos durumu çizgili kaslarda gerçekleşir.
Kas telinin uyarılması için gereken en düşük uyarı şiddetine eşik değer denir. Bir kas teli, eşik değerin altındaki uyarılara hiç tepki vermez. Eşik değer ve üzerindeki uyarılara ise aynı şiddette tepki verir. Buna ya hep ya hiç yasası denir. Çünkü bir kas teli, eşik değerdeki uyarıya bütün şiddetiyle tepki verir. Yani uyarı şiddeti arttırılsa bile verebileceği tepki değişmez. Ayrıca kasılma için gereken enerji uyarandan değil kasın kendisinden karşılanır.
Kas tellerinin eşik değerleri birbirinden farklı olabilir. Bu yüzden çok sayıda kas telinden oluşan kas demetinde ya hep ya hiç kuralı yoktur. Çünkü kas demetine verilen uyarı şiddeti arttığında, uyarılan kas teli sayısı artacağı için tepki de artar.
Bir kas teli veya sinir telinde ya hep ya hiç kuralı vardır. Ancak bir kas demeti veya sinir demetinde ya hep ya hiç kuralı yoktur.
Çizgili kasların kasılıp gevşemesi (Huxleyin kayan iplikler hipotezi)
Çizgili kaslar mikroskop altında incelendiğinde bantlı bir yapı (çizgili yapı) gösterirler. Bunun sebebi aktin ve miyozin proteinlerinin düzenli olarak dizilmesidir. Aktin proteinleri açık renkli, miyozin proteinleri ise koyu renklidir. Sadece aktin proteinin bir bölümünden oluşan kısma I bandı, miyozinin toplam boyuna karşılık gelen kısma A bandı, Sadece miyozinin bir bölümünden oluşan kısma H bandı, denir. Bir kasılma birimine sarkomer denir. Sarkomerin sınırları Z çizgileriyle çizilir. Kasa uyarı geldiğinde, aktin ve miyozin iplikleri bir birinin üzerinde kayar, iki 2 çizgisi birbirine yaklaşmaya başlar, yani sarkomerin boyu kısalır. Aktin proteinleri bir birbirine yaklaşacağı için I bandı daralır, H bandı daralıp kaybolur. Miyozinin toplam boyunda bir değişme olmadığı için A bandı değişmez. Yani kasılma sırasında aktin ve miyozin proteinlerinin boyunda değişme olmaz, bu proteinler birbirinin üzerinde kayarak kasılma gerçekleşir. Kasılmada kasın boyu kısalır, eni genişler ama hacmi değişmez. Örneğin kolunuzu yukarı doğru büktüğünüzde pazu kaslarınız şişer. Yani kasın kalınlığı arttı, boyu kısaldı ama hacmi ve kütlesi değişmedi.
Kasılma sırasında;
- H bandı daralıp kaybolur
- I bandı daralır
- A bandı değişmez
- Aktin ve miyozinin boyu değişmez
- Z bantları bir birine yaklaşır
- Sarkomerin boyu kısalır
- Kasın boyu kısalır, eni artar ama hacmi değişmez
- Gevşeme sırasında bu olayların tersi gerçekleşir
Çizgili kaslarda enerji olarak kullanılan maddelerin sırası;
Kaslar önce var olan ATP’ yi kullanır. Daha sonra yedek enerji deposu olan kreatin fosfatı kullanarak ATP sentezler ve bu ATP’yi kullanır. Ardından glikozu oksijenli solunum ya da fermantasyonda kullanarak elde ettiği ATP’yi kullanır. Glikozda bittiğinde glikojeni glikoza çevirerek yine solunumda kullanır.
Kasılmada artan maddeler
- ADP
- Pi
- CO2 + H2O
- Isı
- Kreatin
- Laktik asit
Kasılmada azalan maddeler
- O2
- ATP
- Glikoz
- Kreatin fosfat (kreatin – P)
- Glikojen
Kas kirişi (Tendon): Kasın kemikle bağlantısıdır
Motor uç plak: Kasın sinir ile bağlantısıdır
Ölüm katılığı: Ölümden yaklaşık birkaç saat sonra bütün vücut kasları, var olan ATP’Ieri kullanarak kasılır. Kasların gevşemesi için ATP gerekir. ATP yetersizliğinden dolayı kaslar kasılı kalır, vücut sertleşir. Buna ölüm katılığı denir. Öldükten yaklaşık 20 saat sonra lizozomlar otoliz olayıyla kas proteinlerini parçaladığı için ölüm katılığı ortadan kalkar.
Antagonist kas (Zıt çalışan): Zıt yönlü çalışan kaslardır. Yani biri kasıldığında diğeri gevşeyen kaslardır. Antagonist kaslar, eklem yerlerindeki hareketleri sağlar. Örneğin kol ve bacak eklemlerindeki hareketlerde antagonist kaslar görev alır.
Sinerjist kas (Aynı yönde çalışan): Aynı yönde çalışan kaslardır. Yani aynı anda kasılan ya da aynı anda gevşeyen kaslardır. Örneğin Karın kasları ve sırt kasları
Kasılmada meydana gelen olayların sıralanması;
1. Beyindeki uyarı motor uç plağa (kas-sinir bağlantısı) geldiğinde, sinir hücresinden asetilkolin hormonu gibi kimyasal maddeler salgılanır.
2. Asetil kolin, kas hücresinin zarındaki reseptörlere bağlanarak zarın Na+ iyonlarına karşı geçirgenliğini arttırır ve elektriksel bir değişim oluşturur.
3. Bu değişim, kas hücresinin sarkoplazmik retikulumundaki Ca+ iyonlarının, sitoplazmadaki aktin ve miyozin ipliklerinin arasına geçişini sağlar.
4. ATP harcanarak aktin ile miyozin birbirinin üzerinde kayar.
Çizgili kasların düz kaslardan daha hızlı çalışmasının sebepleri;
1. Çizgili kaslara uyarı getiren sinirlerin miyelinli olması (miyelin sinirde iletim hızını arttırır).
2. Çizgili kasa uyarı getiren sinirlerin başka sinirlerle sinaps yapmaması ya da çok az sinaps yapması (sinirde iletim elektrikseldir ama sinapsta hormonlarla geçiş olduğu için kimyasaldır. Yani sinirde iletim hızlıyken sinapsta iletim yavaştır. Sinaps, iki sinirin bağlantı bölgesidir).
3. Çizgili kasın her bir hücresine sinir teli bağlıdır.
* Omurgasızlarda genel olarak düz kas bulunur ve hareketleri çok yavaştır (toprak solucanında olduğu gibi). Ancak omurgasızlardan eklembacaklılarda çizgili kas bulunur. Bu yüzden böcekler hızlı hareket ederler.
İSKELET SİSTEMİ HASTALIKLARI
1. Menisküs: Diz yaralanmalarının en yaygın tipidir.
2. Osteoporoz (Kemik erimesi): Erkeklerde nadiren görülen bu hastalık, özellikle kadınlarda menopoz sonrası dönemde eşeysel hormonların azalmasından dolayı daha sık görülür.
3. Osteomalazi: Yetişkinlerdeki raşitizm şeklidir. D vitamini ve kalsiyum eksikliğinden dolayı kemik yumuşar.
4. Bel fıtığı: Omurga kemiklerinde bulunan disklerin zarar görmesi sonucu omurilik sinirlerine baskı yapmasıdır. Omurilikten çıkan ve ayaklara kadar uzanan siyatik sinire baskı yapıldığı için bel ağrısının yanında ayaklarda da ağrı hissedilir.
