İNSANDA KAS SİSTEMİ
Vücudumuza desteklik veren ve hareketi sağlayan kemikler, kaslar ve eklemlerle birlikte çalışır.
Kaslarda hücreler arası madde bulunmaz. Kas hücrelerinin sitoplazmasına sarkoplazma, hücre zarına ise sarkolemma adı verilir. Kas hücrelerinin endoplazmik retikulumuna da sarkoplazmik retikulum denir. Sarkoplazmada kasılmayı sağlayan miyofibril denilen telcikler bulunur. Miyofibril aktin ve miyozin proteinlerinden oluşur.
Kas sisteminin vücutta 4 temel görevi vardır:
Hareket: Kaslar kemiklerle beraber vücudun yer değiştirmesini sağlar.
Vücutta madde taşınması: Kalp kası vücutta dolaşan kanın pompalanmasını sağlar.
Vücut şeklinin oluşması: Kemiklerin etrafını sarması sayesinde vücudun şeklini alması kasların görevleri arasındadır.
Vücut sıcaklığının düzenlenmesi: Soğuk havalarda kasların titreme hareketi yapması kas hücrelerindeki oksijenli solunumu hızlandıracağından vücut ısısının da artmasını sağlar.
1. Düz kaslar (beyaz kaslar) : İsteğimiz dışında çalışan kaslardır. Otonom sinir sistemi ile uyarılır. Kasılma yavaş ve uzun sürelidir. Hücreleri mekik şeklindedir. Tek çekirdekli olup çekirdek kas lifinin ortasında yer alır. Aktin ve miyozin filamentler, hücre boyunca düzenli sıralanmadıklarında düz kaslarda bantlaşma görülmez. Omurgalı iç organlarının yapısında (yemek borusu, mide, bağırsak, atar ve toplardamar) düz kaslar bulunur.
2. Kalp kası : Çizgili kas yapısındadır. Otonom sinir sistemiyle uyarıldığından istem dışı çalışır. Lifler ağsı şekilde dallanmıştır. Her lifte bir ya da iki tane çekirdek bulunur. Miyozin ve aktin filamentlerin düzenli diziliminden dolayı kalp kası hücreleri mikroskopta bantlı yapı gösterir. Çekirdekler hücrelerin ortasındadır.
3. Çizgili kaslar (iskelet kasları) : İsteğimizle çalışan kaslardır. Somatik sinirlerle denetlenir. Kasılma çok hızlı ancak kısa sürelidir. İskeletimizi oluşturan kaslar çizgili kastır. Çizgili kaslara iskelet kasları da denir. Kol, bacak, karın ve ağız gibi organlarda bulunurlar. Çizgili kas hücrelerinde miyonbriller açık ve koyu bantlar şeklindedir. Her lifte çok sayıda çekirdek bulunur. Çekirdek liflerin kenarındadır. Bantlar aktin ve miyozin denilen ipliklerden oluşur. Aktin ince, miyozin kalın olan ipliktir. İskelet kası hücreleri, çok sayıda çekirdek içermesinin nedeni bu hücrelerin her birinin embriyonik dönemde çok sayıda kaynaşmasıyla oluşmuştur.
Bu hücreler, oksijen depolayabilen ve demir içeren miyoglobin pigmenti içerir. Bu yüzden kırmızı renklidir. Kaslar, beyin ve omurilikten gelen impulslarla uyarılarak kasılma durumuna geçerler. Kasların uyarılması için belirli şiddet düzeyinde uyartı olmalıdır. Kasların kasılmasını sağlayan minimum uyarı şiddetine eşik şiddeti denir. Kas hücresi eşik şiddetinden daha düşük değerdeki uyarılara tepki göstermezken, eşik şiddeti ve eşik şiddetinden daha yüksek değerdeki uyarılara da aynı şiddetle tepki gösterir. Bu olaya ya hep ya hiç yasası denir.
Çizgili Kasların Kasılma Mekanizması
Uyarı alan bir kasın kasılıp eski hâline geri dönmesi olayına kas sarsı adı verilir.
Uyarılan bir kasın kasılıp gevşemesi dört evrede gerçekleşir :
1. Gizli (Latent) evre : Kasın uyarılması ile kasılmaya başlaması arasında geçen süredir.
2. Kasılma evresi : Kasın kasılmaya başladığı anla kasılmayı tamamladığı an arasındaki süredir.
3. Gevşeme evresi : Kasın gevşemeye başladığı anla gevşemeyi tamamladığı an arasındaki süredir.
4. Dinlenme evresi : Kasın bir kasılma ve gevşemeyi tamamladıktan sonra, yeniden uyarılmasına kadar geçen evredir. Kas, bu evrelerin tümünde ATP üretimi ve tüketimine devam eder.
Tonus : Bireyler baygın olmadığı sürece, iskelet kasları, dinlenme anında bile hafif kasılı durumda olurlar. Bu duruma kas tonusu denir. Kas tonusu orta beyin tarafından denetlenir.
Fizyolojik tetanoz : Kaslar sürekli olarak uyarılırsa, gevşemeye fırsat bulamazlar ve kasılı hâlde kalırlar. Birbirini izleyen kasılmalar kaynaşır. Bu duruma fizyolojik tetanoz denir.
Felç : Kaslara gelen sinirlerde bir zedelenme olduğunda kasların kasılmama durumuna felç denir.
Ölüm Katılığı : Canlının ölmesi durumunda mevcut ATP kısa zamanda tükenir. ATP olmayınca, aktinomiyozin kompleksi birbirinden ayrılamaz. Kaslar kasılı durumda kalır. Buna ölüm katılığı denir.
Çizgili Kasların Bantlaşma Durumları ve Kas Kasılması
Bir kas telciği mikroskopta incelendiğinde açık ve koyu renkli bantlar gösterir. Bu bantlar aktin ve miyozin adı verilen iki farklı proteinin ışığı farklı kırmasından oluşur. Aktinin bulunduğu bölge açık renkli, miyozin ve aktinin olduğu bölge koyu renkte görülür. Açık renkte görünen ve ışığı bir kez kıran bu bölgeye İzotrop bölge ya da I bandı, koyu renkte görünen ve ışığı iki kez kıran bölgeye ise Anizotrop bölge ya da A bandı adı verilir. A bandının ortasında açık renkli görülen şerit şeklindeki kısım H bandıdır. I bandının ortasında Z çizgileri vardır. İki Z çizgisi arasına sarkomer denir. Sarkomer kasılma birimi olarak kabul edilir.
H.E. HUXLEY, kasılmayı “kayan iplikler hipotezi” ile açıklamıştır. Hipoteze göre kasılma, aktin ipliklerinin, miyozinlerin arasına kaymasıyla gerçekleşir. Kasılma sırasında, A bandının boyu değişmez, I bandı kısalır. H bandı görülmez olur. Böylece iki Z çizgisinin birbirine yaklaşmasıyla kasın boyu kısalır. Gevşeme anında eski özelliğine kavuşur. Kasılıp gevşemeler sırasında kasın hacmi değişmez. Kasılmada kasın boyu azalırken eni artar. Gevşemede kasın boyu uzarken eni azalır.
Kasılma Sırasında Gerçekleşen Kimyasal Olaylar
Eşik şiddetinde verilen uyartı sinir hücresi boyunca akson uçlarına iletilir.
2. Motor plaktaki sinaptik keselerden nörotransmitter (asetilkolin hormonu) salgılanır. Motor plak, bir motor nöronun akson ucunun kas lifine bağlandığı yerdir.
3. Asetilkolin hormonu kas hücrelerindeki reseptörlere bağlanır ve kas hücresinin Na+ geçirgenliğini artırır.
4. Kas hücre zarından içeri giren Na+ iyonları hücrede elektriksel bir değişime neden olur ve aksiyon potansiyelini başlatır.
5. Aksiyon potansiyeli sayesinde kas endoplazmik retikulumunda depolanan Ca+2 iyonları serbest kalarak aktin ve miyozin iplikleri arasına dağılır.
6. ATPaz enzimi aktifleşir.
7. ATPaz —> ATP —> ADP + Pi + Enerji
reaksiyonuyla ATP’nin hidrolizini sağlar. ATP’nin hidrolizi ile açığa çıkan enerji sayesinde aktin iplikleri miyozin iplikler arasına kayar ve kasılma gerçekleşir.
Kasılma sırasında ATP çok çabuk tüketildiği için, kreatin-P içinde depolanmış enerji ATP ye aktarılarak ATP açığı kapatılır. (Kreatin-P + ADP —> Kreatin + ATP) Yoğun kas çalışmalarında fazla enerjiye gereksinim olacağından, glikojen glikoza çevrilerek, glikozdan oksijenli solunumla enerji elde edilir. Bunun sonucunda karbondioksit ve su açığa çıkar.
Kaslarda yeterli oksijen bulunmadığı zaman glikoz, oksijensiz (O2‘siz) ortamda yıkılır. Bunun sonucunda laktik asit ve enerji elde edilir. Kasta biriken laktik asit yorgunluğa neden olur. Dinlenme durumunda laktik asit karaciğerde glikoza dönüştürülür. Kasta biriken kreatinlerden de kreatin fosfat sentezlenir.
Kas için gerekli olan enerjinin elde edilme sırası; ATP, kreatin fosfat, glikoz, glikojen, yağlar ve protein maddelerindedir.
Kasların kasılması sırasında glikojen, glikoz, O2, kreatin fosfat ve ATP azalırken; CO2, laktik asit, ısı, ADP ve inorganik fosfat miktarı artar.
Kas ve İskelet İlişkisi
Çizgili kasların kemiklere bağlandığı yerlere kas kirişi veya tendon denir. İki kemik birbirine ligament denilen bağlarla bağlanır. Kasın kemiğe bağlandığı ilk kısma başlangıç noktası, kasın ekleme bağlandığı yere sonlanış noktası denir.
İskelet kasları çoğunlukla çiftler hâlinde birbirlerine zıt çalışırlar. Bunlara antagonist (zıt) kaslar denir. Kol kasları böyledir. Aynı anda kasılıp, gevşeyen kaslara ise sinerjist kaslar denir. Karın ve sırt kasları sinerjist çalışır.
