Kategoriler
Kas Fizyolojisi koşu bilimi

Motor Ünite Aktivasyonu (Recruitment)

Önceki bölümde kas fiber tiplerini, özelliklerini ve kullanılma biçimlerini aktarmaya çalıştım. Konu detaylı olduğu için biraz uzun oldu tabii. Bu bölümde ise kullanılma sürecini aktarmaya çalışacağım.

Kas fiberleri gruplar halinde çalışırlar. Kasılıp gevşeme işlemi belirli bir senkrona sahiptir. Bir uyartıya karşılık veren kas grupları motor ünite olarak adlandırılır ve her motor ünite, tek bir motor nöronun yönetsel organdan aldığı uyartıyı kaslara iletmesiyle aktive olur (recruitment).

Bir motor nöron, üretilen aksiyon potansiyelini kas dokusuna taşımak amacıyla motor aksonlarına iletir ve aksonlar da dallara ayrılarak çok sayıda kas fiberini uyarır. İşte tek bir motor nöron ve sayıca fazla kas fiberinden oluşan yapıya “Motor Ünite” (MU) adı verilir. Motor ünite yüzlerce kas fiberini içeriyor olabilir. Motor ünitenin sahip olduğu kas fiberi sayısını kasın büyüklüğü değil görevlendirilme amacı belirler. Fazlaca güç gerektiren faaliyetlerde görevli ünitelerde tek motor akson yüzlerce kas fiberinden sorumlu iken, ince beceri ve hassasiyet gerektiren faaliyetler için aktive olan ünitelerde kas fiberi sayısı azdır (Bacak kaslarımızda yüzlerce fibere sahip üniteler varken göz kapaklarımızda tek bir kas fiberi dahi motor üniteyi oluşturuyor olabilir).

Motor ünitenin aktivasyonu hücre içi ve dışı elektriksel yük farkı sayesinde gerçekleşmektedir. İstirahat halindeyken hücre bir elektriksel yüke sahiptir ve buna istirahat gerilimi (resting voltage) adı verilir ki hücre bu koşullarda polarizedir. Hücre içi, hücre dışına göre negatif yüke sahiptir. Aksiyon potansiyeli, ortam depolarize olduğunda kas hücresine aktarılabilir. Bu esnada hücre içi pozitif yüklenir. Hücreler ardı ardına uyarılarak depolarize olurlar ve aksiyon potansiyeli hücreden hücreye iletilir. Elektriksel yük değişimi hücre içindeki potasyum iyonlarının (hücre içinin istirahat halinde negatif olmasını sağlarlar), hücre dışındaki sodyum iyonları (hücre dışının istirahat halinde pozitif olmasını sağlarlar) ile yer değiştirmesi sonucu olur. Konuya ilişkin detaylı açıklamayı daha önceki bölümlerde ifade etmiştim.

Motor nöronlar üç çeşittir. Alfa, gama ve beta. Gama nöronlar “Kas İğcikleri” (Muscle Spindles) adını verdiğimiz kaslardaki gerilme/uzama miktarını omuriliğe ileten reseptörlerle ilişkilidir. Beta nöronlar, alfa nöronlar gibi kasılmanın gerçekleşmesinde görevlidirler. Alfa nöronlar ise kasılma ve gevşeme faaliyetlerinin genelinden sorumlu olup, motor havuzlarını oluştururlar.

Tek bir kas grubunu/parçasını aktive eden motor üniteler toplamına motor havuzu (motor pool) adı verilmektedir ve motor havuzu ilgili kasta aynı ve/veya farklı görevli çok sayıda ve farklı tipte fiberler içeren motor ünitelere sahiptir. Önceki bölümde belirtmiştim, üç tip fiber, ST, FT-A ve FT-X, aynı motor ünitede bulunamazlar ancak aynı motor havuzunu oluşturabilirler. Her motor ünite aynı tip kas fiberlerinden oluşur. Öte yandan farklı tip kas fiberlerini içeren başka bir motor ünite ile koordinasyon halinde çalışabilirler.

Farklı tip kas fiberine sahip motor üniteler bir ilkeye göre koordinasyon halinde çalışırlar. Bu ilkeye “Büyüklük Prensibi” (Size Principle) adı verilir. 1965 yılında Elwood Henneman ve arkadaşları beş sayfalık bir makale yayımladılar ve motor nöronların yakılma paternlerini ifade ettiler (Motor nöronların uyartıyı omurilikten alıp kas fiberlerine ileterek kullanılmasına “Firing” deniyor). O zamana kadar nöronların büyüklüğüne ilişkin bilgiler mevcuttu ancak işleyişin nasıl gerçekleştiği tespit edilebilmiş değildi. Henneman ve arkadaşı bilim insanları bu işleyişi çözdüler. “Henneman’s Size Principle” olarak bilinir bu.

Nöronların boyutu birbirinden farklıdır. Hücre çapları geniş ya da dar olabilir. Geniş, yani büyük olan nöronlar FT, hızlı kasılan fiberleri, dar yani küçük olan nöronlar ise ST, yavaş kasılan fiberleri aktive ederler.  

Büyüklük Prensibi’ne göre elektriksel uyartının şiddeti belirleyici olmaktadır. Omurilikten gelen elektriksel aktivite ne kadar büyükse üretilen sinyal de o kadar yüksek olur. Elektriksel sinyal büyüklüğü aksonun yarıçap genişliğiyle doğrudan bağlantılıdır. İhtiyaç duyulan güç fazla ise elektriksel sinyal de yüksek olacaktır. Motor ünitelerin yakılması bir düzene tabidir ve Büyüklük Prensibi işler. Yani, öncelikle daha az güç ve kuvvet açığa çıkarabilen motor üniteler görevlendirilir, yakılır. Bunlar pür ST fiberleri barındıran motor ünitelerdir. Bu görevlendirme düzeni fizyolojik açıdan iki türlü fayda sunar.

Birincisi, ilk etapta ST fiberlerin kullanılıyor oluşu yorgunluğu öteleyecektir, zira ST fiberler yorgunluğa karşı yüksek direnç gösterirler. Direnci düşük olan FT motor ünitelerin yakılması için ihtiyaç duyulan gücün artması gerekir.

İkincisi, aktif olan, yani yakılan hücre sayısı arttıkça ilave görevlendirilecek motor ünitenin üreteceği gücün şiddeti görece düşüyor. Mesela, 10 aktif ünite varken ilave görevlendirilen ünitenin şiddeti %10 artırması gerekirken, 100 ünite devredeyken ihtiyaç duyulan gücü karşılamak için ilave ünitenin üreteceği gücü sadece %1 artırması yetiyor. Bu konu spesifik antrenmanların aktive olan motor ünite sayısını artırması yaklaşımıyla bağlantılı, ileride umarım dönebilirim.

Motor ünitelerin görevlendirilme sürecini şu şekilde de ifade edebiliriz. Örneğin, motor ünite (MU) 3-6 Hz frekansında kuvvet üretecek şekilde görevlendirilsin. İhtiyaç duyulan güç artınca, bunu koşu temposunu artırdınız diye okuyun, ilave MU’lar yakılmak için görevlendirilir ve 8-15 Hz frekansında kuvvet üretmeye başlar. Bu esnada, hali hazırda görevli olan MU’lar da frekanslarını artırırlar. Her MU’nun belirli bir yakılma eşiği vardır. Eşik güç frekansı aşılana kadar görevlendirilmezler. Düşük yakılma seviyesine sahip olan, kolay yanan üniteler pür ST fiberleri aktive eden nöronlar olduğu için ilk onlar yanar. Frekans artar, aşılan her eşikte yeni bir MU görevlendirilir. Görevlendirilen MU sayısı ve MU’ların yakılma seviyesi artar. Giderek FT karakterli fiberlerin dahil olduğu MU’lar görevlendirilmeye başlar zira FT fiberler daha yüksek şiddeti karşılayabilecek kasılmayı gerçekleştirebilirler ve daha büyük güç açığa çıkarırlar. FT-A içeren MU’ların yetemediği durumda FT-X’ler görevlendirilmeye başlar.

Daha önce de ifade etmeye çalışmıştım. Kas fiberleri birbirlerinden keskin şekilde ayrılamazlar. İçerdikleri MHC izoformları ve ATPaz enzimler çeşitlilik içerdiği için reel olarak 3 değil (ST, FT-A ve FT-X), sayılamayacak kadar fazla tipe sahiplerdir ve bunu en yavaş kasılanından en hızlı kasılanına doğru sınıflandırılabilecek bir spektruma benzetebiliriz. Görevlendirmeye de en katıksız, pür ST fiberlerden başlanır.

Eğer düşük yoğunluklu egzersiz yapılıyorsa FT fiberlerin görevlendirilmesi hiç gerçekleşmeyebilir, ST fiberlere sahip MU’lar egzersizin sürdürülmesi için yeterli olabilir. Bu durumda sadece ST fiberlere ilişkin adaptasyon gerçekleşir. Yüksek yoğunluklu veya patlayıcı güç gerektiren egzersizlerde ise FT fiberler görevlendirilerek adaptasyona açık hale gelirler. Bazı egzersiz tiplerinde, örneğin balistik olanlarında ihtiyaç duyulan güç o kadar çoktur ki beyin ST fiberleri devreye hiç sokmaz ve doğrudan FT-X fiber içeren MU’ları yaktırabilir.

Görevlendirme bahsinde söylenebilecek bir diğer konu, çalışan kas ve kas gruplarında aynı anda tüm motor ünitelerin çalışmaması prensibidir. Aynı tip fiberlere sahip MU’lar dahi dönüşümlü olarak çalışırlar. Bunun nedeni, yakılarak tüketilen MU’ların görev değişimi sonrası toparlanarak tekrar görevlendirilebilmesinin sağlanmasıdır. Yönetsel organ bu sebeple aynı anda ihtiyacı kaldırabilecek kadar üniteyi görevlendirir. Egzersiz şiddeti arttıkça hem birlikte çalışan ünite sayısı artar, hem de görev değişimi akabindeki toparlanma süresi azalır.

Kişinin hangi tip kas fiberine daha çok sahip olduğuna laboratuar testleri dışındaki yöntemlerle de karar verilebilir. Bahsetmiş olduğum gibi, dayanıklılığı fazla olanların ST fiberleri FT’lere göre fazla çıkacaktır, keza patlayıcı kuvveti yüksek olanların da FT fiberleri fazladır. Ne var ki, bu sonuçlar oldukça genel ve görecelidir, hatalı yaklaşımlar sunabilir. Çünkü, örneğin bir koşu grubunda benzer nitelikteki atletleri birbirinden ayırmak o kadar da kolay olmayacaktır. Bunun yerine bilim insanları farklı egzersiz çeşitlerini kullanarak yaklaşımlarda bulunmayı öneriyorlar.

Koşucular için de farklı mesafelerdeki koşu tekrarları fiber kompozisyonunu belirlemede yardımcı olacaktır. Öncelikle ilgili egzersizde maksimal performans (repetition maximum, RM) ölçülür. Ardından da ölçülen RM’nin %80’inde kaç tekrar çıkarabileceği test edilir. Eğer tekrar sayısı 7 ve altında ise atletin FT fiber oranının %50’nin üzerinde olduğu, tekrar sayısı 12 ve üzerinde ise ST fiber oranının %50’nin üzerinde olduğu söylenebilir. 7 ila 12 tekrar çıkarabilen koşucularda FT-ST fiber dağılımının eşit veya çok yakın olduğu düşünülür.

Bu arada, FT fiber oranı yüksek çıkanların, her ne kadar daha az tekrar çıkarabiliyor olsalar da maksimal performansları ST’lere göre çok daha yüksektir.

Bir önceki bölümde FT fiber tipleri arasında dönüşümün mümkün olabileceğini ifade etmiştim. Öte yandan, ST ile FT fiberler arasındaki dönüşümün kanıtlanmış az sayıda örneği vardır ve bu dönüşüm gerçekleşmiyor olabilir. Ki gerçekleşiyor olsa da oldukça uzun süreli bir adaptasyona bağlıdır.

Dayanıklılık koşucuları için ST fiber kompozisyonu çok önemlidir, ancak düşük ST fiberli olmak dayanıksız ve kötü bir uzun mesafeci olmak anlamına da gelmez. Çünkü, uzun performans için gerekli olan şey yüksek ST fiber oranına sahip olmak değil, eldeki malzemeyi en verimli şekilde kullanabilmektir. Her on fiberinizden sekizi ST de olsa, eğer koşuda kullanacağınız kaslarınıza onları kullanmayı öğretmemişseniz, bu kalıtsal özelliğiniz hiç bir anlam ifade etmez. Toplam kas fiber sayısı değişmiyor ve FT-ST fiber dönüşümü hiç gerçekleşmiyor olsa da egzersizle şu iki değişimi sağlayabiliyoruz.

1- Daha fazla motor üniteyi aktive ediyor ve aynı anda görevlendirebiliyoruz. Böylelikle aynı anda hem daha fazla güç üretiyoruz, hem de ilave görevlendirilecek MU’nun öncesine nazaran daha az güç artırımı yapmasını sağlıyoruz. MU’ların yakılması daha uzun sürüyor ve daha uzun süre dayanıyorlar.

2- FT-X fiberler anladığım kadarıyla oldukça eğitimsizler ve dönüştürülmeye çok açıklar. Onları keşfedilmeyi bekleyen firavun hazinesi olarak görebiliriz. Aktive olmaları için çok yüksek şiddetli egzersizler gerektiriyorlar ve uyarıldıkları koşulda zaman içerisinde FT-A fiberler gibi davranmaya, hatta onlara dönüşmeye başlıyorlar. İfade etmiştim, FT-A fiberler yorgunluğa karşı dirençli, hızlı kasılan fiberlerdir ve FT-X’lerin dönüşümü koşuculara görevlendirebilecekleri yeni motor üniteler sunar.

Kaynakça:

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Google fotoğrafı

Google hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.