Kas Hücresi

Kasların kasılması koşabilmemiz için gerçekleşmesi gereken fizyolojik bir olaydır. Bu nedenle, kasların nasıl inşa edildiğinin ve nasıl kasıldıklarının açıklaması, koşu fizyolojisi ve biyokimyasının anlaşılmasına yardımcı olacaktır.

Lise biyolojisinden aşina olduğumuz üzere üç çeşit kas var; kalp kası ya da kardiak kas, düz kas ve çizgili kas ya da iskelet kası. Gündemimiz koşu olduğu için ilk iki kas türü ile ilgilenmeyeceğiz. Çizgili kas bizim gündem maddemiz ve bu noktadan itibaren her kas kelimesi kullandığımızda onu, çizgili kası ifade etmiş olacağız.

Daha önceki seri ve bölümlerde koşunun mekanik olarak nasıl gerçekleştiğini, gerçekleşmesi için gerekli olan enerji kaynaklarını incelemiştik. Şimdi koşunun gerçekleşmesi için gerekli olan kasılma fonksiyonunu ve bu fonksiyonun gerçekleştiği hücrelerin yapısal özelliklerini ele alacağız. Konu oldukça detaylı ve çok fazla bileşen içerdiği için genel bazı bilgileri aktararak başlamakta fayda var.

Şimdi, çizgili kas hücresine, diğer hücrelerden farklı olarak silindirik ve telsi biçiminden kaynaklı olarak kas fiberi, teli veya lifi de denilmekte. Yani herhangi bir yerde bu terimleri görürseniz hücrelerden bahsedildiğini bilmenizi istiyorum. İngilizce kaynaklarda keza hücre, cell kelimesini pek göremezsiniz, çoğunlukla muscle fiber terimiyle karşılaşacaksınız.

Çok karıştırıldığı üzere bir fiber birden çok kas hücresi içermez. Fiber, zaten hücre demektir.

Dediğim gibi kas hücresinin silindirik ve telsi bir yapısı vardır ve boyları santimlerce uzunluğa sahip olabilir. Ortalama bir kas hücresi üç santim boyuna sahipken, mesela üst bacak kasları bileşeni sartorius kası 30 santim boyuna ulaşabilmektedir.

Kas dokuları ya da kas grupları birbirine paralel şekilde bağlanmış çok sayıda kas demetinden ve kas demetleri de çok sayıda kas fiberinden oluşur. Bağlanma dokularında kılcal damar ve sinirler yer alır.

İnsanlarda iki tip kas hücresi bulunur. Tip I ve Tip II.

Tip I kas hücreleri yüksek oranda mitokondriye sahiptirler ve renkleri kırmızıdır. Kırmızı olmalarının nedeni içeriğindeki miyoglobin seviyesinin yüksek oluşudur. Miyoglobin kılcal damarlardaki oksijeni hücre içine taşımaya yardımcı olan bir proteindir. Aynı zamanda oksijen deposu olarak davranır. Tip II kas hücrelerinin çapları daha geniştir ve düşük miktarda miyoglobin içerirler, keza mitokondri yoğunlukları da azdır. Bu sebeple renkleri beyazdır. Kas tipleri ve özelliklerine ilerleyen bölümlerde detaylı olarak döneceğim.

Dediğim gibi kas fiberleri birbirlerine paralel olarak bağlanırlar, demet halindedirler. Bağlantı yüzeyleri boyunca sinirler, ince ve kılcal damarlar bulunur. Genel olarak her kas hücresi beş kılcal damar tarafından sarmalanmıştır. Bu sayı antrenmanla birlikte artar.

Şimdi isterseniz her kas hücresi nelerden oluşur, bileşenleri nedir, kısaca özetleyelim.

Nasıl ki kas dokusu kas demetlerinden, kas demeti de kas hücrelerinden oluşuyorsa, kas hücreleri de çok sayıda kas lifçiği (telcik), ya da yaygın olarak duyacağınız şekilde, miyofibrillerden oluşur.

Her miyofibril birbirine uç uça bağlı segmentlerden oluşur. Bu segmentler sarkomer olarak adlandırılır ve yine sarkomerler de çok daha ince tellerden, miyofilamentlerden (ince ve kalın filamentler) meydana gelir. Bir miyoflament ince ve kalın olarak iki filamentten ibarettir. Kalın olanları miyosin moleküllerinden oluşur. İnce olanları ise çoğunlukla aktin moleküllerini içerirken, ayrıca troponin ve tropomyosin moleküllerini de içermektedir.

Koşu esnasında bu kalın ve ince filamentler kasların kısalması (konsantrik) ve uzaması (egzantrik) için etkileşime girerler, işte bu etkileşim sayesinde koşu gerçekleşebilir.

Sarkomerlerin uç uca bağlandığı birleşim noktaları çizgisel bir görüntü sunar. İskelet kaslarına çizgili kas denilmesinin nedeni bu görüntüdür. Çizgili görüntünün nedeni, kalın filamentlerin sarkomer merkezi boyunca ve ince filametlerin arasında uzanmasıdır. İnce filamenler bu kalın filamentleri çevrelerler.

Kas hücreleri diğer hücrelerden farklı isimde pek çok farklı bileşene sahiptir. Mesela, hücre sitoplazması kas hücresinde sarkoplazma olarak adlandırılır. Glikoliz, yani oksijene bağlı olmadan enerji üretimi burada gerçekleşir. Kas hücresi zarı da sarkolemma olarak adlandırılmaktadır. Endoplasmik retikulum kas hücrelerinde sarkoplazmik retikulum olarak ifade edilir. Bu organellerde kasılma ve gevşeme işleminde önemli bir fonksiyona sahip olan kalsiyum mineralleri üretilir ve depolanır. Kas tipine bağlı olarak her kas hücresi belirli sayıda mitokondriye sahiptir. Mitokondriler enerji üretim merkezlerimizdir. Oksidatif fosforilizasyon yani oksijen kullanılarak enerji üretimi bu organelde gerçekleşir. Kasılma işlemi için gereken uyarıya aracılık eden T-Tübüller (transverse tubules) ve hücre çekirdeği kas hücresinin diğer bileşenleridir.

Kas hücreleri ayrıca iki çeşit granül içerir. Daha önce ifade etmiştim. Enerji üretiminde kullanılmak üzere hücrelerde yağ ve karbohidrat da depolarız. Yağ damlacıklarında (fat droplets) trigliserit formunda yağ depolanırken, diğer çeşit granüllerde kas glikojeni depolanır.

Kaynakça:

• Noakes, T. D. (2002). Lore of Running. Chapter 1, 3-23
• Gülmez, T. Mühendislik Biyolojisi. Bölüm 9
  Kas Fizyolojisi
• Hayvan Biyolojisi ve İnsan Destek ve Hareket Sistemi-Kaslar
• Çizgili Kasların Kasılma Mekanizması