Her uyartı tepkiye neden olmaz. Tepkinin oluşabilmesi için uyartının belirli bir şiddet eşiğinin üstünde olması gerekir.

Tepkiye, yani kasılma ve gevşemeye yol açan minimum uyartıya eşik şiddeti denir. Kaslar eşik şiddetinin altındaki uyartılara tepki göstermezken üzerindeki her uyartıya aynı tepkiyi gösterirler, tepkinin şiddeti değişmez. Bu tepkilere aksiyon potansiyeli denilmektedir. Her ne kadar kas hücrelerinin uyartıya verdiği tepki şiddeti değişmiyor olsa da, her kas hücresi, ya da telinin uyarılabilme eşiği farklıdır. Öncelikle daha düşük şiddette uyarılabilen kas teli tepki gösterir, giderek daha yüksek şiddette uyarılan teller tepki gösterilirler. Eşik şiddeti arttıkça tepki şiddeti de artar. Uyarılan bölgede uyarılacak başka kas teli kalmadığında ise uyartı şiddeti artsa da verilen tepki değişmez.

Kaslar uyartıya anında karşılık veremezler. Geçen süreye gizli evre adı verilir. Bu esnada aksiyon potansiyeli başlatılır ve kasılma gerçekleşir. Kasılmanın ardından da gevşeme sürecine girilir.

Yukarıdaki görselde kas sarsının evreleri gösterilmiştir.

Bazı durumlarda iki uyartı arasında yeterli süre geçmeyebilir. Yani, kasılmanın ardından kas yeterince gevşeyerek gelecek yeni uyartıya hazır hale gelememiş olabilir. Bu durumda kas tam olarak gevşemeden tekrar kasılmaya zorlanır. Buna “Fizyolojik Tetanoz” adı verilir, yaygın bilinen ismi ise kramptır.

Kas kasılması “Kayan Filamentler Modeli” ile açıklanmaktadır. Mikroskobik gözlem altında kas telciği (miyofibril) bantlaşmış bir görüntü sunar. Buna göre her sarkomer belirli bantlardan oluşur ve kasılma bu bantlar arasındaki etkileşim ile gerçekleşir. Aşağıdaki görsellerde sarkomer içinde yer alan bantları görebilirsiniz.

Bantlı model yaklaşımı pratik bir düşüncenin ürünüdür zira esasında ortada bant yoktur. Var olanlar ince ve kalın filametlerdir. Kasılma ve gevşeme sırasında ince filamentler birbirlerine doğru yaklaşıp uzaklaşırlar, kalın filamentler ise yer değiştirmezler. Ne var ki, dışarıdan bakan bir gözlemci bu olaylar gerçekleşirken kısalan, uzayan ve kaybolan, farklı renk tonlarındaki bantları görecektir. Zira, aktin proteinlerinin bulunduğu bölge ince yapıda olduğu için ışığı az kırar ve açık renkli görünür. Miyozin proteinlerinin bulunduğu filamentler ise kalındır ve ışığı çok kırar. Mikroskop altında koyu renkte görünür. Her iki filamentin üst üste geldiği bölgede ise ışık çok daha fazla kırılır ve en koyu renk tonu bu bölgede görülür.

Aşağıdaki görselde gevşeme ve kasılma esnasında filamentlerin davranışı gösterilmiştir.

Görselden de anlaşılacağı üzere ince filamentler, yani aktinler, gevşeme sırasında birbirlerinden uzaklaşırken, kasılma esnasında birbirlerine yaklaşırlar. Bu esnada kalın filamentler, miyozinler yer değiştirmezler.

Z çizgisi uç uca eklenen iki sarkomerin sınırını belirler. İnce filamentler bu çizgilere tutunurlar. İki Z çizgisi arasını sarkomer olarak adlandırabiliriz. Dediğim gibi bantlar, dışarıdan bakıldığında görülen çizgisel değişiklikle, farklı ren tonlarıyla ilişkilidir.kısaca üstünden geçecek olursak;

A bandı miyozinin boyunu tanımlar. Kasılma ve gevşeme esnasında ne miyozin ne de aktin filamentlerinin boyu değişir. Haliyle A bandının boyu da değişmez.

H bölgesi her iki ince filamentin, yani aktinlerin arasındaki mesafeyi ifade eder. Kasılma sırasında H bandı kısalarak kaybolurken gevşeme sırasında uzar.

I bandı sarkomerin sınırı olan dikey Z çizgisi ile kalın filamentin, yani miyozinin arasındaki mesafeyi ifade eder. I bandı kasılma sırasında kaybolur, gevşeme sırasında ortaya çıkar.

Tam kasılma sırasında sadece A bandını görebiliriz, diğer bantlar kaybolurlar.

Kasılma sırasında kasın boyu kısalırken, gevşeme sırasında uzar. Öte yandan hacim ve kütlesi değişmez. Haliyle kasılma sırasında enine genişleme gerçekleşir. Gevşeme sırasında ise kas incelir, genişliği azalır.

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

The post Kasılma Mekanizmasına Giriş first appeared on Acikkosu.com - Koşu Platformu.

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

The post Kas Hücresi first appeared on Acikkosu.com - Koşu Platformu.