Çizgili Kas Kasılma Mekanizması

İSKELET
KASI FİZYOLOJİSİ
Doç.Dr.Fadıl ÖZYENER
Fizyoloji AD
Tartışma konuları






Kasılmada kayan filamentler kuramı
İskelet kasında kasılma mekaniği
Kas gücü ve etkileyen unsurlar
Kas lifi tipleri
Kasılma çeşitleri
Kas dokusunda fizyolojik ve/veya
patolojik farklılıklar
Kas kasılmasında kayma düzeneği
Kaslar dinlenimde
 Dinlenme durumunda olan
sarkomerlerde, Z diskinden
başlayan aktin filamentleri
miyozin filamentlerini çok
büyük ölçüde örterler (optimal
kas boyunda).
Kaslar kasılırken
Kasılma
 Birçok çapraz köprünün yaptığı
kürek çekme hareketi ile Z
çizgilerine tutunmuş olan aktin
filamentleri sarkomerin ortasına
doğru gelmeye zorlanır.
 HER KASILMA KAS
BOYUNDA MUTLAKA
KISALMA ANLAMINA
GELMEZ!
Seri-Elastik Bileşenler
 Kasılmayan tendonlar ve bağ doku
kasılma sırasında oluşan gerimi
absorbe ederler.
 Kas kasılarak kısalmadan önce
tendonlar gergin hale gelir.
Tendonlar:
– elastiktir (uzamaya direnir).
– dinlenim uzunluğuna geri “zıplar”.
(recoil)
Kas kasılmasında enerji kaynakları
Çizgili Kasta Mekanik
Motor birim
Kas tonusu
Kas sarsısı
Motor Birim
 Bir tek motor nöron veya sinir lifi
ile bunun innerve ettiği tüm kas
lifleri birlikte motor birimi
oluştururlar.
 Bir motor birimde ortalama 100-150
kas lifinin bulunduğu kabul edilir.
Motor birim özellikleri
 Motor ünitedeki kas liflerinin sayısı
hızlı tepki gösteren ve ince ayar
gerektiren küçük kaslarda azdır
(göz, el kasları gibi).
 İnce ayar gerektirmeyen kaslarda
ise bir birimde yüzlerce kas lifi
bulunur (sırt, bacak kasları gibi).
Kas tonüsü
 Dinlenimdeki kasta raslantısal motor
birim sinyalleri sonucu devamlı ve
gerime direnç gösterebilen zayıf
kasılma halidir.
 Spinal kordonun yönetimi altında
kasın diriliği/tonusü sağlanır.
Kas sarsısı
 Lifte sinir uyarısı ile gelişen tek bir
aksiyon potansiyeli sonucu belli
sürelerle kasılma ve bunu izleyen
gevşemenin tümü kas sarsısı olarak
adlandırılır.
 Kasılma ve gevşeme dönemlerinden
önce sessiz bir dönem vardır.
Kas dokusunda gerimi (kasılma gücü,
“tension”) etkileyen unsurlar
Uyaranın sıklığı (frekans)
Etkin motor birim sayısı
Kas uzunluğu (boy-gerim ilişkisi)
Kasılma hızı
GERİM ve YÜK
 Kasılan kasın bir nesne üzerine
uyguladığı kuvvet GERİM,
bir nesnenin kas üzerine
uyguladığı kuvvet ise YÜK
olarak tanımlanır.
1. Uyaranın sıklığı (frekans)
Kas kasılmasında sumasyon
Tek tek kas sarsılarının birbirine
katılarak uyum içinde kuvvetli kas
hareketleri yaratmalarıdır.
Temporal (dalga) sumasyon:tek bir
motor birimin kasılma hızının artması
Spasiyal (çoklu lif) sumasyon: aynı
anda kasılan motor birim sayısının
artması
Kasta tetanizasyon
 Frekansın giderek artması sonucu
kasta arda arda gelen kasılmaların
kaynaşarak ayırt edilememesidir.
 Tetanizasyona yol açan en düşük
frekansa da kritik frekans denir.
Kasta yorgunluk
Uzun süreli belli
kuvvetteki
kasılmalar sonrası
işlevin devam
edememesi/kas
lifinin kontraktil ve
metabolik olayları
aynı düzeyde
sürdürememesi
İzole kasta yorgunluğun belirtileri
 Sessiz dönem uzar.
 Kasılma ve gevşeme süreleri uzar.
 İlk birkaç sarsının gücü artarken
yorgunlukla birlikte sarsıların gücü düşer.
 Yorgunlukla birlikte kas tam olarak
gevşeyemez ve bir sarsı artığı kalır.
Organizmada kas yorgunluğu
2. Motor birim sayısı
Kasılmada
etkin olan
motor
birimlerin
sayısı ve
büyüklüğü
gerimde
tayin edici
öğelerdendir.
Yavaş
Oksidatif
Hızlı Oks.Glikolitik
Hızlı
Glikolitik
(Tip I)
(Tip IIa)
(Tip IIb)
en küçük
orta çap
en büyük
ince aksonlar
orta
kalın aksonlar
yavaş
daha hızlı
en hızlı
fakir
zengin
en zengin
Kapil/Mito/Miyog
çok yoğun
yoğun
az sayıda
Hücresel solunum
aerobik
her ikiside
anaerobik
Egz kasılma sırası
ilk
daha sonra
son
uzun mesafe,
postür desteği
yürüme, orta
mesafe egz.
kısa mesafe,
atma, atlama
KAS LİFİ
TİPİ
Lif çapı
İnnervasyon
(sinirlenmesi)
ATP hidroliz hızı
Glikojen deposu/SR
Öncelik aldığı
egzersiz tipleri
3. Boy-gerim ilişkisi
Sarkomer boyunun gerime etkisi
a)Kasın gevşek olması
b) Kas boyunun optimal olması
c) Kasın aşırı gerilmesi/uzaması
Kas dokuda boy-gerim ilişkisi
4. Kasılma hızı
Kasılma tipleri
Kasılmanın sınıflandırılması
 Statik
 İzometrik
 Dinamik
 Konsantrik
 İzotonik
 İzokinetik
 Eksentrik
Kas dokusunda fizyolojik
ve/veya patolojik gelişmeler
Kasta hipertrofi
 Kas lifi çapının artması ile
total kitlenin büyümesidir.
 Hemen tüm kas hipertrofileri
liflerdeki miyofibrillerin (aktin ve
miyozin filamentlerinin),
mitokondrilerin, sarkoplazmik
retikulum ve kapillerlerin sayısındaki
artıştan kaynaklanır.
Kasta hiperplazi
 Kas lifi mutlak sayısının artması
anlamına gelir, nadiren oluşur.
 Hiperlazide, çok yüksek kas gücü
kullanılan durumlarda genişlemiş kas
liflerinin boyuna yarılarak
sayılarının artması sonucu toplam
kas kitlesi de artar.
Kasta atrofi
 Kasın total kitlesinin (hücre
çaplarında küçülme) azalmasıdır.
 Kaslar kullanılmaz ya da ancak çok
zayıf kasılmalar için kullanılırsa
atrofi meydana gelir.
 kasta denervasyon sonucu da
atrofi gelişebilir.
Kasta kontaktür
 Elektrofizyolojik sinyallerin yokluğu
sonucu denervasyon atrofisi
oluşabilir.
 Denervasyon çok uzun süre devam
ederse kas liflerinin yerini yağ ve
fibröz dokunun alması ve kas
dokusunda kısalma görülmesi ile
kontraktür gelişebilir.
Ölüm katılığı (rigor mortis)
 Ölümden birkaç saat sonra vücuttaki tüm
kasların sürekli kasılma haline geçmesi
 Rigor mortis oluşma sırası:
 kalp kası ve diyafragma
 yüz ve ense kasları
 üst ve alt ekstremite kasları
 abdominal kaslar
rigor mortis düzeneği
 Hücre membranları normal yapılarını
kaybederek Ca+2 iyonlarını sızdırmaya
başlar ve aktin filamentleri miyozin
başlarına bağlı kalır.
 Çapraz köprülerin aktinden ayrılması için
gerekli ATP’nin tümüyle kaybolmasından
dolayı gevşeme olmaz ve katılık görülür.
Kaynaklar
1. Review of Medical Physiology, Ed. Ganong WF, 23rd
Ed,2010.
2. Berne & Levy Physiology, Eds: Koeppen BN and Stanton
BA; 6th Ed, 2010
3. Vander İnsan Fizyolojisi, Eds: Widmaier EP, Raff H ve
Strang KT; Çev Ed: Demirgören S, 2005.
4. Textbook of Medical Physiology. Eds: Guyton AC., Hall
JE, Elsevier Saunders, 11th Edition 2006.
5. Exercise Physiology. McArdle WD, Katch FI & Katch
VL., 2001
6. Principles of Anatomy and Physiology.Eds:Tortora G.J
& Grabowski, 9th Ed John Wiley & Sons Inc., 2000
Table 12-3: Comparison of Three Muscle Types