Hayvanlarda hareket sistemi

HAYVANLARDA DESTEK VE
HAREKET SİSTEMLERİ
YRD. DOÇ. DR. ASLI SADE MEMİŞOĞLU
kisi.deu.edu.tr/asli.memisoglu
[email protected]
GİRİŞ
• Hareket, hayvanları diğer canlılardan ayıran özelliklerden biridir
• Hayvanlar enerjilerinin büyük bir bölümünü besin arama, eş bulma ve tehlikeden
kaçmak için hareket ederek harcar.
• Hayvan türlerinde yer değiştirme tipleri çok çeşitlidir.
• Süngerler ve sölenterler yer değiştirmez
• siller yardımıyla besinleri kendilerine çeker
• Tentakül denilen yapılarla avlarını yakalar
GİRİŞ
• Yüzme, sürünme, koşma, zıplama ve uçma gibi hareketlerin hepsinde harekete karşı
gelen yer çekimi ve sürtünmeyi yenmek için enerji harcanır
• Yer değiştirmenin her türlüsü bir iskelet sisteminden destek alındığında
başarılabilir
• Hareket = İskelet + kas sistemi
• İskeletin 3 temel işlevi:
• Destek
• Koruma
• hareket
İSKELET TÜRLERİ
• Hayvanlarda 3 çeşit iskelet yapısı görülür:
1.
Hidrostatik iskelet
2. Dış iskelet
3. İç iskelet
İSKELET TÜRLERİ
1. Hidrostatik iskelet
• Sölenterler, solucanlar ve bazı yumuşakçalarda görülür
• Kasla çevrili bir vücut boşluğunda basınç altında tutulan sıvıdan oluşur.
• Hareketi sağlamak için kaslar kullanılır
• Ör: Halkalı solucan
• Sölom sıvısı hidrostatik iskelet görevi yapar
• Her bölme uzunlamasına ve halkasal kaslardan oluşur
• Bir bölmede halkasal kaslar kasıldığında o bölme daralır ve uzar
• Uzunlamasına kaslar kasıldığında o bölme genişler ve kısalır
• Dönüşümlü kasılan kaslar ile hareket sağlanır
• HTTPS://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=GCVW466U9UC&FEATURE=YOUTU.BE
İSKELET TÜRLERİ
2. Dış iskelet:
• Madde depolanmasında rol almaz.
• Ektodermal kökenlidir
• Üzerinde vücut örtüsü bulunmaz
• Mercanlar, yumuşakçalar, eklem bacaklıların iskeleti bu tiptir
• Deriden salgılanan organik, inorganik maddeler veya ikisinin karışımından meydana gelir
• Evcik (Yumuşakçalarda) veya Zırh (Eklem bacaklılarda) şeklindedir
• Evcik şeklinde olanlar büyümeye engel olmazlar büyümeye paralel olarak her yıl yeni ve
büyük ilaveler yapılır
• Evcikler kalsiyum karbonattan yapılmış ağır yapılardır ve harekete engel olurlar
İSKELET TÜRLERİ
• Karada yaşayan eklem bacaklılarda dış iskelet kitin denilen bir polisakkarid yapılmış
olup hafiftir.
• Zırh şeklinde olanlar büyümeye engel olduklarından zaman zaman değiştirilir
• Hareketi sağlayan kaslar dış iskeletin iç yüzeyine bağlıdırlar
• Vücut korunması, desteklenmesi, karasal ortamda yaşayanlarda su kayıbının
önlenmesi, hareketin sağlanmasında rol alır.
İSKELET TÜRLERİ
3. İç iskelet
• Omurgasızlardan süngerler, mürekkep balığı ve derisi dikenlilerde ve omurgalılarda
görülür
• Özel hücreler tarafından salgılanan inorganik, organik maddeler veya bunların
karışımından meydana gelmiştir
• Üzerlerinde doku veya hücre tabakası bulunur
• Organizmanın büyümesine engel olmaz
• Organizmanın hareketine engel olmaz
• Vücut şeklinin korunması, hareket, depolamada rol alır
• Mezoderm kökenlidir
İSKELET TÜRLERİ
İç iskelet (omurgasızlar)
• Süngerlerde inorganik maddelerde oluşan iğneler (skipül) veya spongin proteininden
oluşan lifler.
İSKELET TÜRLERİ
İç iskelet (omurgasızlar)
• Derisi dikenlilerin deri altında sert
plakalardan oluşan bir iç iskeletleri vardır
• Magnezyum karbonat veya kalsiyum
karbonat kristallerinden oluşur
• Protein liflerle birbirine bağlanmıştır
• Deniz yıldızında daha gevşek, deniz
kestanesinde daha sıkıdır
İSKELET TÜRLERİ
İç iskelet - Omurgalılar
• Hareketi sağlayan kaslar dış yüzeye tutunmuştur
• İnorganik maddelerin (ca vb.) depolanmasında rol alır
• Bazı dokuların (kan) oluşumunda rol alır
• Organizma ile beraber büyüme gösterir
• Vücutta hayati organların korunması, şeklin oluşması ve hareketin gerçekleşmesinde
rol alır.
• Kıkırdaklı balıklar ve omurgalı embriyolarında kıkırdaktan oluşur
• Kıkırdaklı balıklar hariç diğer omurgalı erginlerinde kemikten oluşur
• Eklem yerlerinde kıkırdakyapı korunmuştur
İSKELET TÜRLERİ
İç iskelet (omurgalılar)
• Kıkırdaklı balıklarda iskeletin tümü kıkırdak yapıdadır
• Kafatası, omurga ve kaburgalardan oluşan eksen iskeleti ve yüzgeç
iskeletlerinden oluşur
• Köpek balığı, vatoz
• Pullar ve yüzgeç ışınları dış iskelet olarak değerlendirilir
İSKELET TÜRLERİ
İç iskelet (omurgalılar)
• Kemikli balıklarda pullar, kemik plakalar ve yüzgeç ışınları dış iskelet.
• Kafatası, omurga ve kaburgalardan oluşan eksen iskeleti ve yüzgeç
iskeletleri iç iskelet
• Kafatası omurgaya hareketsiz biçimde bağlıdır
İç iskelet (omurgalılar)
İSKELET TÜRLERİ
• Göğüs kemiği (sternum) ilk kez iki yaşamlılarda ortaya çıkmıştır.
• Kaburgalar iyi gelişmemiştir
• Kaburgaların uç kısmı göğüs kemiği ile bağlantılı değildir
• Sürüngenlerde kaburgalar gelişmiş ve göğüs kemiği ile bağlantılıdır
Kurbağa
Kaburgalar sternuma birleşmez
Timsah
Kaburgalar sternuma birleşir
İSKELET TÜRLERİ
İç iskelet (omurgalılar)
• Kuşlarda kemikler daha ince yapılıdır
• Uzun kemiklerin içlerinde hava keseleri vardır
• Uçmayı kolaylaştırır
• Sert kabuklu yumurtanın yumurtlanmasını
kolaylaştırır
• Diğer omurgalılarda bulunan bazı kemikler kuşlarda
yoktur
• Dişler yoktur
• Kaburgalar göğüs omurları ve göğüs kemiğine
bağlıdır
• Göğüs kemiği göğüs bölgesini korumak ve uçma
kaslarının bağlanmasını sağlamak amacı ile büyüktür
Geniş göğüs kemiği
İNSAN İSKELETİ
İç iskelet (omurgalılar-insan)
• Dört çeşit kemik
1.
Uzun kemikler
2. Kısa kemikler
3. Yassı kemikler
4. Düzensiz şekilli kemikler
İNSAN İSKELETİ
1.
Baş iskeleti
2. Gövde iskeleti
3. Üyeler iskeleti
olarak üç grupta incelenir
2. Gövde iskeleti
3. Üyeler iskeleti
KEMİK OLUŞUMU
• Sürekli yapım (osteoblast) ve yıkım (osteoklast).
• Büyüme döneminde yapım yıkımdan fazla olduğundan
kemikler uzar
• Uzun kemiğin baş kısmı ile gövdesi arasında kıkırdak
dokudan oluşan ve kemiğin uzunlamasına büyümesini
sağlayan büyüme bölgesi bulunur
• epifiz plağı denir
• 19-23 yaşından sonra kemikleşir
• İnsanda boydaki uzamanın bu yaşlardan sonra
durmasının sebebi budur.
KEMİK OLUŞUMU
Kemik oluşumuna etki eden faktörler
• Hormonlar:
TSH (Tiroid uyarıcı hormon, hipofiz bezi salgılar),
kalsitonin (tiroid bezi salgılar),
parathormon (paratiroid bezi salgılar)
somatotropin (hipofiz bezi)
testosteron (testisler)
• Mineraller: kalsiyum, fosfor, potasyum
• Vitaminler: A, C, D
• Kalıtım
• Spor
• Güneş ışınları (D vitamini)
• Beslenme (vitamin ve mineraller)
• Kandaki kalsiyum seviyesi tiroid
ve paratiroid bezlerinin salgıladığı
hormonlarla ayarlanır
KEMİK OLUŞUMU
• Somatotropin: Hipofiz bezi tarafından salgılanır
• Büyüme hormonu
• Karaciğerde karbonhidrat, protein metabolizmasını
hızlandırır (dolaylı etki)
• Testosteron: Kemik ve kas gelişimini uyarıcı
KEMİK OLUŞUMU
• A ve C vitaminleri kollajen liflerin sentezinde gereklidir.
• D vitamini D2 veya D3 şeklinde besinlerden alınır veya güneş ışınlarıyla deride
üretilir
• Kalsiyum ve fosfor emilimi için gereklidir
• Vitamin D2 bitkilerde, en çok mantarda
• Vitamin D3 balıkta, süt ürünlerinde, en çok somonda bulunur
EKLEMLER
• İskeleti oluşturan kemik yapıların birbirleri ile bağlandığı ve kemikler arası
hareketin gerçekleşmesini sağlayan yapılardır.
• 3 çeşittir: 1) Oynamaz eklemler
2) Yarı oynar eklemler
3) Oynar eklemler
EKLEMLER
1. Oynamaz eklemler
• Aralarında bulunan bağ dokusu aracılığı ile birbirlerine dişli yüzeylerle hareket
etmeyecek şekilde bağlanmışlardır.
• Örnek: kafatası kemikleri, kalça kemerini oluşturan kemikler, alt çene kemiği hariç
yüz kemikleri.
EKLEMLER
2. Yarı oynar eklemler
• Aralarında bulunan kıkırdak yastıklar sayesinde kısıtlı harekete sahip eklemlerdir.
• Örnek: Omurlar, el ve ayak bilek kemikleri
EKLEMLER
3. Oynar eklemler
• Aralarında yer alan özel eklem yapısı ile geniş açılar oluşturacak şekilde hareket
edebilen eklemlerdir.
• İki kemiğin ucunu saran eklem kapsülü bulunur.
• Eklem bölgelerinde eklem sıvısı denen sinovial sıvı bulunur.
• Eklemde birleşen iki kemik ligamentler ile bir arada tutulur
• bağ doku
• Kaslar eklem noktalarında kemiklere tendonlar ile bağlanır
• Bağ doku
• Örnek: Omuz, kalça, parmak kemikleri arasındaki eklemler, diz, dirsek eklemleri.
Tendonlar kasları
kemiğe bağlar
Kıkırdak
Ligamentler
kemiği kemiğe
bağlar
Bilya başlı eklem
Döner
eklem
Eğerli eklem
Elips eklem
Menteşe eklem
Düzlemsel eklem
KASLARIN KASILMA MEKANİZMASI
• Beyin, karaciğer, dalak, böbrek, pankreas, kılcal damarlar, akciğerler gibi organların
yapısında kas bulunmaz.
• Çizgili, düz, kalp kası kasılma için aynı mekanizmayı kullanır:
• Kayan filament modeli
• Kasların en küçük kasılma birimine sarkomer denir
• Aktin ve miyozinden oluşan düzenli tekrar yapan birimler
• Aktin ve miyozin ipliklerinin birbiri üzerinde kaymaları
KASLARIN KASILMA MEKANİZMASI
Kasılma sırasında görülen fiziksel değişimler:
• Z çizgileri ve aktin iplikleri birbirine yaklaşır
• Sarkomerin boyu kısalır
• H bandı önce daralır sonra kaybolur
• I bandı daralır
• A bandı, aktin ve miyozin ipliklerinin boyunda
değişim olmaz
• Kasın boyu kısalır, eni genişler fakat hacmi
değişmez.
KASLARIN KASILMA MEKANİZMASI
Kasılma sırasında görülen kimyasal
değişimler:
• Çizgili kaslar sinir sisteminden gelen motor
nöronlar ile uyarılır
• Motor nöron ucundan asetil kolin salgılanır
• Kas hücresi uyarılır
• Sarkoplazzmik retikulumdan kalsiyum
salınır
• Kalsiyum aktine bağlanarak bir dizi
reaksiyon başlatır
Motor nörondan asetil
kolin salgılanır
Sarkoplazmik
retikulumda
depolanmış kalsiyum
(Ca+2) iyonları serbest
bırakılır
Kalsiyum aktine
bağlanır ve kayma
başlar
Kalsiyum sarkoplazmik
retikuluma aktif
taşımayla geri alınır
• HTTPS://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=PA9PX_JO7OU
KASLARIN KASILMA MEKANİZMASI
Kaslarda enerji kaynakları(sırası ile)
• ATP
• Kreatin fosfat
ATP ve kreatin
fosfat
glikoliz
• Laktik asit
• Glikoz
• Glikojen
• Yağ asitleri
• Protein
Oksidatif
fosforilasyon
KASLARIN KASILMA MEKANİZMASI
Eşik şiddeti: Kasın kasılması için gereken uyarı belli bir şiddetin üzerinde olmalıdır
• Bu şiddetin altındaki uyarılara tepki vermez
• Bu şiddetin üzerindeki uyarılara aynı derecede tepki verir = Ya hep ya hiç prensibi
• Uyarılan bir kasın bir kez kasılıp gevşemesine kas sarsı denir.
• Üç evre gözlenir:
1.
Gizli evre: Uyarıldığı an ile kasıldığı an arasında geçen süre
2. Kasılma evresi: Kasın boyunun kısaldığı evre.
3. Gevşeme evresi: kas boyunun eski haline geldiği evre.
KASLARIN KASILMA MEKANİZMASI
Fizyolojik tetanos:
• Kas kasılma evresinden sonra tekrar uyarılıncaya kadar dinlenir
• Kısa aralıklarla sık sık uyarılırsa tam gevşeyemez ve bir süre sonra sürekli kasılı
kalır.
• Kalsiyum, magnezyum eksikliğinde görülür
Kas tonusu:
• İnsan baygın olmadığı sürece kasları hafif kasılı durumdadır.
• Bu hızlı tepki gösterebilmeyi sağlar
Kasın gevşemesi için de enerji gereklidir
• Sarkoplazmik retikuluma kalsiyumun geri alımı aktif taşıma ile olur
• Kasılan kaslar enerjiden yoksun kalırsa gevşeyemez
KAS PERFORMANSI
1. Kas lifi çeşidi
• İki çeşit kas lifi farklı yapıda miyozin üretir
• Bu da farklı hızda ATP yıkımı demektir.
• Kırmızı kas lifi: Fazla mitokondri ve damarlanma, oksidatif fosforilasyon kullanır
• Uzun süre egzersize dayanıklı
• Maraton koşucuları
• Beyaz kas lifi: Az mitokondri ve damarlanma, glikoliz kullanır
• Daha yüksek kasılma kapasitesi
• Kısa sürede yorulur
• Halterciler, kısa mesafe koşucuları
• Bazı lifler her ikisinden özellikler göstere ve uzun egzersizle oksidatife veya kuvvet
egzersiziyle glikolitik kasa dönüştürülebilir
• Fakat genetik yapı en önemli belirleyici faktör
KAS PERFORMANSI
2. Egzersiz
• Anaerobik egzersizler (ağırlık kaldırma) kas gücünü artırır
• Aerobik egzersizler (yürüyüş) dayanıklılığı artırır
• Kas gücü: bir kasın uygulayabileceği en büyük kuvvet
• Dayanıklılık: Uygulanan kuvvetin devam ettirilebildiği süre
3. Enerji depoları
• Dayanıklılığı belirler
• Normalde kandaki glikoz ve yağ asitleri kullanılır
• Uzun süreli egzersizde kastaki glikojen depoları kullanılır
• Biterse kas yorgunluğu oluşur
• Glikojen miktarı beslenmeye bağlıdır
• Yüksek karbonhidrat ile artar
• Yüksek yağ ile azalır
KAS VE İSKELETİN BİRLİKTE ÇALIŞMASI
• İskelet kasları genelde çiftler halinde çalışır
• Açıcı kas
• Bükücü kas
• Bu kaslar birbirine zıt çalışır = antagonist
• Bazı kaslar aynı anda kasılıp gevşer
• Karın ve sırt kasları
• KURBAĞA VÜCUDUNUN 20 KATI UZAKLIĞA ZIPLAYABİLİR
• İNSAN EN FAZLA 5 KATI????