KAS SİSTEMİ VE EGZERSİZ
advertisement
1 Kas Dokusu Çeşitleri 3 tip kas dokusu Düz kaslar Kalp kası Çizgili iskelet kası 2 Düz Kaslar İç organların ve damarların duvarlarında bulunur Otonom sinir sistemi tarafından innerve edilir, istem dışı olarak kasılır Daha yavaş kasılır ancak kasılmaları ritmik ve süreklidir Troponin dışında iskelet kasında bulunan bütün kas proteinleri düz kaslarda da bulunur 3 Kalp Kası Sadece kalpte bulunur İskelet kası gibi sarkomer içeren çizgili bir yapıya sahiptir Mitakondrileri daha büyük ve fazladır Dışarıdan herhangi bir uyarı olmaksızın otomatik ve ritmik olarak kasılır 4 İskelet Kası Her kas, kas lifi (fibril) adı verilen binlerce silindirik kas hücresinden oluşur Kas liflerinin sayısı fetal dönemin ikinci üç ayında belirlenir Kas lifleri çok nükleus’ludur ve birbirlerine paralel olarak uzanırlar Bir kasta ne kadar lifin olacağı kasın büyüklüğü ve yaptığı işle bağlantılıdır 5 Bağ Dokular 6 Kasta Bulunan Bağ Dokular 7 Sarkolemma: endomisyumun altında her bir kas hücresini saran zar Sarkoplazma: hücrenin içeriği, kasılmada rol oynayan proteinler, enzimler, yağ, glikojen, nukleus ve organelleri içerir Sarkomer: kas hücresinde kasılma işini yapan en küçük birim Sarkoplazmik Retikulum: kanallar, kesecikler ve mitakondri gibi yapılar bulunur. Kasın yapısal bütünlüğünün sağlanmasında ve kas kasılmasında önemli rol oynar 8 İskelet Kasının Kimyasal Bileşimi % 75 su % 20 protein % 5 inorganik tuz, fosfat, laktik asit, mineraller, CHO, yağ, En önemli kas proteinleri: miyozin, aktin ve tropomiyozin Ayrıca miyoglobin de bulunur 9 İskelet Kasının Kan Kaynağı Arterler ve venler bağ dokusu boyunca kasa girerler Her bir kas lifine paralel uzanırlar Arter ve venler arteriol ve venüllere ayrılarak endomisyumun içinde ve çevresinde geniş bir kapiler ağ örgüsü oluştururlar Sedenter kişilerde her kas lifi ortalama 3-4 kapiller ile çevrilidir Sporcularda bu sayı 5-7 kapiller 10 Egzersiz Sırasında İskelet Kasları Kan Akımındaki Artış Nasıl Gerçekleşir? Dinlenik koşullar Egzersiz sırasında 11 11 İskelet Kasının Uyarılması Bir kası uyaran bir sinir, her biri omuriliğin ayrı bir sinir hücresinden başlayan birçok sinir lifinden oluşur Kası uyaran sinirler hem duyu (afferent) , hem de motor (efferent) lifleri içerir ve kasa kan damarları boyunca girerler Motor bir sinirin kasta sonlandığı noktaya nöromüsküler kavşak veya miyonöral kavşak veya motor son plak denir. 12 Nöromüsküler Kavşak 13 İskelet Kasının Uyarılması Omurilikteki tek bir motor sinir hücresi bir kasa uyarı gönderdiğinde o sinirin yan dalları tarafından uyarılan bütün kas lifleri aynı anda uyarılır ve kasılır 14 İskelet Kasının Uyarılması Duyu sinirleri kasın duyu organlarından aldığı, ağrı ve vücut kısımlarının algılanışına ait bilgileri MSS’ye iletir Kası uyaran sinirlerin % 60’ını motor sinirler, % 40’ını ise duyu sinirleri oluşturur 15 İskelet Kasının Uyarılması Duyu sinir uçlarının bazıları kas tendonları ile bağlantılıdır Kas gerilimindeki (kasılma, gevşeme, gerilme) değişiklikler tarafından uyarılırlar ve uyarıları MSS’ye gönderirler Bu uyarılar kas tonusunun devam ettirilmesinde ve kas hareketlerinin hızının ve miktarının ayarlanmasında önemli rol oynar 16 İskelet Kasının Mikroskopik Yapısı Her bir kas lifi (miyofibril) miyofilament adı verilen protein liflerden oluşur Miyofilamentler 2’ye ayrılır İnce miyofilamentler (aktin) Kalın miyofilamentler (miyozin) 17 18 Miyofibriller: Aktin ve Miyozin Kas kasılmasının mekanizmasının tam olarak anlaşılması için filamentleri oluşturan protein moleküllerinin yapısının bilinmesi gerekir Her bir miyozin filamenti tipik olarak ortalama 200 miyozin molekülünün bir araya gelmesinden meydana gelmiştir Her bir miyozin molekülü içerisinde 2 protein parçası birbiri üzerinde dolanmış haldedir “miyozin başı” “çapraz köprü” 19 Miyofibriller: Aktin ve Miyozin 20 21 Miyofibriller: Aktin ve Miyozin Aktin filamentinin bir ucu Z çizgisine yapışıktır Diğer ucu ise sarkomerin ortasına doğru uzanarak miyozin filamentleri arasında yer alır. Her bir aktin filamenti üzerinde miyozin başının bağlanabileceği bir aktif bölge vardır Bir aktin filamenti 3 değişik protein molekülünden oluşur Aktin Tropomiyozin Troponin 22 Miyofibriller: Aktin ve Miyozin I bandı (açık alanlar) sadece ince aktin filamentlerinden oluşmuştur Bir sarkomerle sürekli bir bağlantısı yoktur aksine her sarkomerin sonundaki Z çizgisine bağlıdırlar A bandı her iki filamentten oluşmaktadır H bölgesi ise oluşmaktadır sadece miyozin filamentlerinden 23 Sarkoplazmik Retikulum ve T-Tübülleri Tübüller ve veziküllerden oluşan ve miyofibrilleri çevreleyen bağlayıcı kanal ağı sistemi Miyofibrillere paralel olarak uzanan tübüllere longitüdinal tübüller denir Bu ağ yapısı miyofibrilin uzun ekseni boyunca düzenli olarak tekrar eder Bu ağ yapının dış vezikülleri diğer veziküllerden transvers tübüller denilen bir grup tübül tarafından ayrılır Bu sisteme T-sistemi veya T-tübülleri denir 24 Sarkoplazmik Retikulum ve T-Tübülleri T-Tübülleri fonksiyonel olarak SR ile bağlı olsa da, anatomik olarak bu yapıdan ayrıdırlar T-tübülleri kas hücresi membranının girinti ve çıkıntılarıdır Her Z çizgisinde düzenli olarak tekrarlayan bu iki vezikül sistemi ve bunları birbirinden ayıran T-tübülüne “triad” adı verilir. Her sarkomerde 2 triad vardır 25 Sarkoplazmik Retikulum ve T-Tübülleri 26 Sarkoplazmik Retikulum ve T-Tübülleri SR ve t-tübüllerinin fonksiyonu tam olarak bilinmemektedir Ancak triad’ın kas kasılmasında özel bir önemi vardır T-tübülleri sinir uyarılarının sarkolemmadan kas lifinin derinliklerine doğru iletilmesinden sorumludur SR’nin dış vezikülleri bol miktarda Ca++ içerir, sinir uyarısı iki vezikül arasında ilerlerken Ca++ iyonları sitoplazma içinde serbest kalır Kasılmanın gerçekleşmesine yardımcı olur 27 İskelet Kası Kasılması:Kayan Filamentler Teorisi Kayan filamentler teorisine göre Kalın ve ince miyofilamentler kendi boylarında bir değişiklik olmaksızın birbirlerine doğru kayarlar ve bu kayma hareketi kas liflerinin boyunun kısalmasına veya uzamasına neden olur. Konsantrik kasılma sırasında, ince aktin miyofilamentleri miyozin filamentlerine doğru kayar ve A bandının içine doğru hareket eder Eksentrik kasılma sırasında kasın boyu uzar ve A bantlarının uzunluğu artarken kuvvet üretilir İzometrik kasılma sırasında ise kas lifinin boyu değişmez I ve A bantlarının boyu da sabit kalır ve bu şekilde kuvvet oluşur 28 Kasılma Çeşitleri Kas Kontraksiyonu Tipleri C B A Konsentrik Eksentrik İzometrik 30 30 Kayan Filamentler Modeline Göre Kas Kasılması Sırasında Gerçekleşen Olaylar Dinlenik Yüksüz ATP çapraz köprüleri aktine uzanır Aktin ve miyozin arasında “zayıf” bağlantı vardır Ca + + sarkoplazmik retikulumda depolamıştır UyarılmaBirleşme Sinir uyarısı oluşur Sarkoplazmik retikulumdan Ca + + salgılanır Ca + + troponine bağlanır Tropomiyozinin aktin üzerindeki bloke edici etkisi kalkar Aktin ve miyozin “kuvvetli” bağlantı haline geçer, aktomiyozin kompleksi oluşur Miyozin başı eğimli pozisyona geçer (Yüklü ATP çapraz köprüleri) Kontraksiyon Aktin ve miyozin birleşmesi miyozin başındaki miyozin ATPase enzimini aktive eder ATP ADP + P + Enerji Enerji çapraz köprünün çekme hareketi yapmasını sağlar Kas kısalır, aktin miyozin üzerinde kayar Kuvvet üretilir Yeniden Yüklenme ATP yeniden sentezlenir, yeni bir ATP molekülü miyozin başına bağlanır Aktomiyozin ayrışır Aktin + Miyozin Aktin ve miyozin yenilenir Gevşeme Sinir uyarısı durur Ca + + kalsiyum pompası ile sarkoplazmik retikuluma pompalanır Troponin Ca + + ‘dan ayrılır Tropomiyozin aktinin miyozinle bağlantı noktalarını bloke eder Kas dinlenik durumuna döner, gevşer 31 Kayan Filamentler Teorisi 32 33 Myofilamentler: Aktin ve Miyozin Kas Kontraksiyonu 34 34 35 Kas Kasılması Basamakları 36 Kas kasılması sırasında ATP üretimi 37 İskelet Kasının Fonksiyonu En önemli fonksiyonu hareketin oluşmasıyla sonuçlanan kas kasılmasıdır Motor ünite Aynı motor sinir tarafından uyarılan bütün kas lifleri aynı zamanda kasılır ve gevşer ve tek bir ünite olarak çalışır Tek bir motor sinir ve bu sinirin uyardığı kas liflerine motor ünite denir. 38 Motor Ünite 39 Motor Ünite Tek bir motor sinirin uyardığı kas lifi sayısı Kasın yaptığı hareketin inceliği, becerisi ve koordinasyonu ile belirlenir Ör göz kaslarında bir motor sinire bir kas lifi düşebilirken, quadriceps kasında yüzlerce veya binlerce olabilir 40 Motor Ünite Yüksek kas lifi-sinir oranı daha çok kuvvet gerektiren veya kaba hareketlerle ilgili Düşük kas lifi-sinir oranı daha az kuvvet ancak ince beceri gerektiren hareketlerden sorumlu olan kaslarda görülür 41 Ya Hep Ya Hiç Kanunu Kas lifi ya maksimal olarak kasılır yada hiç kasılmaz Bu kanun kasın tamamı için geçerli değildir, motor üniteler için geçerlidir 42 Kas Kuvveti Derecelendirilmesi Bir kasın dereceli kuvvetler oluşturması mümkündür Her ağırlık için ayrı kuvvet uygulayarak gereksiz enerji harcanması engellenmektedir. 43 Kas kuvveti şiddetinin ayarlanması: Çok sayıda motor ünite sumasyonu Herhangi bir anda kasılan motor ünite sayısının değiştirilmesiyle kas kuvvetinin şiddeti ayarlanır Uyarılan motor ünite sayısı arttıkça oluşturulan kuvvet de artar 44 Çok sayıda motor ünite sumasyonu 45 Dalga sumasyonu (temporal sumasyon) Kasılan her motor ünitenin kasılma frekansının (uyarıların sıklığı) değiştirilmesiyle kas kuvvetinin şiddeti ayarlanır Daha sık uyarı daha yüksek frekansa neden olur, daha fazla kuvvet oluşur 46 47 Motor Ünite Aktivasyonu: Büyüklük Prensibi Küçük motor üniteler düşük şiddetli aktivitelerde büyük motor üniteler yüksek şiddetli aktivitelerde harekete geçer 48 48 Kas Lifi Tipleri Kas liflerinin kasılma hızı, aerobik kapasite, anaerobik kapasite, içerdikleri mitokondri sayısı, kapiller damar sayısı, kasılma kuvveti, ATPaz aktivitesi, ve yorulma sürelerinde farklılıklar vardır 49 Kas Lifi Tipleri Tip I Yavaş, oksidatif (SO) Yavaş Kasılan (ST) Kırmızı Tip IIa Hızlı, oksidatif glikolitik (FOG) Hızlı kasılan (FT) Beyaz Tip Iıx/b Hızlı glikolitik (FG) 50 Kas Lifi Tipinin Belirlenmesi Çok erken yaşlarda belirlenebilir Kas lifi tipleri büyük ölçüde genetik Hangi tip motor sinirin kas liflerini uyaracağı genetik olarak belirlenir Nöronların innervasyonları tamamlandıktan sonra, uyaran liflerin tipine göre (hızlı veya yavaş) lifler özelleşmeye başlar Kişiler yaşlandıkça FT liflerini kaybeder ve ST liflerinin oranı artar 51 Kas Lifi Uyarılma Modeli FT motor üniteler, ST motor ünitelerden daha fazla kas lifi içerir Kas aktivitesi yapılan hareketin niteliğine göre ST veya FT liflerinin seçici uyarılmasını gerektirir. Maksimal efor gerektiren egzersizlerde bile sinir sistemi mevcut kas liflerinin % 100’ünü uyarmaz Kaslarda meydana gelebilecek zedelenmeleri engeller 52 Kas Lifi Tiplerinin Özellikleri Yavaş Kaslar (Tip I) Hızlı Kas A (Tip IIA) Hızlı Kas x (Tip IIx) Kontraksiyon süresi Yavaş Hızlı Çok hızlı Maksimal kuvvet üretimi Düşük Yüksek Çok yüksek ATPase tipi Düşük Yüksek Çok yüksek Motor nöron büyüklüğü Küçük Büyük Çok büyük Yorgunluğa direnç Yüksek Orta Düşük Verimlilik Yüksek Orta Düşük Mitokondri yoğunluğu Yüksek Yüksek Düşük Kılcal damar yoğunluğu Yüksek Orta Düşük Oksidatif kapasitesi Yüksek Yüksek Düşük Glikolitik kapasite Düşük Yüksek Yüksek Başlıca yakıt kaynağı Trigliserit CP, Glikojen CP, Glikojen Baskın enerji sistemi Aerobik Aerobik-Anaerobik Anaerobik Kullanıldığı aktiviteler Aerobik Uzun süreli anaerobik Kısa süreli anaerobik 53 Lif Tipi Kas Lifi Tipleri Arasında Maksimal Kısalma Hızlarının Karşılaştırılması Type IIx 54 54 Kas Lifi Tipleri ve Kontraksiyon Süresi 55 55 Kas Lifi Tiplerinin Maksimal Gücü 56 56 Kas Lifi Tipleri ve Sportif Performans Yavaş Kasılan Kas lifi Oranı (%) Hızlı Kasılan Kas Lifi Oranı (%) Mesafe koşucusu 60-90 10-40 Sürat koşucusu 25-45 55-75 Halter sporcusu 45-55 45-55 Gülle atıcı 25-40 60-75 Sporcu olmayan 47-53 47-53 Sporcu 57 Kas Fibrillerindeki Değişimler 58 58
