Kas Morfolojisi

İnsan vücudu, toplam vücut ağırlığının %40 -50'sini oluşturan 400'den fazla istemli iskelet kası içerir. İskelet kası üç önemli işlevi yerine getirir: (1) hareket için kuvvet üretimi, (2) duruş desteği için kuvvet üretimi ve (3) soğuk stres dönemlerinde ısı üretimi. İskelet kasının en belirgin işlevi, bireyin serbestçe hareket etmesini sağlamaktır.

Kas Tipleri

Egzersiz ve spor da dahil olmak üzere insanların tüm fiziksel aktiviteleri, nihayetinde kas dokusunun kasılmasına bağlıdır. İnsan vücudunda üç tip kas dokusu bulunur: Kalp kası, İskelet kası, düz kas.

Düz kas: Otonom sinir sistemi tarafından uyarılır ve normalde istemli kontrolden bağımsız olarak kasılır.

İskelet kası: İstemli veya somatik sinir sistemi tarafından uyarılan iskelet kası, uzun, silindirik kas liflerinden oluşur.

Kalp kası: Tüm omurgalılarda kalp kası (miyokardiyum olarak da adlandırılır; myo=kas, cardium=kalp) çizgili kas liflerinden oluşan bir ağdır.

İskelet Kasının Genel Yapısı

Her kas, epimysium adı verilen bir bağ dokusu kılıfı ile çevrilidir. Epimisyumun dışındaki bağ dokusu olan fasya, kasları çevreler ve ayırır. Epimisyumun bölümleri, kası bölmelere bölmek için içe doğru çıkıntı yapar. Her bölme bir kas lifi demeti içerir. Her bir kas lifi demetine fasikül denir ve perimisyum adı verilen bir bağ dokusu tabakası ile çevrilidir. Fasikül içinde, kas lifi adı verilen her bir kas hücresi, endomisyum adı verilen bağ dokusu ile çevrilidir.

İskelet Kasının Mikroskopik Yapısı

İskelet kası kemiklere yapışık olarak bulunur. Uzun çok çekirdekli liflerden oluşur. Lifler nispeten geniş ve çok uzundur ancak dallanmamıştır. Lifler, binlerce öncü hücrenin füzyonundan oluşur. Bu nedenle çok uzundurlar ve tek tek lifler çok çekirdeklidir. Her kas lifi, miyofibrillerden oluşan çok çekirdekli bir yapı, aktin ve miyozin filamentlerinden oluşan uzun silindir şeklindeki hücre yapıları, kasılma yeteneğine sahip protein lifleridir. Miyofibriller, mikroskopla gözlemlenen çizgilere (bantlama deseni) neden olan tekrarlayan sarkomerlere sahiptir.

Kas Lifinin Yapısı

Kas liflerinin çapı 10 -120 mikron arasında değişir, bu nedenle çıplak gözle neredeyse görünmezler.

Plazmalemma

Tek bir kas lifine yakından bakıldığında, bunun plazmalemma adı verilen bir plazma zarı ile çevrili olduğu görülür. Plazmalemma, sarkolemma olarak adlandırılan daha büyük bir birimin parçasıdır. Sarkolemma, plazmalemma ve bazal membrandan oluşur.

Sarkoplazma

Plazmalemmanın içinde, bir kas lifi art arda daha küçük alt birimler içerir. Bunların en büyüğü, ayrıca tartıştığımız miyofibrillerdir. Miyofibrilleri kas lifleri boyunca uzanan çubuk benzeri yapılar olarak düşünün. Jelatin benzeri bir madde, miyofibrillerin içindeki ve arasındaki boşlukları doldurur. Bu sarkoplazmadır.

Transvers tübüller: Bu tübüller, miyofibriller arasından geçerken birbirine bağlanır ve plazmalemma tarafından alınan sinir uyarılarının hızla bireysel miyofibrillere iletilmesine izin verir.

Sarkoplazmik retikulum: Sarkoplazmik retikulum, kas kasılması için gerekli olan kalsiyum için bir depolama alanı görevi görür.

Kas Lif Tipleri

Kas lifi (hücre) tipleri basitçe tip I (yavaş kasılan) ve tip II (hızlı kasılan) olarak adlandırılır. Tip I lifler, dayanıklılık egzersizi için daha uygundur ve tip II lifler, sprintler veya diğer kısa, güçlü hareketler için daha uygundur.

Yavaş Kasılan Oksidatif Lifler: Yavaş kasılan oksidatif lifler (tip I lifler), yüksek bir oksidatif fosforilasyon aktivitesi ile karakterize edilir.

Hızlı Kasılan Oksidatif -Glikolitik Lifler: Anaerobik enzim sistemleri, anaerobik metabolizma için daha gelişmiştir. Mitokondri ve miyoglobin açısından o kadar zengin değillerdir ve çevreleyen kılcal ağın yoğunluğu, hızlı liflerin çevresinde, tip I liflerin çevresine kıyasla daha az gelişmiştir.

Hızlı Kasılan Glikolitik Lifler: Hızlı kasılan glikolitik (tip IIB) kas liflerinin aerobik potansiyeli düşüktür.

Miyofibrilin Yapısı ve Kasılma Mekanizması

Her kas lifi birkaç yüz ila birkaç bin miyofibril içerir. Bunlar iskelet kasının kasılma elemanlarıdır.

Miyofibriller ve Miyofilamentler

Her kas lifi, miyofibril adı verilen yüzlerce ila binlerce daha küçük silindirik birim veya çubuk benzeri şeritler içerir. Miyofibriller, miyofilamentlerden oluşan özel kasılma organelleridir. Miyofilamentler, kas kasılmasından sorumlu olan kasılma proteinleridir (kalın ve ince).

Sarkomerler

Bir sarkomer, bir kas lifinin fonksiyonel birimidir (kasılma birimi). Her sarkomer aktin e miyozin olarak adlandırılan iki tip miyofilament içerir.

Kas Kasılması ve Kayan Filamentler Teorisi

Kas Lifi Kasılması

α-motor nöron ile bir kas lifi arasındaki sinaps veya boşluğa nöromüsküler kavşak adı verilir. Sinir ve kas sistemleri arasındaki iletişimin gerçekleştiği yer burasıdır .

Aksiyon potansiyeli

Bir kas lifinin kasılmasını tetikleyen olaylar karmaşıktır. Bu süreç, beyinden veya omurilikten bir α -motor nörona giden bir elektrik sinyali veya aksiyon potansiyeli ile başlatılır.

Kalsiyumun kas lifindeki rolü

Kalsiyum iyonları sarkoplazmik retikulumdan salındığında, aktin molekülleri üzerindeki troponine bağlanırlar. Kalsiyum iyonları için güçlü afinitesi olan troponinin, tropomiyosin moleküllerini aktin molekülleri üzerindeki miyozin bağlama bölgelerinden uzaklaştırarak kasılma sürecini başlattığına inanılmaktadır.

Kayan Filament Teorisi: Kas Hareketi Nasıl Oluşturur?

Kas kasıldığında, kas lifleri kısalır. Bunun açıklaması, kayan filaman teorisi olarak adlandırılır. Miyozin çapraz köprüleri aktive edildiğinde, aktin ile bağlanırlar, bu da çapraz köprüde konformasyonel bir değişikliğe neden olur, bu da miyozin kafasının eğilmesine ve ince filamanı sarkomerin merkezine doğru sürüklemesine neden olur. İnce filamentin kalın filamenti geçmesi sarkomeri kısaltır ve kuvvet üretir.