DESTEK VE HAREKET SİSTEMİ
İnsanlarda fiziksel olarak vücuda destek olan, kasların bağlanmasını ve organların korunmasını sağlayan bir iç iskelet bulunur. Hareketin gerçekleşmesini iskelet ve iskelete bağlı kaslar sağlar.
İnsanlarda destek ve hareket sistemini, iskelet sistemi ve kas sistemi olmak üzere iki bölümde inceleyeceğiz.
İSKELET SİSTEMİ
İnsanlarda iskelet sistemini özelleşmiş bağ dokuları olan kemik ve kıkırdak doku oluşturur.
İnsan iskeleti baş, gövde ve üyeler olmak üzere üç temel kısma ayrılabilir. Baş iskeletini, kafatası kemikleri ve yüz kemikleri oluşturur. Gö ti; göğüs kemiği, omurga, kaburga kemikleri, omuz kemikleri ve kalça kemiklerinden meydana gelir. Üyeler iskeleti ise kol ve bacak kemiklerinden oluşmuştur.
KEMİK DOKU
Vücudun en sert dokusu olan kemik doku birçok fonksiyonun gerçekleşmesinde görev yapar. Bunları şu şekilde sıralamak mümkündür:
* Vücuda şekil verir. Organlar ve diğer dokular için desteklik görevi yapar.
* Kaslar ve eklemleri birlikte vücudun hareketini sağlar. Ayrıca kaslara tutunma yüzeyi oluşturur.
* Hayati organlar için koruma görevi yapar. Örneğin kafatası kemikleri beyni, göğüs kafesi kemikleri kalp ve akciğerleri korur.
* İçerdiği kırmızı kemik iliği sayesinde kan hücrelerinin üretimini sağlar.
* Bir mineral deposu olarak iş görür. Özellikle kalsiyum, fosfor, magnezyum ve bir miktar da sodyum depolar.
Kemik dokunun son şeklini almasına kemikleşme adı verilir. Kemikleşme iki yolla gerçekleşir. Birinci yol, embriyonik dönemin ilk aylarında kıkırdak doku halinde bulunan iskeletin gittikçe sertleşerek kemik doku halini almasıdır. İkinci tip kemikleşme, arada kıkırdak safhası olmadan, embriyonik bağ dokusunun kemik dokuyu oluşturmasıyla gerçekleşir.
Özelleşmiş bir bağ dokusu olan kemik doku, osteosit denilen kemik hücrelerinden ve ara maddeden (osein) oluşur. Osteositler, sitoplazmik uzantılar aracılığıyla temas halindedirler.
Kemik dokuda, ara maddeyi organik ve inorganik bileşikler oluşturur. Ara maddenin organik kısmı büyük oranda kollajen liflerden meydana gelmiştir. İnorganik kısımda ise kalsiyum, fosfat ve magnezyum gibi iyonlar yer alır. Kemikler periost (kemik zarı) denilen özel bir bağ dokusu tabakası ile örtülmüştür. Periost, yeni kemik hücrelerinin oluşumunu, kemiğin enine büyümesini, gerektiğinde onarımını ve beslenmesini sağlar.
YAPISINA GÖRE KEMİK DOKU ÇEŞİTLERİ
Kemik doku yapısına göre sıkı ve süngerimsi olmak üzere iki kısımda incelenir.
Sıkı (sert kemik) doku, uzun kemiklerin hem gövdesinde hem de baş kısmındaki süngerimsi kemiklerin üzerinde; kısa, yassı ve düzensiz kemiklerin ise dış yüzeyinde bulunur. Sıkı kemik dokuyu, daireler halinde sıralanmış amellerden oluşan Havers kanalları sistemi meydana getirir. Bu yapıda osteositler havers kanalı denilen merkezi bir kanalın etrafında yer alır. Havers kanallarının içinden kan damarları ve sinirler geçer. Osteositlerin sitoplazmik uzantıları diğer osteositlerin uzantılarıyla temas halinde oldukları gibi Havers kanallarıyla da bağlantılıdır. Hücreler, kanallardaki kan damarları ile madde alışverişini gerçekleştirir. Havers kanallarını birbirine bağlayan yan kanallara Volkmann kanalları denir.
Süngerimsi kemik doku uzun kemiklerin baş kısmında; kısa, yassı ve düzensiz kemiklerin dış yüzeyini örten altında bulunur. Bu doku gözenekli bir yapıya sahiptir ve gözeneklerin içi, kan hücrelerinin üretildiği kırmızı kemik iliği ile doludur. Süngerimsi kemik dokuda Havers ve Volkmann kanalları bulunmaz.
ŞEKİLLERİNE GÖRE KEMİK ÇEŞİTLERİ
Kemikler şekillerine göre genel olarak dörde ayrılır. Bunlar uzun kemikler, yassı kemikler, kısa kemikler ve düzensiz kemiklerdir.
Uzun kemikler, iki ucu şişkin olan silindir şeklindeki kemiklerdir. Ön kol, dirsek, pazu, uyluk, kaval gibi kol ve bacaklarda bulunan kemikler bu gruba girerler. Uzun kemiklerin uçlarındaki şişkin kısımlar baş, iki baş arasında kalan bölge ise gövde adını alır. Uzun kemiklerin baş kısmı, üzeri sıkı kemik doku ile örtülmüş olan süngerimsi kemik dokudan oluşur. Gövde kısmı ise sıkı kemik dokudan meydana gelmiştir. Gövde kısmının ortasında bir yağ deposu olan sarı kemik iliği yer alır. Uzun kemiğin baş ve gövde kısmı arasındaki boyuna uzamayı sağlayan kıkırdak bölgeye epifiz plağı denir. Bu kısım daha sonra kemikleşir ve kemiğin boyuna uzaması durur. Uzun kemiklerin eklem yapan yüzeyleri eklem kıkırdağı olarak adlandirilir.
Yassı kemikler kalınlığı az olan kemiklerdir. Kafatası, kaburga, kürek ve kalça kemikleri bu gruba girer. Yassı kemiklerde dışta kemik zarı, onun altında sıkı kemik doku, ortada ise süngerimsi kemik doku yer alır.
Kısa kemikler uzunluk ve genişlikleri yaklaşık olarak birbirine eşit olan kemiklerdir. Ayak bileği ve el bileğinde bulunan kemikler bu gruba girer. Yapısında, yassı kemiklerde olduğu gibi dıştan içe doğru periost, sıkı kemik doku ve süngerimsi kemik doku bulunur.
Düzensiz kemikler belirli bir şekli olmayan kemiklerdir. Omurlar ve bazı yüz kemikleri bu gruba girer. Yapı bakımından yassı ve kısa kemiklere benzerler.
KIKIRDAK DOKU
Kıkırdak doku da kemik doku gibi özelleşmiş bir bağ dokusu tipidir.
İnsan dahil çoğu omurgalının embriyosunda iskelet başlangıçta kıkırdak dokudan oluşur. Embriyo geliştikçe minerallerin birikmesiyle kıkırdak dokunun yerini kemik doku alır. Ancak vücudun özellikle hem dayanıklılık hem de esneklik gerektiren bazı yerlerinde kemikleşme olmaz ve kıkırdak doku hayat boyu kalır.
Kıkırdak dokunun hücrelerine kondrosit, ara maddesine kondrin adı verilir. Kıkırdak hücreleri çoğunlukla bir kapsülle çevrilidir.
Kıkırdak dokunun kendine ait kan damarları yoktur. Besin ve oksijen, dokuyu saran bir zar aracılığıyla kandan difüzyonla sağlanır.
Kıkırdak doku ara maddesine göre hiyalin kıkırdak, elastik kıkırdak ve fibröz kıkırdak olmak üzere üçe ayrılır.
Hiyalin kıkırdak ara maddesinde kollajen lifler içerir ve basınca dayanıklıdır. Embriyo döneminde iskeleti oluşturan hiyalin kıkırdak ergin bireylerde burun, soluk borusu, bronşlar, kemiklerin eklem yüzleri ve kaburga uçlarında bulunur.
Elastik kıkırdak, hiyalin kıkırdağa göre ara maddesinde daha çok lif bulundurur ve daha fazla bükülme özelliğine sahiptir. Kulak kepçesi, kulak yolu, östaki borusu ve gırtlak kapağında (epiglottis) yer alır.
Fibröz kıkırdak ara maddesinde kollajen liflerin fazla, kıkırdak hücrelerinin ise az sayıda olduğu kıkırdak tipidir. Basınç ve çekmeye dayanıklı olan fibröz kıkırdak, omurlar arası disklerde ve köprücük kemiklerinin eklem yaptığı yerlerde bulunur.
EKLEMLER
İskeleti oluşturan kemikleri birbirine bağlayan yapılara eklem adı verilir.
Eklemler hareket derecelerine göre oynamaz eklemler, yarı oynar eklemler ve oynar eklemler şeklinde sınıflandirilir.
Oynamaz eklemler kafatasını oluşturan kemikler arasında ve alt çene kemiği hariç yüzdeki kemikler arasında bulunur.
Yarı oynar eklemlerde hareketler kısıtlıdır. Boyun, sırt ve bel omurları arasındaki eklemler bu gruba girer.
Oynar eklemler serbest hareket edebilme yeteneğindedir. Omuz, dirsek, el bileği, ayak bileği, kalça ve diz eklemleri bu gruba girer. Oynar eklemlerde iki kemiği birbirine bağlayan bağ dokusu bantlarına ligament adı verilir. Bu eklemlerde, oynamaz ve yarı oynar eklemlerden farklı olarak eklem kapsülü ve eklem sıvısı gibi yapılar bulunur.
KAS SİSTEMİ
Kaslar, hareketin yanı sıra vücut şeklinin korunması ve vücut ısısının üretiminde görev yapar.
Tüm kas hücreleri aktin ve miyozin adı verilen protein yapılı uzun iplikçikler içerir. Kas kasılması bu iplikçikler arasındaki etkileşim sayesinde gerçekleşir.
KAS DOKUSU VE KAS DOKUSU TİPLERİ
Kas dokusu birbirine bitişik hücrelerden oluşur ve ara madde içermez. Kas hücrelerine kas lifi veya kas teli de denir.
Kas hücrelerinin zarları sarkolemma, sitoplazmaları sarkoplazma olarak adlandırılır. Hücrelerin endoplazmik retikulumuna da sarkoplazmik retikulum adı verilir.
Kas hücrelerinin sitoplazmasında miyofibril denilen kasılıp gevşeme özelliğine sahip telcikler yer alır.
Miyofibriller, aktin ve miyozin proteinlerinden meydana gelir.
Kas dokusunun üç tipi bulunur. Bunlar çizgili kas, düz kas ve kalp kasıdır.
ÇİZGİLİ KAS (İSKELET KASI)
İskeletin etrafında bulunduğu için iskelet kasları olarak da adlandırılır. Çizgili kaslar istemli hareketlerin gerçekleşmesinden sorumludur.
Kas lifleri denilen uzun silindirik hücre demetlerinden oluşurlar. Her hücrede çok sayıda çekirdek bulunur.
Çekirdekler hücrenin kenarındadır.
Kasılmaları düz kaslardan daha hızlı ve daha güçlüdür. Ancak uzun süre çalıştıklarında yorulurlar..
Her kas lifinin içerdiği miyofibriller, kalın iplikçikler olan miyozin ve ince iplikçikler olan aktin proteinlerinden meydana gelir. Bu iplikçikler, dizilişlerinden dolayı birbirini izleyen açık ve koyu bantlar oluştururlar.
DÜZ KAS
İstemsiz vücut hareketlerinin gerçekleşmesinden sorumludurlar. Mide, bağırsak, kan damarı gibi organların duvarında bulunurlar.
Genellikle mekik şeklinde hücrelerden oluşurlar. Hücreleri tek çekirdeklidir ve çekirdek hücrenin ortasında bulunur.
Çizgili kaslarla kıyaslandığında kasılmaları yavaş, ritmik ve uzun sürelidir.
Sitoplazmalarındaki miyofibriler bantlaşma göstermezler.
KALP KASI
Çalışması düz kas gibi istemsizdir.
Hücreleri dallanmıştır ve böylece komşu hücrelerle bağlantılar kurulur.
Hücreler bir veya iki çekirdeklidir. Çekirdekler hücrenin ortasında yer alır.
İstemsiz olarak çalışmaları açısından düz kaslara benzemelerine rağmen, bantlaşma gösterdikleri için yapı olarak çizgili kaslara benzerler.
İSKELET KASININ KASILMASI
İskelet kası, kas lifi demetlerinden oluşur. Her kas lifi tek bir hücredir ve miyofibrilleri bulundurur.
Gevşemiş bir kasta açık bantlar sadece aktin iplikçiklerini içerir ve I bandı adını alır. Koyu bantlar ise miyozin iplikçiklerini kapsar ve A bandı olarak isimlendirilir. Aktin iplikçiklerinin uçları A bandının iki kenarındamiyozinle üst üste gelmiştir. A bandının ortasında ise sadece miyozin iplikçikleri bulunur. Bu bölge H bölgesi (H zonu) adını alır. H bölgesi, A bandının kenarlarına göre daha açık renkte görülür. H bölgesi içindeki koyu şerit, miyozin iplikçiklerinin birbirine tutunduğu yerdir ve burası M çizgisi olarak isimlendirilir. I bandının ortasında Z çizgisi bulunur. İki Z çizgisi arasındaki bölge, temel kasılma birimidir ve sarkomer adını alır.
Bir kasın kasılması sırasında aktin ve miyozin iplikçikleri birbirleri üzerinde kayar ve bunların üst üste binme durumları daha fazla artar. Bu olay için gerekli enerji ATP’den sağlanır.
Kas kasıldığı zaman iki Z çizgisinin birbirine yaklaşmasıyla sarkomer kısalır, ancak aktin ve miyozin iplikçiklerinin uzunluğunda bir değişiklik olmaz. Bu durumda A bandının boyu değişmezken I bandı daralır ve tamamıyla kasılmış bir kasta H bölgesi kaybolur. Her bir sarkomerin kısalması, kas lifinin tamamının kısalmasına yol açar. İskelet kaslarının kasılması sırasında gerçekleşen bu olaylar “Huxley’in kayan iplikler modeli” olarak adlandırılır.
KAS KASILMASININ GENEL MEKANİZMASI
Kas kasılmasının başlangıç ve oluşum aşamaları aşağıdaki gibi özetlenebilir.
* İmpuls, motor nöronun sinaptik ucuna ulaşınca, buradan nörotransmitter olarak asetilkolin salgılanır. Asetikolin, sinaptik aralıktan geçerek kas lifinin yüzeyindeki reseptörlere bağlanınca kas lifinde impuls üretilir.
* İmpuls hem kas lifi boyunca hem de hücrenin iç kısımlarına doğru bir tüpçük sistemiyle (T tüpçükleri) yayılarak ilerler. İmpulsun iç kısımlara yayılması, sarkoplazmik retikulumda depolanmış olan Ca+2 iyonlarının serbest kalmasına yol açar.
* Sarkoplazmaya yayılan Ca+2 iyonları, aktin ve miyozin iplikçiklerinin biribiri üzerinde kaymasını (kas kasılmasını) başlatır.
* Kısa bir süre sonra Ca+2 iyonları aktif taşımayla sarkoplazmik retikuluma geri pompalanır. Bunun sonucu kasılma sona erer ve kas gevşer.
Düz kas hücrelerinin sarkoplazmik retikulumları iyi gelişmemiştir ve bu hücrelerde tüpçük sis“temi bulunmaz. Kasılmayı sağlayan Ca+2 iyonlarının sitoplazmaya girişi esas olarak hücre zarı © yoluyla olur.
Kas lifinde mevcut olan ATP kasılmayı ancak 1 — 2 saniye sürdürebilir. Tükenen ATP’nin en kısa yoldan sentezi için kreatin fosfat molekülü kullanılır. Bu molekül hidrolize uğrayarak fosfatını ADP’ye aktarır ve böylece yeniden ATP sentezlenir.
KAS GÜCÜNÜN SİNİRSEL KONTROLÜ
Bir kas lifinde sinir uyarısı ile gelişen tek bir impuls sonucu belirli sürelerle kasılma ve bunu izleyen gevşemenin tümü kas sarsısı adını alır. Kas sarsısı; gizli evre (latent veya uyku evresi), kasılma evresi ve gevşeme evresinden oluşur.
Gizli evre kasın uyarılmasıyla kasılmanın başlaması arasında geçen süredir.
Kasılma evresi kasılmanın başlaması ile gevşemenin başlaması arasında geçen süredir.
Gevşeme evresi kasın gevşeyerek tekrar başlangıçtaki haline geri dönmesine kadar geçen süredir.
Tek bir iskelet kası lifinin kasılması ya hep-ya hiç prensibine göre gerçekleşir. Ancak pazu kası gibi tüm bir kasın kasılması dereceli olmaktadır. Tek bir motor nöron ve onun kontrol ettiği tüm kas lifleri birlikte motor birimi oluşturur. Kas kasılmasının gücü, etkin motor birimi sayısıyla bağlantılıdır.
Özellikle vücudu dik ve belirli bir pozisyonda tutan iskelet kasları, dinlenme halindeyken bile kısmen kasılı durumdadır. Buna kas tonusu denir. Kas tonusu, sinir sisteminin motor birimler arasında değişimli olarak etkinlik yaratması sonucu oluşur.
Kas kasılmasının gücünü, etkin motor birimi sayısı dışında kas lifi uyarılarının sıklığı (frekansı) da etkiler. Eğer kas lifi tamamen gevşemeden tekrar
uyarılırsa, yeni kasılma bir öncekine eklenir. Uyarılma sıklığı arttığında kasılmalar birbirine ekleneceğinden toplam kasılma gücü giderek artacaktır.
Uyarılma sıklığı, kas lifinin uyarılar arasında tamamen gevşeyemeyeceği kadar yüksek olursa, art arda gelen kasılmalar kaynaşarak ayırt edilemez
hale gelir. Düzgün ve devamlılık gösteren bir kasılmanın ortaya çıktığı bu durum tetanos olarak adlandırılır.
HAREKET SIRASINDA KASLARIN VE İSKELETİN ETKİLEŞİMİ
Kasları kemiklere bağlayan bağ dokusu bantlarına tendon (kas kirişi) adı verilir. Örneğin pazu kasını bir tendon bir uçtan kürek kemiğine bağlarken diğer tendon öbür uçtan ön kol kemiğine bağlar.
Vücut kısımlarının ileri geri hareketi genel olarak birbirine zıt çalışan iki kas sayesinde gerçekleşir. Zıt görev yapan bu kaslar antagonist çiftler olarak adlandırılır. Örneğin kolun bükülmesini ve uzatılmasını birbirine zıt çalışan iki kasın iş birliği sağlar.
DESTEK VE HAREKET SİSTEMİ RAHATSIZLIKLARI
Raşitizm, çocuklarda D vitamini yetersizliği sonucu oluşan bir hastalıktır. D vitamini eksikliğinde kalsiyum ve fosfor emilimi yetersiz kaldığından, vücudun ağırlığını taşıyamayan bacak kemikleri eğrilir.
Kemik erimesi (osteoporoz), mineral kaybına bağlı olarak kemik kırılganlığını ve kırılma riskinin arttığı bir iskelet rahatsızlığıdır.
Menisküs yırtığı, ani dönme hareketleri veya dizdeki travmalar sonucu menisküs denilen kıkırdak yapıların yırtılmasıdır. (Menisküsler, diz eklemini oluşturan kemiklerin arasında bulunan ve ekleme binen ağırlığı dengeli bir şekilde dağıtma görevi üstlenen yapılardır.)
Kırık özellikle darbeler ve çarpmalar sonrasında kemik dokusu bütünlüğünün bozulmasıdır. Çocuklarda ve inorganik maddelerin azalmasına bağlı olarak yaşlılarda yaygın olarak görülür.
Çıkık, eklemi yapan kemiklerin yer değiştirerek aralarındaki olağan ilişkinin bozulmasıdır. Bazı eklemler, ligamentlerle yeterince desteklenmemiş olması ve yeterli kas desteğinin bulunmaması nedeniyle çıkığa daha yatkındır.
Burkulma, ani ve ters bir hareket sonucunda eklemlerdeki ligamentlerin veya çevresindeki dokuların gerilmesi ve bazen yırtılmasıdır.
Romatizma, vücudun destekleyici rolü olan herhangi bir kısmının (kemik, kas, eklem veya bağlar) ağrılı rahatsızlığıdır. Eklemlerde ortaya çıkan iltihabi durumlar için romatott artrit terimi kullanılır.
DESTEK VE HAREKET SİSTEMİNİN SAĞLIKLI YAPISININ KORUNMASI
İskeleti oluşturan kemiklerin sağlıklı yapısının korunması için özellikle protein, vitamin ve minerallerin yeterli düzeyde alınması gerekir. Kemik gelişiminde A, C ve D vitaminleri önemli rol oynar.
Egzersiz yapmak kemikleri ve kasları etkiler. Ağırlık kaldırarak antreman yapan insanlarda kas lifindeki aktin ve miyozin iplikçiklerinin sayısı çoğalır. Bunun sonucunda lifin çapı genişler ve kaslar belirgin hale gelir. Koşu gibi faaliyetler kasın iş yapma kapasitesini (dayanıklılığını) artırır. Bu durumda iskelet kası hücrelerindeki miyoglebin miktarı artar. (Miyoglobin, kaslar için oksijen sağlayan bir proteindir. Yapısında demir bulunan bu bileşik, iskelet kaslarına kırmızı renk verir.)
Destek ve hareket sisteminin sağlığını korumak için ayrıca mümkün olduğunca dik durmaya özen göstermeli, yeterince güneş ışığı alınmalı, ani hareketlerden kaçınılmalı, vücutta kıkırdakların olduğu bölgeler (parmak, bilek, boyun vb.) fazla zorlanmamalıdır.
