Destek ve Hareket Sistemi

08.04.2020
22
Destek ve Hareket Sistemi

Hayvanları bitkilerden ayıran en önemli özelliklerden biri aktif olarak yer değiştirebilmeleridir. İnsanlar ve öteki omurgalı hayvanlarda iç iskelet ve etrafını saran kaslar yardımıyla aktif hareket sağlanır. Hareket sistemi, iskelet ve kas sistemi olmak üzere iki temel kısımda incelenir.

İskelet Sistemi

Yeni doğmuş bir çocukta aşağı yukarı 300 kemik bulunur. Ancak yaş ilerledikçe bazı kemiklerin birbirleriyle kaynaşması sonucu 206 kemik içeren iskelet sistemi oluşur. Bu kemikler baş, gövde ve üye kemikleri olmak üzere üç kısımda incelenir.

İskelet sistemi
İskelet sistemi

İskelet Sisteminin Görevleri

  • Kaslar ve eklemlerle birlikte vücudun hareketini sağlamak
  • Vücuda şekil vermek
  • İç organları korumak
  • İç organlara ve kaslara bağlanma yüzeyi oluşturmak
  • Mineral depolamak
  • İliklerde kan yapımını sağlamak

Kemik Doku

İnsanda iskelet sistemini meydana getiren kemikler embriyo döneminde kıkırdaktan oluşur, ilerleyen dönemlerde kemikleşmeye başlar. Kemikleri meydana getiren hücrelere osteosit; osteositler arasında ki hücreler arası maddeye ise osein adı verilir.

Osein, organik maddelerden ve inorganik tuzlardan oluşur. Osteositler yıldız şeklindeki hücrelerdir ve osein içinde yer alan lakün adı verilen boşluklarda yer alırlar. İnsan kemikleri, iki farklı kemik doku bulundurur. Bunlar, sert (sıkı) kemik doku ve süngerimsi kemik dokudur.

  1. Sert (sıkı) kemik doku: Kemiklerin dış kısmında ki sert tabakadır. İçinde kan damarları ve sinirlerin bulunduğu boyuna uzanan havers kanallarına sahiptir. Havers kanallarını birbirine bağlayan enine kanallara ise volkman kanalları adı verilir.
  2. Süngerimsi kemik doku: Uzun kemiklerin baş kısımlarında, kısa ve yassı kemiklerin içinde bulunur. Gözenekli bir yapıya sahiptir ve bu gözeneklerin içinde kan hücrelerinin yapıldığı kırmızı kemik iliği bulunur.

İskelet sistemini meydana getiren kemikler şekillerine göre uzun, yassı, kısa ve düzensiz şekilli olmak üzere dört grupta incelenir.

Uzun kemikler

Kol ve bacaklarda bulunan, uzunluğu kalınlığından fazla olan, silindir şeklindeki kemiklerdir. Uç kısımlarındaki şişkin bölgelere baş, iki baş kısım arasındaki bölgeye ise gövde adı verilir. Baş kısımlarının dışı sert kemik doku, içi süngerimsi kemik doku yapısındadır. Süngerimsi kemik dokunun içindeki boşluklarda kan hücrelerinin üretildiği kırmızı kemik iliği bulunur. Gövdede sert kemik doku bulunur.

Gövdenin ortasındaki boşlukta ise sarı kemik iliği yer alır. Uzun kemiklerin baş kısımlarında boyuna uzamayı sağlayan epifiz plağı (epifiz kıkırdağı) bulunur. Epifiz plağı, aşağı yukarı 21 yaşından sonra kemikleşir ve kemikte boyuna uzama durur. Kemiklerin etrafını saran zara periost adı verilir. Periost, bol miktarda kan damarı ve sinir taşır. Bu sayede yeni kemik hücrelerinin oluşumu, kemiğin kalınlaşması ve onarılması sağlanır.

Sarı kemik iliği sadece uzun kemiklerde bulunur. Büyük ölçüde yağ hücrelerinden oluştuğu için sarı renkli görünür.

Yassı kemikler

Yassı ve ince kemiklerdir. Kafatası, kaburga, kürek ve kalça kemikleri yassı kemiklere örnek verilebilir.

Kısa kemikler

Uzunluk, genişlik ve kalınlıkları birbirine yakın olan kemiklerdir. Örneğin el ve ayaklardaki bilek kemikleri kısa kemiklerdir.

Düzensiz şekilli kemikler

Belli bir şekli olmayan, baskılara karşı dayanıklı, sağlam kemiklerdir. Kaslara tutunma yeri sağlayan değişik çıkıntıları vardır. Örneğin omurlar ve çene kemikleri düzensiz kemik çeşitleridir.

Kemik Gelişimini Etkileyen Faktörler

İnsanda kemik yapımı ve yıkımı süreklilik gösteren bir süreçtir. Genç yaşlarda kemiklerde yapım olayları fazlayken yaşlanmaya bağlı olarak yıkım olayları yapım olaylarından daha fazla gerçekleşmeye başlar. Kemik yapımında etkili olan faktörler şunlardır:

  • Hormonlar (kalsitonin, parathormon, büyüme hormonu ve eşeysel hormonlar)
  • Beslenme (proteinler, A-C-D vitaminleri, mineraller)
  • Güneş ışığı
  • Genetik özellikler

Kıkırdak Doku

İnsanda iskelet sistemi sadece kemiklerden oluşmaz. Kemiklerden başka, iskelet sisteminde kıkırdaklar da görev alır. Embriyonik dönemde tüm iskeletimizi meydana getiren kıkırdağın önemli bir bölümü, daha sonra kemik oluşumunu sağlar. Eklem bölgeleri benzeri yerlerde kemik oluşumu gözlenmez, bu kısımlar hayat boyu kıkırdak olarak devam eder.

Kıkırdak dokuda kan damarı bulunmaz. Kıkırdak dokunun beslenmesi bağ dokudan difüzyon ile gerçekleşir. Kıkırdak doku üç çeşitten oluşur:

  1. Hiyalin kıkırdak: Yapısında kollajen lifler olduğundan basınca dayanıklıdır. Embriyo dönemindeki iskelet hiyalin kıkırdak yapısındadır. Ayrıca soluk borusunda, burunda, bronşlarda, kemik eklem yerlerinde ve kaburga uçlarında hiyalin kıkırdak bulunur.
  2. Elastik kıkırdak: Bükülme özelliği fazladır. Kulak kepçesi, östaki borusu benzeri kısımlarda bulunur.
  3. Fibröz kıkırdak: Ara maddesi fazla fakat hücresi az bir kıkırdak doku çeşididir. Basınç ve çekmeye karşı dayanıklıdır. Omurlar arası disklerde bulunur.

Eklemler

İskelet sistemi kemiklerinin birbirine bağlandığı bölgelere eklem bölgeleri adı verilir. Üç tür eklem vardır:

  • Oynar eklem: Kol ve bacak kemikleri arasında ki ve vücudun hareketini kolaylaştıran eklemlerdir. Kemiklerin birbirlerine bakan yüzeyleri, sürtünmenin ve aşınmanın engellenmesi için eklem kıkırdağı ile örtülüdür. Eklem bölgelerindeki kemikler, ligament adı verilen bağlarla birbirine bağlanır.
  • Yarı oynar eklem: Sınırlı oranda hareket edebilen eklemlerdir. Birbirine bağlanan kemikler arasında sürtünmeyle aşınmayı engelleyen kıkırdak doku yapısındaki disk bulunur. Boyun ve omurlar arasındaki eklemler bu tür eklemlerdir.
  • Oynamaz eklem: Oynamaz eklem ile birbirine bağlanan kemiklerde hareket söz konusu değildir. Kafatası kemikleri bu eklem çeşidi ile birbirine bağlanır.

Kas sistemi

Vücudun hareket etmesinde ve şeklinin korunmasında iskelet sistemi ile birlikte kas sistemi de görev alır. Vücudumuzun toplam ağırlığının aşağı yukarı yarısını kaslarımız oluşturur. Kas hücrelerinin hücre zarına sarkolemma, sitoplazmasına sarkoplazma, endoplazmik retikulumlarına sarkoplazmik retikulum adı verilir. Kas hücreleri yüksek enerjiye gereksinim duyduklarından çok sayıda mitokondrileri vardır.

Kas sistemi vücutta dört temel görevi yerine getirir:

  1. Hareket: Kaslar kemikler ile birlikte vücudun yer değiştirme ve öteki hareketlerinin gerçekleştirilmesini sağlar.
  2. Vücutta madde taşınması: Kalp kası vücutta dolaşan kanın pompalanmasını sağlar. İskelet kasları damarlara basınç uygulayarak kanın ve lenf sıvısının taşınmasında rol oynar.
  3. Vücut şeklinin oluşması: Kemiklerin etrafını saran kaslar vücut şeklinin oluşmasını sağlar.
  4. Vücut sıcaklığının düzenlenmesi: Soğuk havalarda üşüdüğümüzde istemsiz olarak titremeye başlarız. Titreme olayı ile kaslarda hareket, dolayısıyla oksijenli solunum artar. Buna bağlı olarak da vücut sıcaklığında artış olur ve böylece vücut sıcaklığı korunmuş olur.

Vücutta iskelet kası (çizgili kas), düz kas ve kalp kası olmak üzere üç tür kas dokusu vardır.

İskelet Kasları (Çizgili Kaslar)

Kas türleri içinde en büyük kütleye sahip olan iskelet kası, vücutta bulunan toplam kas kütlesinin aşağı yukarı %80’ini oluşturur. İskelet sistemindeki kemiklerin etrafını saran bu kaslar beyin kontrolünde, istemli olarak çalışır. İskelet kası, tüm kas boyunca uzanan kas liflerinden oluşur.

Her kas lifi ise çok sayıda miyofibrilden meydana gelmiştir. Miyofibriller ise yan yana uzanan protein yapılı aktin ve miyozin filamentlerinden meydana gelir. Bu filamentler dizilişlerinden dolayı mikroskopta açık ve koyu bölgeler oluşturur. Bu yüzden çizgili kas olarak adlandırılır.

Çizgili kas hücreleri çok çekirdekli hücrelerdir, hızlı çalışır ve gerektiğinde laktik asit fermantasyonu ile enerji üretebilir. Bu hücreler oksijen depolayabilen ve demir içeren miyoglobin pigmenti taşıdıklarından kırmızı renkte görünür.

Düz Kaslar

Mekik şeklinde, tek çekirdekli hücrelerden oluşur. Mikroskopta bantlı yapıda görünmediklerinden düz kas olarak adlandırılır. Düz kaslar yavaş çalışırlar. Çalışmaları otonom sinir sistemi ile kontrol edildiğinden istemsiz çalışır. Solunum, sindirim, dolaşım, üreme ve boşaltım sistemlerini meydana getiren organların yapısında düz kaslar bulunur.

Kalp Kası

Sadece kalpte bulunan kalp kası, tek veya iki tane çekirdeğe sahip hücrelerden oluşur. Kalp kası hücreleri bol miktarda mitokondriye sahiptir. Mikroskop altında dallanmış ve tıpkı çizgili kaslardaki şekilde bantlı bir yapı gösterir. Çalışmaları ise düz kaslardaki şekilde istemsizdir.

Çizgili Kasın Kasılması (HUXLEY’İN KAYAN İPLİKLER HİPOTEZİ)

İskelet kasının, mikroskopta koyu ve açık renkli bantlaşmalar gösterdiği için çizgili kas olarak adlandırıldığından söz etmiştik. Bu bantlaşmaların sebebi, kasın yapısındaki aktin ve miyozin proteinlerinin düzenli bir şekilde dizilmiş olmalarıdır. Şekil 1.60’ta bu bantlaşmalar ve bant yapıları gösterilmektedir.

Bantlarda tekrarlanan her bir parça, kasın kasılma birimidir ve sarkomer adını alır. Sarkomerin sınırlarını Z çizgileri oluşturur. İnce olan aktin proteinleri bu Z çizgilerine bağlıdır. Kalın olan miyozin proteinleri ise aktin proteinlerinin tam üstüne gelmez ve sadece aktin proteinlerinden oluşan I bandı oluşur.

Bir miyozin boyuna karşılık gelen bölüme ise A bandı adı verilir. A bandının ortasında sadece miyozin proteinlerinden oluşan, koyu renkli olarak görünen bölgeye ise H bandı adı verilir.

Çizgili kasa kasılma emri geldiğinde aktin ve miyozin proteinleri birbiri üzerinde kaymaya başlar ve iki Z çizgisi birbirine doğru hareket eder, yani sarkomer kısalmaya başlar. Aktin proteinleri birbirine yaklaşacağından I bandı daralır ve H bandı kaybolur.

Miyozin proteininin boyu değişmeyeceğinden A bandının boyu da değişmez. Dikkat edilecek olursa her iki proteinin de boyu kısalmadan birbirlerinin üzerinde kayarak kasılmayı gerçekleştirirler. Kasılma sırasında kasın boyu kısalırken kalınlığı artmakta fakat hacmi ve kütlesi değişmemektedir.

KASILMA SIRASINDA GERÇEKLEŞEN KİMYASAL OLAYLAR

Çizgili kasların kasılmalarının beyin tarafından kontrol edildiği daha önceki konularda anlatılmıştı. Çizgili kasın kasılmasını kontrol eden motor nöronların akson uçları çizgili kaslar ile sinaps yapar. Motor nöron boyunca taşınan impuls, motor nöronun akson ucuna geldiğinde;

  • Akson ucundan nörotransmitter madde olarak asetilkolin salgılanır.
  • Asetilkolin, kas hücresindeki reseptörlere bağlanır ve kas hücresini uyarır.
  • Uyarılan kas hücresinin endoplazmik retikulumlarında (sarkoplazmik retikulum) depolanan Ca+2 iyonları serbest kalarak aktin ve miyozin ipliklerinin arasına dağılır.
  • Ca+2 iyonlarının sitoplazmaya geçmesi, aktin ve miyozin flamentlerini kasılmaya uygun hâle getirir. Aktin ve miyozin iplikler birbirlerinin üzerinde kayarak kasılmayı gerçekleştirirler.
  • Kasılmanın tamamlanmasından sonra Ca+2 iyonları endoplazmik retikulumlarına tekrar taşınır ve gevşeme gerçekleşir.
  • Kas hem kasılma hem de gevşeme olayı için ATP’ye gereksinim duyar.

İSKELET KASININ KASILMA MEKANİZMASI

Bir kas lifine motor nöronla uyarı taşındığında yani kas lifi uyarıldığında tıpkı sinir hücrelerindeki şekilde “ya hep ya hiç” şeklinde bir kasılma söz konusu olur. Peki, sinir sistemi daha büyük bir kasılmayı istemli olarak nasıl gerçekleştirmektedir?

Bu durum, kasa bir uyarı verildikten sonra kasta tepki bitmeden ikinci bir uyarı verilerek sağlanmaktadır. İkinci uyarıyı alan kas lifi, iki uyarının yaratacağı toplam gerilmeyi gerçekleştirecek şekilde kasılır. Kasa verilen uyarı sıklığı arttıkça kasın verdiği toplam tepki artar.

Kas lifine, gevşemesi için yeterli süre bırakılmadan uzun süre ve sık aralıklarla uyarı verilecek olursa uzun süreli tek bir kasılma gerçekleşir. Bu şekildeki kasılmaya tetanos adı verilir.

Uyarı alan bir kasın kasılıp eski hâline geri dönmesine kasıl sarsı veya kas sarsı adı verilir. Uyarı gelen bir kasın kasılmaya başlamasına kadar geçen süreye gizli evre adı verilir. Gizli evrenin ardından kasılma ve gevşeme evreleri gerçekleşir. Kas, bu evrelerinin tamamında ATP üretimine ve tüketimine devam eder.

İskelet kaslarının, uyarı almadığı zaman içinde bile bir miktar kasılı durmasına kas tonusu adı verildiğini ve kas tonusunun orta beyin tarafından kontrol edildiğini hatırlayınız.

Kasılmada Kullanılan Enerji Kaynakları

Kasılma ve gevşeme sırasında kas hücrelerinin enerji ihtiyacı vardır. Bu enerji sırasıyla aşağıdaki şekilde elde edilir:

  • Enerji, ilk olarak kas hücrelerinde bulunan hazır ATP moleküllerinden karşılanır. Bütün hücreler ATP’yi özdeş şekilde kullanır. Diğer hücrelerdeki şekilde kas hücrelerinde
  • ATPaz enzimi kullanılarak ATP parçalanır ve yapısındaki enerji kullanılır.
  • Kaslar, kasılma ve gevşeme sırasında mevcut ATP’yi hızlı bir şekilde tüketirler ve daha fazla enerjiye gereksinim duyarlar. Bu enerji ihtiyacı kaslarda depolanan kreatin fosfat ile sağlanır. Kas hücresinde mevcut ATP’nin 4-5 katı kreatin fosfat molekülü bulunur. Enerji ihtiyacı duyan kas hücreleri, kreatin fosfat moleküllerini parçalar ve bu sırada açığa çıkan fosfat ile ADP, ATP’ye dönüşür. Kasılma gerçekleşip dinlenme başladığında reaksiyon tersine gerçekleşir ve kreatin fosfat depoları tekrar doldurulur.
  • Kasın enerji ihtiyacı kreatin fosfat tarafından yeterli miktarda karşılanmaz ise kaslarda depolanan glikojen parçalanmaya başlar. Sonuçta glikoza bir fosfatın bağlanmış şekli olan glikoz-6 fosfat oluşur. Glikoz-6 fosfat kaslardan kana geçemez ve sadece kas hücrelerinde kullanılabilir. Glikoz-6 fosfat öncelikle O2’li solunum ile parçalanır. Daha fazla enerjiye gereksinim olması durumunda ise ayrıca laktik asit fermantasyonu ile de parçalanır ve enerji (ATP) üretimi gerçekleştirilir.

Laktik asit fermantasyonu sonucunda açığa çıkan laktik asit, kana karıştığında beyni uyarır ve yorgunluk hissi oluşur. Açığa çıkan laktik asit, dinlenme anında karaciğerde tekrar prüvata dönüştürülerek O2’li solunumda kullanılabilir veya önce glikoza dönüştürülüp sonrasında glikojene çevrilerek depolanabilir. Çok fazla açığa çıkması durumunda ise idrarla atılır.

Kaynak:11.Sınıf Biyoloji Ders Kitabı (PDF)

Biyoloji Ders Notları

YAZAR BİLGİSİ
Recep Bayoğlu
Hayatını internete adamış biri olarak, hedefim bilgiyi ulaşılabilir hale getirmektir. Bu amaca istinaden her türlü bilgi paylaşımını KonuAnlatimi.Net üzerinde yapıyorum. Umarım içeriklerim tüm ziyaretçilerim için faydalı olur.
Abone ol
Bildir
guest
0 Yorum
Satır İçi Geri Bildirimler
Tüm yorumları görüntüle
0
Düşünceleriniz önemli, lütfen yorum yapın.x
()
x