FTR 207 Kinezyoloji I. Eklemlerin Temel Yapısı ve Fonksiyonu II. yrd.doç.dr. emin ulaş erdem

Transkript

1 FTR 207 Kinezyoloji I Eklemlerin Temel Yapısı ve Fonksiyonu II yrd.doç.dr. emin ulaş erdem

2 EKLEMLERDEKİ BAĞ DOKUSUNU OLUŞTURAN BİYOLOJİK MATERYALLER Eklemlerdeki bağ dokusunu oluşturan biyolojik materyallerin kompozisyonu, oranı ve düzeni tamamen onların mekanik performansı ile ilişkilidir. Fibriller Kollajen (tip I ve II) Elastin Hücrelerarası madde (matrix) Glikozaminoglikanlar Su Çözeltiler Hücreler

3 FİBRİLLER Eklemlerde çeşitli tipte kollajen ve elastik fibriller bulunur. Kollajen fibriller kısa fibrillerden yapılmış olup helikal yapıdadır. Tip I kollajen: Kalın, ve sağlamdır. Elongasyonu çok azdır. Ligamentler Tendonlar Fasya Fibröz kapsül Tip II kollajen: İnce ve tip I e göre daha az sağlamdır. hyalin kıkırdak gibi genel şeklin ve yoğunluğun korunmasında esnek bir çerçeve oluşturur.

4 FİBRİLLER Kollajene ek olarak eklemlerde değişen oranlarda elastin fibriller bulunur. Bu yapı iç içe geçmiş ağ gibidir Tensil kuvvetlere dirençlidir Elongasyona yatkındır, fakat deformasyondan sonra orijinal şekline döner. Bu özellik yüksek oranda deformasyona maruz kalan yapılarda çok faydalıdır (kulak kartilajı, belirli spinal ligamentlerde)

5

6 HÜCRELERARASI MADDE (MATRIX) Suya doymuş matix içine gömülü kollajen ve elastin fibrillerine hücrelerarası madde (ground substance) denir. Matrix; glikozaminoglikan(gag), su ve çözeltilerden oluşur. GAG su tutucu özelliğe sahiptir. Bu özelliği sayesinde kompresif güçlere karşı koyar.

7

8 HÜCRELER Eklemlerdeki bağ dokusu hücreleri bakım ve onarımdan sorumludur. Diğer iskelet kası hücrelerinin aksine anlamlı bi mekanik özellik sağlamazlar. Hasarlı ya da yaşlı komponentler uzaklaştırılır ve yenileri yapılır. Hücreler seyrek olarak fibrillerin ve yoğun GAG içeriklerinin arasına serpiştirilmiştir. Bu hücre seyrekliği limitli kan desteği sağlar ve genelde hasarlı ya da yaralanmış eklem dokusunun zayıf ya da tamamlanmamış iyileşme olur.

9 EKLEM YAPISINDAKİ BAĞ DOKUSU TİPLERİ Eklemde 4 tip bağ dokusu vardır. Yoğun düzensiz bağ dokusu Artiküler kartilaj Fibrokartilaj Kemik

10 YOĞUN DÜZENSİZ BAĞ DOKUSU Artiküler kapsülün dış katmanında, ligamentlerde, fasyada ve tendonda bulunur. Yoğun olarak Tip I kollajen içerir. Doğal stresslere karşı koyar. Doku demetleri lifin uzun eksenine paralel olduğunda çok daha efektif olmaktadır.

11 ARTİKÜLER KARTİLAJ Artiküler kartilaj, hyalin kartilajın özelleşmiş bir tipidir. Yük taşıyan eklem yüzlerinde bulunur. Eklem yüzlerini kaplar. Avasküler ve anöraldir!! Perikondrium yok.

12

13 FİBROKARTİLAJ Adından da anlaşılacağı gibi diğer kartilaj dokulardan daha fazla fibril içerir. Fonksiyon olarak yoğun düzensiz bağ dokusu ile artiküler kartilaja benzer. Bu yapı destek ve stabilizasyon sağlar. Ayrıca makaslama ve tensil kuvvetlere karşı koyar. Bu yüzden eklemlerdeki en ideal şok abzorban yapılardır.

14

15

16 KEMİK Vücudun en sert dokusudur. Darbelere karşı kıkırdaktan sonra en dayanıklı dokudur. Özelleşmiş bir bağ dokusu tipidir. Kemik dokusu da hücreler ekstrasellüler bir matrikse (ara madde) gömülü hücrelerden oluşur. Destek dokular arasında gerçek anlamda destekleme görevi yapan dokudur. Organizmaya biçim verir, yükünü taşır. Mineralize haldeki matriks, gerektiğinde kullanılabilecek kalsiyum ve kalsiyum fosfat deposudur. Vücut sıvılarının iyon konsantrasyonlarının dengede tutulmasındaki homeostatik düzenlemelere katılır. Kas ve tendonların tutunma yerleri olan kemikler, hareket etmeye yardımcı olur. Vücudun iç organlarının, baş ve göğüs boşluğundaki organların ve kemik iliğindeki kan hücrelerinin korunmasından sorumludur.

17 KEMİK DOKUSUNUN YAPISAL HÜCRELER Osteoprojenitör hücre Osteoblast Osteosit Osteoklast LİFLER Kollajen tip I ARA MADDE Organik komponent Tip I kollajen Proteoglikan Glikoprotein İnorganik komponent ELEMANLARI

18 KEMİK Büyümekte olan uzun kemiklerin uç kısımlarına epifiz denir. Kemiğin esas gövde kısmına diyafiz, epifizle diyafiz arasındaki en kalın trabeküllerin bulunduğu geçici bölgeye ise metafiz adı verilir. Femur (uyluk kemiği) ve humerus (üst kol kemiği) gibi uzun kemiklerin ortalarında içi kemik iliğiyle dolu bir boşluk bulunur. Sert kemikten yapılmış kalın duvarlı bu boşluğa ilik boşluğu (medüllar boşluk) adı verilir.

19

20 KEMİK Süngerimsi Kemik (Spöngiyöz kemik) Sıkı Dokulu Kemik (Kompakt, sert kemik)

21 KEMİK Kemik, vücuda rijit bir destek sağlar Vücuttaki kaslar için kaldıraç görevi görerek dengeler. Erişkinlerde uzun kemiklerin şaftlarının dış korteksi kalın sıkı kortikal kemikten meydana gelmiştir. Uzun kemiklerin uç kısımlarındaki komkapt kemik çok incelir ve süngerimsi kemik ile bağlantı kurar.

22 KOMPAKT KEMİK Uzun kemiklerin gövde kısmı olan diyafiz sıkı dokulu kemikten oluşur. Organizmada bulunan tüm kemiklerin dış yüzeyleri sıkı dokulu kemikle kaplıdır. Kısa ve uzun kemiklerin eklem yüzeylerinde bulunan ince sert kemik tabakası eklem kıkırdağı ile örtülüdür. Çıplak gözle homojen ve dolgun yapıda olan sıkı dokulu kemiğin, mikroskopta düzenli yerleşim gösteren lamel ve kanal sistemleri içerdiği görülür. Kemik hücreleri lameller üzerinde bulunur. Bu hücreler, ince kanalcıklar aracılığıyla hem birbirleriyle hem de damar içeren kanallarla ilişki kurar.

23 SÜNGERİMSİ KEMİK Kısa ve uzun kemiklerin epifiz ve metafizi ile yassı kemiklerin iç kısımlarında yer alan süngerimsi kemik, bulunduğu yerlerde sert kemikten oluşmuş ince bir tabakayla örtülüdür. Süngerimsi kemik birbirleriyle ağızlaşan kemik trabeküllerinden oluşur. Bu görünümü ile süngere benzer. Trabeküllerde bulunan kemik lamelleri birbirine paralel seyreder. Trabeküllerin aralarında birbiriyle ilişkili labirent gibi düzensiz boşluklar vardır. İçleri kemik iliğiyle doludur. Bunlar gerekli olan maddeleri kemik iliğindeki damarlardan kanaliküller vasıtasıyla sitoplazmik uzantıları ile alırlar.

24 KEMİK Eğer uzun bir kemiğin gövde kısmından alman enine bir kesit mikroskop altında incelenirse kemik hücrelerinin, toplam kemik kütlesine göre oldukça az olduğu görülür. Diğer destek dokularında matriks sadece organik öğelerden meydana geldiği halde, kemikte hem organik hem de inorganik maddeler bulunur. İnorganik maddeler mineral tuzları halinde kemik matriksinde birikir. Organik maddelerin çok büyük bir kısmını kollajen fibriller oluşturur. Bu fibrillerin özel düzenlenmesine bağlı olarak matrikste oluşan kemik lamelleri üzerinde osteosit adı verilen kemik hücreleri bulunur.

25 KEMİK Kortikal kemiğin alt birimi olan osteon (Havers sistemi) kollajen fibrillerinden (baskın olarak tip I kollajen) oluşur. Fibriller spiraller yaparak lamelleri oluşturur. Kemik matriksindeki kalsiyum fosfat kristalleri kompresif kuvvetlere karşı kemiğe MUAZZAM bir dayanıklılık kazandırır. Kemik hücreleri ile osteon lamelleri dar boşluklar ile sınırılıdır. Kan damarları periostun dış yüzü ile iç endoestal yüzeyden kemiğe girer. Periostium ve endoestium un bağ dokusu kan damarları ve basınca ve ağrıya duyarlı sensöryel sinirlerden oldukça zengindir

26

27 KOMPAKT KEMİK Kollajen lifler 3-7 μm kalınlığında birbirine paralel ya da bir vasküler kanal etrafında dairesel olarak dizilmiş lameller halinde düzenlenmiştir. Osteositler lameller arasında sıkışmış lakün içinde yer alır. Sıkı dokulu kemiğin yapısal birimi Havers sistemi veya Osteon olarak tanımlanır. Enine kesitte sistemin merkezinde bir havers kanalı, bunun da içinde kan damarları ve sinirler bulunur. Bu kanallar üzerinde osteositlerin yerleşmiş olduğu konsantirik lameller ile çevrelenmiştir.

28 KOMPAKT KEMİK Havers kanalları kendilerine dikey veya eğik yönde seyreden Volkmann kanalları aracılığıyla birbirleriyle sürekli ilişki kurar. Volkmann kanalları, kemiğin enine yerleşim gösteren kanallarıdır. Kemiğin periosteumundan endosteumuna kadar uzanır. Kemiğe giren damarlar ve sinirler, Volkmann kanalları ile içteki kemik dokusuyla ilişki kurar. Kemik hücreleri, bu kanalların içinde bulunan kan damarlarının getirdiği besin maddeleriyle beslenir. Havers kanalları etrafında konsantrik lameller varken; Volkmann kanalları etrafında bu lameller bulunmaz.

29

30 KOMPAKT KEMİK Havers sistemleri kemiğin dışa ve içe bakan bölgelerinde dış ve iç dairesel lameller (sirkumferansiyal lameller) ile çevriliridir. Dış dairesel lameller periosteumun hemen altında İç dairesel lameller de kemik iliği boşluğunun etrafında yerleşmişlerdir. Bu iki dairesel sistem arasında bir çok havers sistemi ile düzensiz şekilde paralel lamellerden oluşan ara lameller (interstisyel lameller) de bulunur.

31 KEMİĞİN ZARLARI Bağ dokusu ve osteoprojenitör hücrelerden oluşan örtüler kemiğin iç yüzeyinde periosteum, iç yüzeyinde ise endosteum adını alırlar. Periosteumda kan damarları, lenf damarları ve duyu sinirlerinden oluşan yoğun bir ağ bulunur. Lenf damarları sadece periosteumda bulunur. Kan damarları kemiğin içerisine Volkmann kanalları aracılığıyla girer, Havers kanalları aracılığıyla kemiğin içinde her yöne gider. Duyu sinirleri de kemiği besleyen atardamarlarla birlikte kemiğin içine girerek endosteumu, ilik boşluğunu ve epifiz bölgelerini sinirlendirir. Örtüler; Dokunun beslenmesi Büyümesi ve onarımı için gerekli olan osteoblastların kaynağıdır.

32 KEMİĞİN ZARLARI Periosteumun dış tabakasından çıkan kalın kollajen fibril demetleri, içeride kemiğin dış çembersel lamellerine ve ara lamel sistemine kadar girer. Bu fibrillere Sharpey fibrüleri veya delici fibriller adı verilir. Düzensiz birçok kanalı işgal eden bu fibriller kemik lamellerine dikey ve yatay seyrederek ulaşır. Sayıları vücudun farklı bölgelerinde değişiklik gösterir. Kemikte, Sharpey fibrillerine ek olarak çok az sayıda elastik fibril de vardır. Sharpey fibrilleri, Periosteumun alttaki kemiğe tutunmasını sağlar.

33 ödev

34 OSTEOBLAST Osteoblastlar kemik oluşumundan sorumlu hücrelerdir. Kemikleşme bölgelerinde, gelişmekte olan kemiklerin periosteumunun kemiğe temas eden derin bölgelerinde diziler halinde bulunurlar. Osteoblastlar yüksek metabolik aktiviteye sahip hücrelerdir. Çekirdekleıi ökromatin özellikte ve büyük olup, genellikle hücrenin kemik yüzeyinden uzak olan kısmında yer alır. Sitoplazmalan granüllü endoplazmik retikulumca zengindir. Çok iyi gelişmiş Golgi kompleksi, çekirdek ile hücrenin tabanı arasında yer alır. Mitokondrileri uzun ve oldukça fazla sayıdadır Osteoblastlar yüksek seviyede alkalen fosfataz aktivitesi gösterirler. Bu da kemik matriksinde kalsiyum depolanmasını osteoblastların düzenlediğini gösterir. Bu hücreler kemik matriksinin organik kısmını yani kollajen fibrilleri, proteoglikanları, glikozaminoglikan ve glikoproteinleri salgılar. Henüz kireçleşmemiş olan bu tür organik maddeye osteoit denir.

35

36 OSTEOSİT Kalsiyum tuzlarının birikmesiyle kireçleşmiş kemik matriksi içinde hapsolan osteoblastlara osteosit denir. Dolayısıyla osteositler, tamamen olgunlaşmış kemik hücrelerdir. Yassı şekilde bir yapıya sahip olan bu hücreler ince sitoplazmik uzantılara sahiptir. Bu uzantılar kanaliküli denilen küçük kemik kanalcıkları içinden geçerek komşu osteositlerinkiyle ilişki kurar. Osteositlerin kemiğin diğer hücre tiplerine dönüşebilme özelliği vardır. Öyle ki; kemik yıkımı sırasında içinde bulundukları lakünlerden dışarı çıkınca hemen dinlenme halindeki osteoprogenitor hücrelere, bunlar da osteoblastlara dönüşebilir. Osteoliz olayı aktif fizyolojik bir olay olup, osteosit etrafındaki kemik matriksinin değişime uğratılması ve kemik tuzlarının geri emilmesidir

37

38 OSTEOKLAST Kemiğin yeniden biçimlenme süresince çözünüp çevre dokularca emilmesinden sorumlu çok çekirdekli hücreler olan osteoklastlar, monositlerin birleşmesiyle meydana gelir. Kökeni ve işlevi göz önüne alındığında makrofajlara çok benzerler. Özellikle kemik yıkımının olduğu bölgelere yakın bulunan, m çapında ve 50'ye yakın çekirdeği olabilen dev hücrelerdir. Kalsiyumun kemik dokusundan kana salınmasında aktif rol oynayarak, vücut sıvılarında kalsiyum derişiminin homeostatik düzenlemesinde çok önemli rol oynar. Osteoklastlann yer aldığı kemik yüzeyindeki sığ çukurlara Howship çukurları adı verilir.

39 OSTEOKLAST Kemik yıkımından aktif olarak sorumlu olan osteoklastlarda çok belirgin bir kutuplaşma göze çarpar. Çekirdekler daha çok hücrenin dış yüzeyine yani düzgün hatlı kısmına yakın yer alırken, kemiğin yıkımından sorumlu olan tarafta hücre zarı girintili ve çıkıntılı bir hal alır. Buraya dantel kenar adı verilir. Hücre zarının içeri yaptığı derin girinti ve dışarıya yaptığı uzun çıkıntılarla osteoklastın tipik görüntüsü ortaya çıkar. Osteoklastların dantel kenarının işlevi kemik yıkımı ile ilişkilidir.

40

41 OSTEOKLAST Kandaki kalsiyum seviyesinin düzenlenmesi, kemikte birbirine zıt çalışan iki hormonla kontrol edilir. Bunlar paratiroit bezinden salgılanan parathormon ve tiroit bezinden salgılanan kalsitonindir. Parathormonu kemik yıkımını uyararak kalsiyumun kemikten kana geçmesine neden olurken, kalsitonin kalsiyumun kemikten ayrılmasını baskılar. Parathormonu kemiğe ulaştığında osteosit, osteoklast ve etrafındaki kemik matriksi üzerine mikroskopta görülebilen bir etki yapar.

42

43 KEMİK Kemiğin remodelizasyonu fiziksel aktivite sonucu oluşan kuvvetlere cevap olarak ve sistemik kalsiyum dengesini regüle eden hormonal etkilere bağlıdır. Kemiğin büyük sağlamlığı uzun ekseni boyunca yüklenilen kuvvette ortaya çıkar. Stressler alttaki subkondral kemiğe ve oradan süngerimsi kemiğe yayılır ve bu böylece devam eder. Kuvvetin absorpsiyonu ve transmisyonu kemiğin eşsiz mimari dizaynı ile gerçekleşir.

44