İnsanda Destek ve Hareket Sistemi A. HAYVANLARDA DESTEK VE HAREKET Canlı vücuduna desteklik görevi yapan, vücudun çeşitli kısımlarını koruyan ve hareketi sağlayan sisteme destek ve hareket sistemi denir. Bu sistemlerin çalışmasını, sinir sistemi ve hormonlar birlikte düzenler. İskeletin üç ana tipi vardır; hidrostatik iskelet, dış iskelet ve iç iskelettir. 1. Hidrostatik İskelet Hidrostatik iskelet, vücut sıvısı ve bu sıvıyı hareket ettirerek basınç oluşturan kaslardan meydana gelir. Solucanlarda görülen hidrostatik iskelet, iç organları şoklardan korur, ayrıca yerde sürünmede ve zeminde tünel açmada desteklik sağlar. Toprak solucanında halka şeklinde ve boyuna uzanmış kaslar bulunur. Bu kasların kasılması ile ritmik hareketler oluşur. 2. Dış İskelet Omurgasızlardan eklem bacaklılarda ve yumuşakçalarda görülen dış iskelet, ektoderm tabakasından gelişir. Organik ve inorganik maddelerin hayvan vücudunun dış kısmında koruyucu bir tabaka meydana getirmesiyle oluşur. Dış iskelete sahip hayvanlarda kaslar iskelete içten bağlanır. İskeletin dışında hiçbir doku bulunmaz. Hayvanın hareketini ve büyümesini sınırlar. Bu nedenle bazı hayvanlarda zaman değiştirilir, bazı hayvanlarda ise üzerine yeni ekler yapılır. Karada yaşayan hayvanlarda su kaybını engeller. 3. İç İskelet İç iskelet hayvanın yumuşak dokusu içine gömülmüş olarak bulunur, kıkırdak veya kemikler gibi sert, destekleyici elemanlardan oluşur. Omurgalıların tamamında ve omurgasızlardan sünger ve derisi dikenlilerde görülür. Omurgalı hayvanlarda mezoderm tabakasından gelişir. İç iskelet vücudun içinde yer alır, bu nedenle büyümeyi sınırlamaz ve hareketi kolaylaştırır. Kaslar iskelete dış yüzeyinden bağlanır. Üzerinde kıl, tüy, pul gibi vücut örtüleri bulunur. İç organları korur. Organik ve inorganik maddelerden oluşur, kan üretir. B. İNSANDA DESTEK VE HAREKET İnsanda destek ve hareket sistemi kemik kıkırdak ve kas dokudan oluşur. 1. İnsan İskeletinin Genel Yapısı ve Kemik Çeşitleri Baş gövde ve üyelerden oluşan iskelette yaklaşık 206 adet kemik bulunur. A. Kemik Doku ve Yapısına Göre Kemik Çeşitleri Kemik doku, lagün adı verilen boşluklarda yer alan sitoplazmik uzantılarla birbirine bağlantılı, osteosit adı verilen yıldız şeklindeki hücrelerin oluşturduğu, ara maddeli bir dokudur. Ara maddesi organik ve inorganik kökenli olup osein denir. Kemik doku üzerinde yer alan katılgan dokudan oluşan canlı periost denilen kemik zarı bulunur. Periost sinir ve kan damarları taşır, kemiğin onarımından ve enine büyümesinden sorumludur.
Embriyonik dönemin ilk iki ayında kıkırdak yapılı olan iskelet daha sonra kemikleşmeye başlar, doğumdan sonra 20-25 yaşına kadar devam eder. Kemiklerin Görevleri: Kemikler vücuda şekil verir, desteklik sağlar ve yaşamsal organları dış etkilerden korur. Kaslarla beraber vücudu hareket ettirir. Kemiklerin içinde bulunan kırmızı kemik iliği, kan hücreleri üretir. Kalsiyum, fosfat, magnezyum gibi mineralleri depo eder. Kemiklerin bir bölümü bağ dokudan bir bölümü ise kıkırdak dokudan oluşur. Kemikler yapılarına göre ikiye ayrılır. 1. Sıkı (Sert) Kemik Doku Belirgin boşluklar bulunmaz. Kan damarlarının ve sinirlerin yer aldığı boyuna Havers kanalları ve bu kanalları enine birbirine bağlayan Volkmann kanallarına sahiptir. Bu kanalların ortasında akyuvar yapan sarı kemik iliği bulunur. Uzun kemiklerin gövdesinde ve baş kısmındaki süngerimsi kemik doku üzerinde, kısa ve yassı kemiklerin periost zarı altında yer alır. 2. Süngerimsi Kemik Doku Düzensiz boşluklarında kırmızı kemik iliğinin bulunduğu ince kemik lamellerden oluşur. Uzun kemiklerin baş kısmının içinde, yassı ve kısa kemiklerin iç kısmında bulunur. B. Şekillerine Göre Kemik Çeşitleri Kemikler şekillerine göre dörde ayrılır. a. Uzun Kemikler Kol ve bacak kemikleridir. Sıkı kemikten oluşmuş gövde kısmının ortasında sarı kemik iliği bulunur. Gövdenin iki ucunda baş bölgesi bulunur. Baş kısmının içi süngerimsi kemik yapısındadır ve kırmızı kemik iliği bulunur. Uzun kemiğin gövde ile baş kısmı arasında kemiğin boyuna uzamasını sağlayan kıkırdak doku yapılı epifiz plağı bulunur. b. Yassı Kemikler Kafatası, kürek, kalça, kaburga kemikleri yassı kemiklerdir. Kalınlığı ve eni, boyundan az olan kemiklerdir. Periost zarı altında sıkı kemik ortada ise kırmızı kemik, iliğini bulunduran süngerimsi kemik doku bulunur. c. Kısa Kemikler El ve ayak bileklerinde kemikler kısa kemiklerdir. Eni, boyu ve kalınlığı yaklaşık birbirine eşittir. Yapısı yassı kemiklere benzer. d. Düzensiz Şekilli Kemikler Omurlar ve bazı yüz kemikleri düzensiz şekillidir. Yapısı kısa ve yassı kemiklere benzer. 2. Kemik Dokunun Yapısını Etkileyen Faktörler
Kemik yapımında kalıtsal faktörler, hormonlar, mineraller, vitaminler,(a,c,d),güneş ışığı, protein içeren besinler almak etkilidir. D vitamini eksikliğinde çocuklarda raşitizm, yetişkinlerde osteomalizi denen kemik hastalığı görülür. Yaşlanmaya bağlı olarak kemik ara maddesi azalırsa osteoporoz denilen kemik doku hastalığı görülür. 3. Kıkırdak Doku ve Çeşitleri Omurgalıların embriyolarında, köpek balığı, vatoz gibi balıkların erişkinlerinde iskelet kıkırdaktan oluşur. Kıkırdak dokusunu hücrelerine kondrosit, ara maddesine ise kondrin adı verilir. Kıkırdak dokuda kılcal kan damarları ve sinirler bulunmaz. Kıkırdak doku hücreleri bağ dokudan difüzyonla madde alış verişi yapar. Kıkırdak doku ara maddesine göre üçe ayrılır. a. Hiyalin Kıkırdak Kondrosit hücreleri fazladır. Hücreler ara maddesi saydamdır, kollojen lifler bulundurur. Basınca dayanıklıdır. Embriyonik dönemde iskelet, erginlerde ise soluk borusu, kemiklerin eklem başları, kaburga uçları hiyalin kıkırdak yapıdadır. b. Elastik Kıkırdak Hücre ara maddesinde bol miktarda elastik lifler bulunur. Kulak kepçesi, östaki borusu, epiglotis elastik kıkırdak yapılıdır. c. Fibröz Kıkırdak Kollojen lifleri bol, kıkırdak hücreleri azdır. Basınç ve çekmeye dayanıklıdır. Omurlar arasındaki diskler fibröz kıkırdak yapılıdır. 4. Eklemler ve Çeşitleri İki kemiğin birleştiği yere eklem denir. Üç çeşit eklem vardır. a. Oynar Eklem Kol ve bacaklardaki eklemler oynar eklemlerdir. Eklem bölgesindeki kemiklerin uçlarında bağ dokudan yapılı eklem kapsülü bulunur. Kapsülün iç kısmı sinovial sıvı (eklem sıvısı)salgılayan sinovial zar ile sarılmıştır. Bu sıvı eklem boşluğuna gönderilecek kemiklerin birbirine sürtünerek aşınmasını önler. Ayrıca eklem yüzeyi eklem kıkırdağı ile örtülüdür. İki kemiği birbirine bağlayan bağ dokudan yapılmış ligament (eklem bağları) bulunur.
b. Az Oynar Eklem Eklem yapısı Omurgayı oluşturan eklemlerdir. Hareket yetenekleri sınırlıdır. c. Oynamaz Eklem Kafatası ve alt çene hariç yüzdeki eklemlerdir. Hareket yetenekleri yoktur. 5. Kas Doku ve Çeşitleri Uyarıldıklarında kasılıp gevşeme özelliğindeki dokulara kas doku adı verilir. Kaslar hareket dışında destek görevi de görür. Kas hücresinin sitoplâzmasına sarkoplazma, hücre zarına sarkolemma, endoplazmik retikuluma ise sarkoplazmik retikulum denir. Kas hücrelerinde kasılmayı sağlayan miyofibriller bulunur. Miyofibriller aktin ve miyozin proteinlerinden oluşur. Kaslar yapı ve çalışmalarına göre üçe ayrılır. a. Çizgili Kas (İskelet Kası) Hücreleri uzun ve silindir şekilli olup çok çekirdeklidir. Çekirdekleri hücrenin kenarında bulunur. Çizgili kaslar isteğe bağlı çalışır. Düz kaslara göre hızlı kasılıp, çabuk yorulur. Çizgili kaslarda aktin ve miyozin iplikleri düzenli aralıklarla dizildiğinden enine bantlaşma gösterir. Aktin iplikleri ince olup ışığı az kırar, açık renkli görünür. miyozin iplikleri kalın olup ışığı çok kırar, koyu renkli görünür. Yalnız aktin ipliklerinin bulunduğu açıklı bölgeye I bandı, yalnız miyozin ipliklerinin bulunduğu açıklı bölgeye H bandı, miyozin ipliklerinin aktin iplikleri ile birlikte bulunduğu bölgeye ise A bandı denir. I bandı ortasında Z çizgisi bulunur. İki Z çizgisi arasına sarkomer(kasılma birimi)denir.
Çizgili kas hücreleri sitoplâzmasında oksijen taşıyan miyoglobin pigmenti bulunur. b. Düz Kaslar Hücreleri mekik şeklindedir. Çekirdekleri bir tane olup hücre ortasındadır. Otonom sinirlerle kontrol edilir. Kasılmaları yavaş, istem dışı, ritmik ve uzun sürelidir. Eklembacaklılar hariç omurgasız hayvanlarda bulunur, omurgalılarda ise dolaşım, sindirim, solunum, boşaltım gibi sistemleri meydana getiren organların duvarlarında bulunur. c. Kalp kası Düz kasın yapısı düz kaslar gibi istemsiz çalışır çizgili kaslar gibi de bağlantı yapı gösterir. Hücresinde bir veya iki çekirdek bulunur, çekirdekler hücre ortasındadır. Kas telleri kısa boyludur, birbirine bağlandığı yerlerde ara diskler bulunur. 6. İskelet Kasının Kasılma Mekanizması Kasın kasılması için en küçük uyartı şiddetine eşik şiddet denir. Kas eşik şiddetinin altındaki uyarılara tepki vermez, üzerindeki uyarılar ise hep aynı şiddette tepki verir. Buna ya hep ya hiç prensibi denir. Kasın bir kez kasılıp gevşemesine ise kas sarsı ya da kasıl sarılması denir. Kasılmanın(Kasıl Sarılma) grafiği:
1. Gizli evre (a-b): Kasın uyarılmaya başladığı an ile kasılmaya başladığı an arasındaki süredir. 2. Kasılma evresi (b-c): Kasılmanın başladığı an ile gevşemenin başladığı an arasındaki süredir. 3. Gevşeme evresi (c-d): Kasın gevşeyerek dinlenme haline geçmesidir. Fizyolojik tetanos grafiği Kasılı bir kasın gevşemesinden sonra tekrar kasılıncaya kadar bir süre dinlenmesi gerekir. Kas sık aralıklarla uyarıldığında gevşemeye fırsat bulanamaz, sürekli kasılı kalır. Bu olaya fizyolojik tetanos denir. Sağlıklı bir insanda kaslar tamamen gevşemez, hafif kasılı durumdadır. Bu duruma kas tonumu denir. Kasın daha kısa sürede uyartılara cevap vermesini sağlar. Çizgili kasların kasılması Huxley kayana iplikler modeli ile açıklanır. Çizgili kası oluşturan açık bantlı aktin ipliği ile koyu bantlı miyozin ipliklerinin birbiri üzerine kayması ile kasılma ve gevşeme gerçekleşir. Kasılma sırasında Gevşeme Sırasında A bandının boyu değişmez A bandının boyu değişmez I bandı daralır I bandı uzar
H bandı görülmez olur H bandı ortaya çıkar İki Z çizgisi arasındaki mesafe azalır İki Z çizgisi arasındaki mesafe artar Kasın boyu kısalır Kasın boyu normale döner Kasılma sırasında kasın hacmi ve kütlesi değişmez. 7. Kas Kasılmasının Kimyasal Olarak Açıklanması Herhangi bir kas biriminin kasılması için sinir hücreleri ile uyarılması gerekir. Kas hücreleri ile sinir hücreleri arasındaki sinapslara motor uç plağı denir. Kas kasılması sinir hücrelerinin akson uçlarından motor plak boşluğuna asetli kolin, nöradrenalin vb. kimyasal maddeler salınmaya başlar. Nörotransmitterler ile uyarılan kas hücreleri zarının Na+ iyonlarına geçirgenliği artar, elektriksel bir değişim olur.oluşan değişim ile sarkoplazmik retikulumlarda depo edilen Ca++ iyonları kasılma birimleri arasına salınır. Ca++ iyonları miyozin lifleri üzerindeki ATP az enzimini aktifleştirerek ATP, ADP+P ye dönüşür. Açığa çıkan enerji ile aktin ve miyozin iplikleri birbiri üzerinde kayar, kas kasılır. Kasılma sonrasında Ca2+ iyonları sarkoplazmik retikuluma geri pompalanır, kas gevşer. Kaslarda Kullanılan Enerji Kasılma için enerji öncelikle kas sitoplazmasındaki ATP den karşılanır. ATP ATPaz > ADP + P + Enerji Kastaki ATP tükendiğinde, kasta hazır bulunan kreatin fosfatlardan enerji elde edilir. Kaslarınızın süreli çalışmasında kaslarda depo edilen glikojenler kullanılır. Kasa gelen oksijen yeterli olmadığında oksijensiz solunum ile enerji elde edilir.
Kas kasılırken, oksijen, ATP, glikoz ve kreatin fosfat tüketilir. Karbon dioksit, kreatin, ADP, laktik asit, inorganik fosfat ve ısı oluşur. 8. Kas iskelet ilişkisi Çizgili kasları, kemiklere bağlayan bağ dokusuna tendon denir. İskelet kasları bir ucu kemiğe bağlanırken diğer ucu hareketli bir ekleme bağlanır. İskelet kasları çoğunlukla çiftler halinde çalışır. Çift kaslardan biri kasılırken diğeri gevşer. Bunlar birbirine zıt çalışırlar bu kaslara antagonist kaslar denir. Kol ve bacak kasları antagonist kaslardır. Karın ve sırt kasları ise aynı anda kasılıp gevşeyerek çalışır. Bu kaslara da sinerjit kaslar denir. http://www.biyolojidersnotlari.com