2- Bütün Kasın Kasılması Madde 1. Giriş Bir kas içinde gelişebilen kas gerilme düzeyinde geniş bir değişme vardır. Madde 2. Amaçlar Tek bir kas kasılmasının bileşen parçalarını incelemek. Kas gerilmesi ve uyarı frekansı, motor birim recruitment i, kas gerilme derecesi arasındaki ilişkiyi anlamak. Madde 3. Kas Gerilmesine Etki Eden Faktörler Bir bütün kasta kas gerilmesine etki eden üç faktör: 1. Uyarma frekansı 2. Kasılmaya katılan (recruited) motor birim sayısı 3. Kas geriminin derecesi Madde 4. Kas Seğirmesi (Twitch) Bir kas seğirmesi uygun şiddetteki tek bir uyarana verilen bir kas kasılma yanıtıdır. Madde 5. Bir Kas Seğirmesinin Üç Fazı Bir kas seğirmesinin üç fazı: 1. Latent periyot Sarkolemma ve T tübülleri depolarize olur Kalsiyum iyonları sitozole salınır. Çapraz köprüler döngüye başlarlar fakat kasta görülür bir kısalma yoktur. 2. Kasılma fazı Miyozin çapraz köprü döngüsü sarkomerin kısalmasına neden olur 3. Gevşeme Kalsiyum iyonları aktif olarak geriye terminal sisterna içine taşınır Çapraz köprü döngüsü azalır ve sona erer Kas orijinal boyuna döner Şekil 6-1 1
Her farklı kas her faz için farklı aktüel zaman periyoduna sahiptir. Kasılma fazının olduğu hız şunlara bağlıdır: Kaldırılan yükün ağırlığına Kasılan liflerin tipine (yavaş-seğiren lifler veya hızlı-seğiren lifler) Şekil 6-1 deki diyagramı etiketleyin: Madde 6. İki Uyaranın Temporal Birikimi (Summation) Temporal sumasyon (Dalga sumasyonu): İlk uyaranla oluşan kasılmanın gevşeme periyodu tamamlanmadan önce kasa aynı şiddette ikinci bir uyaranın uygulanmasıyla oluşur. Bu artan kas gerilmesiyle sonuçlanır. Madde 7. Temporal Sumasyon Grafiği Temporal smasyonda, ikinci tepe ilkinden daha yüksektir çünkü kalsiyum iyonlarının ek içeri akışı, birinci kasılmaya eklenen ikinci kasılmayı geliştirir (Şekil 6-2). Şekil 6-2 Madde 8. Zaman Aralığının İkinci Kasılmaya Etkisi Uyaranlar arasındaki zaman aralığı ikinci kasılmanın yüksekliğine nasıl etki eder (Şekil 6-3): Şekil 6-3 Madde 9. Zaman Aralığının Etkisi Soruları İlk uyarıdan sonra gevşemeye kadar beklerseniz, sonra aynı kasa ikinci uyaranı verirseniz, temporal sumasyon olmaz. 10. Çoklu Uyarıların Birikimi (Sumasyonu) Bir kas aynı şiddetli uyaranla tekrar-tekrar uyarılır. Zamana göre kas kasılmasının grafiği çizilir. Zaman ilerledikçe, uyaranlar sıklaştırılır, zaman aralığı küçültülür. Madde 11. Çoklu Uyaranların Grafiği Şekil 6-4 teki grafiğin beş parçasını etiketleyin: 2
Şekil 6-4 Merdiven: Uyarmanın frekansı, kasılmalar arasında gevşeme tamamlanacak kadar yavaştır. Her kasılmadan sonra eğrinin baseline indiğine dikkat edin. Kasılma şiddeti (kuvveti) gerçekten artar çünkü kas kasılması kas tarafından yaratılan ısı artışına neden olur ve kaslar ısındıkları zaman daha iyi çalışırlar. Enzimler daha hızlı çalışırlar ve bir kas ısındığı zaman enzimler daha verimlidirler. Temporal birikim (sumasyon): Uyarma frekansı, gevşemenin tam olamadığı noktaya kadar artırılır. Sonuç, hücreiçi mevcut kalsiyum artışından meydana gelen gerilmede sürekli bir artıştır. Tam olmayan tetanus: Uyarma frekansı, kasın daha kısa kasılma-gevşeme döngüsü gösterdiği, fakat her kasılmadan sonra hala bir miktar gevşemenin olduğu noktaya kadar artırılır. Tam tetanus: Uyarma frekansı yeterince hızlı olduğu zaman, kasılmalar düzgün, sürekli, görünen bir gevşemenin olmadığı toplam bir kasılma içinde erir (kaynaşır). Bu durum, kalsiyum iyonlarının sitozolde sürekli birikimleri nedeniyledir. Sonuç olarak, aktinin bağlanma yerleri sürekli açık kalır. Yorgunluk: Tetanus artık devam edemez. Devam eden hızlı uyarmayla, proteinin işlevini etkileyen asidik bileşenler birikir, göreceli eksilir fakat toplam ATP eksilmez, zar aktivitelerinden meydana gelen iyon dengesi bozulur. Bu kas yorgunluğuna ve gittikçe kasın uyaranlara yanıt verememesine neden olur. 3
Açıklama: Merdiven olayıyla her uyarandan sonra kasın gevşediğine dikkat edin. Temporal sumasyon ve tam olmayan tetanus ile kas asla tam gevşeyemez ve tam tetanus ile kas kasılı kalır. Yorgunlukla, kas yavaşça gerginliğini kaybeder. Madde 12. Kas Gerilmesini Etkileyen İkinci Faktör Kas gerilmesindeki gelişmeyi etkileyen üç faktör: 1. Uyarı frekansı 2. Kasılmaya katılan (recruited) motor birim sayısı 3. Kas gerilme derecesi Madde 13. Vücutta Çoklu Motor Birim Birikimi (Sumasyonu) Hafif bir cismi hareket ettirmek için ağır bir cisme göre daha az motor birimin takviyesine (recruit) ihtiyaç duyarız. Madde 14. Çoklu Motor Birim Birikiminin (Sumasyon) Lab Simülasyonu Eşikaltı uyaran (Subthreshold stimulus): Görülebilir bir yanıt uyandırmayan bir uyarandır. Yanıt veren motor birimlerin sayısı görülür bir harekete neden olmaya yetmemektedir. Eşik (Threshold): Bir yanıt uyandırabilen minimum uyaran. Recruitment (Katılım, takviye): Eşikten daha şiddetli bir yanıt çünkü ek motor birimler gerilmede bir artma üretmek için birleşirler. Maksimal uyaran: Bütün motor birimlerin kasılmaya katıldığı (recruit) zamandır ve daha şiddetli bir uyaran daha büyük bir gerilme uyandırmaz Madde 15. Kas Gerilmesini Etkileyen Üçüncü Faktör Kas gerilmesindeki gelişmeyi etkileyen üç faktör: 1. Uyarı frekansı 2. Kasılmaya katılan (recruited) motor birim sayısı 3. Kas gerilme derecesi (uzunluk-gerilme ilişkisi) Madde 16. Uzunluk-Gerilme İlişkisi Bir kas kasılmasının kuvveti kasın başlangıç uzunluğu değiştirilerek değiştirilebilir. 4
Gerilmemiş Kas: Sarkomerin zıt uçlarındaki ince filamentlerin üstüste binmesi, birbiriyle karışıklığa ve anlaşmazlığa neden olur. Verimli enine köprü bağlanmasını sınırlandırır ve daha az gerilme gelişir. Gerilmemiş kas oldukça zayıf bir kasılma üretir. Orta-gerilmiş kas: İnce ve kalın filamentler optimum üstüste geldikleri zaman, bütün enine köprüler kasılmaya katılarak maksimum gerilme gelişir. Aşırı gerilmiş kas: İnce filamentler kalın filamentlerin hemen hemen en uçlarına, çok az gerilmenin gelişebileceği yere çekilirler. Madde 17. Özet Tek bir kas seğirmesi latent, kasılma ve gevşeme periyotlarından oluşur. Kas gerilmesini etkileyen faktörler. 1- Uyarı Frekansı: frekansın artması temporal birikime ve artan kas gerilmesine neden olur. 2- Kasılmaya Katılan (recruited) Motor Birim Sayısı: daha fazla motor birimin uyarılması artan kas gerilmesi yaratır. 3- Kasın Başlangıç Uzunluğu: Maksimum kas gerilmesi için, çapraz köprülerin maksimum bağlanmalarıyla optimum gerilimin oluşması gerekir. Arasınav Soruları Arasınav Sorusu 1: Bir Kas Seğirmesinin Fazları Bir kas seğirme eğrisi üzerinde latent periyot, kasılma periyodu ve gevşeme periyodunu belirleyin. Arasınav Sorusu 2: Bir Kas Seğirmesinin Fazları Bir kas seğirme eğrisinin çizilmesi (veya animasyonu) esnasında kasın latent periyot, kasılma periyodu ve gevşeme periyodundan hangisinde olduğunu u belirleyin Arasınav Sorusu 3: Bir Kas Seğirmesinin Fazları 5
Bir kas seğirme eğrisini çizin ve üzerine latent periyodu, kasılma periyodunu ve gevşeme periyodunu yazın. Arasınav Sorusu 4: Çoklu Uyarma Grafiği Bir kas çoklu uyaranla uyarıldığı zaman, zamana karşı kas gerilmesinin kayıtlanan kısımlarını belirleyin. Bu kısımları merdiven, temporal birikim, tam olmayan tetanus, tam tetanus ve yorgunlukla eşleştirin. Arasınav Sorusu 5: Motor Birim Sayıları Bir cismi kaldırmak için gerekli motor birim sayılarını tahmin edin. Hafif bir cisim, fakat ağır olabileceği düşünülen bir cisim kaldırılırsa, çok sayıda motor birim kullanılır ve bu iş için çok fazla sayıda kas gerilimi uygulanır. Arasınav Sorusu 6: Kalın Filamentlerin sonlarında İnce Filamentler Bir sarkomer diyagramında, kas kasılmasının gerilmesini tahmin edin. Arasınav Sorusu 7: İnce Filamentlerin Üstüste (overlapping) Binmesi Bir sarkomer diyagramında, kas kasılmasının gerilmesini tahmin edin. Arasınav Sorusu 8: İnce Filamentlerin İdeal Pozisyonu Maksimum kasılma kuvveti için ince filamentleri sarkomer içinde ideal başlangıç konumunda olacak konuma getirin. Tüm Kas kasılmasıyla İlgili Çalışma Soruları 1. (Madde 1) Bir kasta gelişebilen kas gerilme düzeyi daima sabittir. a. Doğru b. Yanlış 2. (Madde 3) Bir tüm kasta kas gerilmesini etkileyen üç faktör nedir? 3. (Madde 4) Uygun şiddette tek bir uyarana yanıt olarak oluşan bir kas kasılmasına. adı verilir. 4. (Madde 5) Bir kas seğirmesinin üç fazı nedir? 5. (Madde 5) Aşağıdaki ifadelerden hangileri bir kas seğirmesinde latent periyot, kasılma periyodu veya gevşeme periyodunun karakteristikleridir?.. a. Miyozin çapraz köprü döngüsü sarkomerin kısalmasına neden olur.. b. Kasta görülür bir kısalma olmaz.. c. Kalsiyum iyonları aktif olarak geriye terminal sisternaya taşınır... d. Çapraz köprü döngüsü azalır ve sona erer.. e. Sarkolemma ve T tübülleri depolarize olur.. f. Kas orijnal uzunluğuna döner. 6
6. (Madde 5) Bir kas seğirmesinin kasılma fazının hızının değişmesine neden olan iki faktör nedir? 7. (Madde 6) İlk uyaranın gevşeme periyodu tamamlanmadan önce aynı şiddette ikinci bir uyaran uygulandığı zaman kas gerilmesinin artmayla sonuçlanmasına ne ad verilir? 8. (Madde 7) Temporal sumasyonda, ikinci tepe birincisinden neden daha yüksektir? 9. (Madde 8) Aynı kasa iki uyaran uygulanırsa, aşağıdakilerden hangisiyle daha şiddetli ikinci kasılma sonuçlanır. a. Uyaranlar 50 milisaniye aralıklarla verilirse b. Uyaranlar 70 milisaniye aralıklarla verilirse 10. (Madde 9) İlk uyarandan sonra gevşemenin tamamlanmasına kadar beklenir, sonra aynı kasa ikinci bir uyaran uygulanırsa, temporal sumasyon niçin oluşmaz? 11. (Madde 11) Aşağıdaki ifadelerden hangisine göre kas kasılı kalır, görülür bir gevşeme olmaz? a. Temporal sumasyon b. Yorgunluk c. Tam olmayan tetanus d. Merdiven e. Tam tetanus 12. (Madde 11) Aşağıdaki ifadelerden hangisine göre uyaranlar arasında kas tam olarak gevşer? a. Temporal sumasyon b. Yorgunluk c. Tam olmayan tetanus d. Merdiven e. Tam tetanus 13. (Madde 11) Aşağıdaki ifadelerden hangisine göre sitozolde kalsiyum iyonlarının gittikçe birikmesi nedeniyle her uyaranla kasılma kuvveti artar? a. Temporal sumasyon b. Yorgunluk c. Tam tetanus d. Merdiven 7
14. (Madde 11) Aşağıdaki ifadelerden hangisine göre her uyaranla kasılma kuvveti zayıflar? a. Temporal sumasyon b. Yorgunluk c. Tam olmayan tetanus d. Merdiven e. Tam tetanus 15. (Madde 11) Aşağıdakilerden hangisi kas yorgunluğunun nedeni değildir? a. Zar aktivitelerinden meydana gelen iyonik dengesizlik b. ATP rölatif eksilir fakat toplam olarak eksilmez c. Sitozolde kalsiyum iyonlarının tükenmesi d. Asidik bileşenlerin birikmesi 16. (Madde 12) Aşağıdakilerden hangisi kas gerilme gelişmesini etkileyen faktörlerden biri değil? a. Kasılmaya eklenen (recruit) motor birim sayısı b. Kas gerilme derecesi c. Uyarı frekansı d. Bunların hepsi 17. (Madde 13) Bir kas hangi kuvveti uygularsa uygulasın, ne yaparsa yapsın fark etmez, daima aynı sayıda motor birim kullanır. a. Doğru b. Yanlış 18. (Madde 14) Bir kasa bir yanıt uyandırabilen minimum uyaran (voltaj) uygulanır. Buna. denir. a. Eşik b. Maksimum uyaran c. Eşikaltı uyaran d. Recruitment 19. (Madde 14) Bir kasa bir uyaran (voltaj) uygulanır ve görülür bir yanıt oluşmaz. Buna. denir. a. Eşik b. Maksimum uyaran c. Eşikaltı uyaran d. Recruitment 8
20. (Madde 14) Bir kasa bir uyaran (voltaj) uygulanır. Diğer bir, daha şiddetli uyaran orijinalinden daha büyük bir gerilme uyandırmazsa, buna. denir. a. Eşik b. Maksimum uyaran c. Eşikaltı uyaran d. Recruitment 9