İskelet Kası Fizyolojisi

Özet:

İskelet kası; istemli, çizgili, uzun veya segmental kas olarak da bilinen, temel özelliği kas kasılması olan, insan hareketleri için temel oluşturan, vücut işlevleri arasında mekanizması en iyi ve en detaylı şekilde anlaşılmış yapıdır.

İskelet kasının kontraksiyon mekanizmasını başlatan faktör, motor korteksten çıkarak medulla spinalis ön boynuzundaki alfa motor nöronlara ulaşan hareket emirleridir. Motor nöronlardan çıkan aksonların her biri kas lifi demetine gider, fasiküle girdikten sonra dallanır ve her dal bir tek kas lifini inerve eder. Bir motor nöron, buradan çıkan akson ve aksonun dallanarak inerve ettiği kas liflerinin tümü “motor ünit” olarak adlandırılır. Motor nörondan gelen bir elektrik uyarısının kas kontraksiyonunu başlatabilmesinde “hep veya hiç kanunu” geçerlidir. Uyarının şiddeti eşik değere eşitse maksimum kuvvette bir kas kontraksiyonu sağlanır. Böyle eşik değere eşit veya üstünde şiddete sahip bir uyarı presinaptik sonlanmaya eriştiği zaman buradaki asetilkolin kesecikleri açılır ve sinaptik oluk asetilkolinle dolar. Sinaptik oluğu geçen asetilkolin postsinaptik sonlanmadaki özel reseptörlere bağlanarak hücre membranının geçirgenliğini artırır. Sinir uyarısının kasa ulaşması ile hareket potansiyeli T tübüllerine yayılır; uyarılma-kasılma ikileşmesi gerçekleşir; sinirin kasa giriş yerinde doğan aksiyon potansiyeli sarkotübüler sistem üzerinden hızla kasın içine yayılır ki bu yayılma sırasında sarkoplazmik retikulumdaki terminal keseciklerden hücre içine kalsiyum iyonları serbestlenmektedir. Sarkoplazmik retikulumdan salınan kalsiyum iyonları troponine bağlanır ve çapraz köprü döngüleri çalışmaya başlar. Oluşan enerji sonucu, miyozin filamentin molekül başları ile aktin filamentin aktif bölgeleri arasında tek yönlü olarak molekül köprüleri kurulup yıkılmaya başlar. Bu köprüleşmenin etkisiyle ince aktin filamentler, kalın miyozin filamentlerin üzerinde kayarak birbirlerine yaklaşırlar; bu olayda filamentlerin boyu değişmemekte, buna karşılık sarkomerin boyu kısalmakta ve kas kontraksiyonu gerçekleşmektedir.

İstemli hareketlerdeki kuvvetli ve uzun süreli kas kontraksiyonları için gerekli olan enerji, mitokondriler içinde gerçekleşen bir seri reaksiyon ile elde edilir. Çünkü adenozin trifosfatın hızla harcanması sonucu, adenozin difosfatın yeniden adenozin trifosfata çevrilmesi için gereken kreatin fosfat hızla tükenerek yetersiz kalmaktadır. Kas lifinin kreatin fosfat içeriği sınırlı olup, kasılma sırasında 8-10 sn içerisinde tükenir. Sonuçta adenozin trifosfatın yeniden sentez edilebilmesi için başka kaynaklara yönelinir ve enerji üretebilen farklı biyoşimik reaksiyonlar devreye girer. En önemli enerji kaynağı glikojendir. Glukoz kan dolaşımı ile kasa gelir ve burada glikojene çevrilir, takiben mitokondrilerde Krebs siklusu adı verilen bir dizi glikoliz reaksiyonları ile yıkılır. Bu reaksiyon zincirinde, pirüvik asit oluşana kadar, ortamda oksijen varlığına gereksinme yoktur. Pirüvik asit oluştuktan sonra ortamda yeterli oksijen sağlanabildiği sürece reaksiyon zinciri devam eder ve aerobik glukoz reaksiyonları sonunda glikojen, su ve karbondioksite kadar parçalanır. Eğer kasa yeterli ölçüde oksijen gelmezse açıkta kalan hidrojen iyonları pirüvik asidin laktik aside dönüşmesiyle ortamdan uzaklaştırılır ki buna, “anaerobik glikoliz” adı verilir. Uzayan yorucu kas kontraksiyonlarında meydana gelerek kasta biriken laktik asit Cori siklusuna girerek yeniden glikojene çevrilir. Bu siklus içinde lastik asit kastan kan dolaşımına geçerek karaciğere gider. Karaciğerde glikoneogenez ile glukoza çevrilerek tekrar kan dolaşımı ile kasa gelir ve glikojene çevrilir. Uzayan kas aktivitelerinde glikojen depolarını korumak için kan dolaşımı ile gelen trigliseridlerden de yararlanılmaktadır. Çok ağır kas aktivitelerinde ise aminoasitler de kasta oksitlenerek enerji elde etmek amacıyla kullanılabilir.

Anahtar Kelimeler:

Kas fizyolojisi, Kas kontraksiyonu, Sarkopeni, Kas metabolizması