Destek ve Hareket Sistemi
Kıkırdak ve kemik doku, kemik iliği, kemiğin boyca uzaması, eklemler, üç kas tipi, sarkomer ve kayan iplikler modeli, kasılmada Ca ve ATP, enerji kaynakları ve sistem sağlığı.
- İskelet sisteminin görevlerini, kıkırdak doku çeşitlerini (hiyalin, elastik, lifli) ve vücutta bulundukları yerleri
- Sıkı ve süngerimsi kemik dokuyu, Havers ve Volkmann kanallarını, osteoblast, osteosit ve osteoklastın görevlerini, kırmızı ve sarı kemik iliğini, periostu
- Kemiklerin gelişimini, epifiz plağında boyca uzamayı ve büyüme hormonuyla ilişkisini; kemik çeşitlerini ve eklemleri
- Çizgili iskelet kası, düz kas ve kalp kasını çekirdek sayısı, istem, kasılma hızı ve yorulma bakımından karşılaştırmayı
- İskelet kasının yapısını (kas lifi, miyofibril, sarkomer) ve kayan iplikler modeliyle kasılmada hangi bant ve bölgelerin kısalıp hangisinin değişmediğini hesaplamayı
- Kasılmada \(\text{Ca}^{2+}\) ve ATP'nin rolünü, kasın enerji kaynaklarını, kas tonusunu, antagonist kasları, kas yorgunluğunu ve sistemin sağlığını
Destek ve hareket sisteminin görevleri
Bir binayı ayakta tutan iskelet nasıl kolonlardan ve kirişlerden oluşuyorsa vücudumuzu da kemikler ve kıkırdaklar taşır. Kaslar bu iskeletin üzerine tendonlarla tutunur ve kasıldıklarında kemikleri hareket ettirir. Bu yüzden iskelet sistemi ile kas sistemi birlikte destek ve hareket sistemi olarak incelenir. İskelet sisteminin görevleri şunlardır:
- Vücuda şekil vermek ve vücudu desteklemek
- Beyin, omurilik, kalp ve akciğer gibi organları korumak (kafatası, omurga, göğüs kafesi)
- Kaslara tutunma yüzeyi sağlayarak hareketi mümkün kılmak; kemikler kaldıraç, eklemler dayanak noktası gibi çalışır
- Kırmızı kemik iliğinde kan hücrelerini üretmek
- Kalsiyum ve fosfor gibi mineralleri depolamak; gerektiğinde kana vermek
İnsanın iskeleti yetişkinde yaklaşık 206 kemikten oluşur. Yeni doğanda kemik sayısı daha fazladır, çünkü bazı kemikler (örneğin kafatası kemiklerinin parçaları ve sağrı omurları) büyüme sırasında kaynaşır. İskelet iki bölümde incelenir. Eksenel iskelet vücudun orta eksenini oluşturur: kafatası, omurga, kaburgalar ve göğüs kemiği. Üye iskeleti kol ve bacak kemikleri ile bunları eksenel iskelete bağlayan omuz ve kalça kuşaklarından oluşur. Omurga, ağırlığı taşıyan ve omuriliği koruyan bir kemik dizisidir; kaburgalar göğüs kemiği ve omurgayla birlikte kalbi ve akciğerleri koruyan göğüs kafesini yapar.
İskeleti oluşturan iki doku, kıkırdak doku ve kemik dokudur. İkisi de bağ dokunun özelleşmiş biçimleridir: hücreler, kendi salgıladıkları bol miktarda ara madde içine gömülüdür. İki dokunun farkını ara maddenin yapısı ve kan damarı bulunup bulunmaması belirler.
Kıkırdak doku
Kıkırdak doku, esnek ve dayanıklı bir dokudur. Ara maddesi kondrin adı verilen jelimsi bir maddedir ve kolajen ya da elastik lifler içerir. Ara maddeyi üreten genç hücrelere kondroblast, ara madde içindeki küçük boşluklarda (kapsüllerde) bulunan olgun hücrelere kondrosit denir. Kıkırdağın çoğu, kan damarlarından zengin bir bağ doku zarı olan perikondriyum ile sarılıdır.
Kıkırdak dokunun en önemli özelliği kan damarı ve sinir içermemesidir. Hücreler besin ve oksijeni çevredeki damarlardan (perikondriyumdan ya da eklem sıvısından) ara madde boyunca difüzyonla alır. Bu yüzden kıkırdak hücrelerinin metabolizması yavaştır ve hasar gören kıkırdak çok yavaş, çoğu kez eksik onarılır. Sporcularda menisküs ya da eklem kıkırdağı yaralanmalarının uzun sürmesinin nedeni budur.
Ara maddedeki lif çeşidine ve miktarına göre üç tür kıkırdak vardır:
| Kıkırdak türü | Ara maddenin özelliği | Bulunduğu yerler |
|---|---|---|
| Hiyalin kıkırdak | İnce kolajen lifler; saydam, mavimsi beyaz; en yaygın tür | Eklem yüzeyleri, kaburgaların göğüs kemiğine bağlandığı uçlar, soluk borusu halkaları, burun, gırtlak; embriyo iskeletinin büyük kısmı ve epifiz plakları |
| Elastik kıkırdak | Bol elastik lif; çok esnek, bükülünce eski şeklini alır | Kulak kepçesi, dış kulak yolu, östaki borusu, gırtlak kapağı (epiglot) |
| Lifli kıkırdak | Kalın kolajen lif demetleri; basınca ve çekmeye en dayanıklı tür | Omurlar arasındaki diskler, iki leğen kemiğinin önde birleştiği yer, diz eklemindeki menisküsler |
Lifli kıkırdakta ve eklem yüzeylerini örten hiyalin kıkırdakta perikondriyum bulunmaz. Kulak kepçenizi büküp bıraktığınızda hemen eski şeklini alması elastik kıkırdağın, omurlar arasındaki disklerin her adımda yükü sönümlemesi lifli kıkırdağın işidir.
Kemik doku: yapı ve hücreler
Kemik doku, vücudun en sert dokularındandır. Ara maddesi, organik kısımda büyük ölçüde kolajen liflerden ve proteinlerden (MEB kitaplarında osein adıyla geçer), inorganik kısımda kalsiyum fosfat ve kalsiyum karbonat gibi mineral tuzlarından oluşur. Mineraller kemiğe sertlik ve basınca dayanıklılık, kolajen lifler ise esneklik ve kırılmaya karşı direnç kazandırır. Bu ikiliği basit bir deneyle görebiliriz: Bir tavuk kemiği birkaç gün sirkede ya da seyreltik asitte bekletilirse mineraller çözünür ve kemik lastik gibi bükülebilir hâle gelir. Kemik yakılırsa organik maddeler yanar, geriye kalan mineral iskelet sertliğini korur ama çok kırılgan olur.
Kemik dokuda üç hücre tipi bulunur:
- Osteoblast: Kemik yapan hücredir. Ara maddeyi salgılar ve minerallerin çökmesini sağlar. Periostun iç katında ve kemik yüzeylerinde bulunur.
- Osteosit: Olgun kemik hücresidir. Osteoblast, salgıladığı ara maddenin içinde kalınca osteosite dönüşür. Ara madde içindeki küçük boşluklarda yaşar ve ince kanalcıklarla komşu osteositlere bağlanır; besin ve atıklar bu kanalcıklarla taşınır.
- Osteoklast: Kemik ara maddesini yıkan (eriten) büyük, çok çekirdekli hücredir. Kemiğin yeniden şekillenmesinde ve kemikteki kalsiyumun kana verilmesinde görev yapar.
Kemik canlı bir dokudur ve ömür boyu yenilenir: osteoklastlar eski kemiği yıkarken osteoblastlar yenisini yapar. Kandaki kalsiyum düzeyi düştüğünde paratiroit bezinden salgılanan parathormon kemikten kana kalsiyum geçişini artırır; kalsiyum yükseldiğinde tiroit bezinin salgıladığı kalsitonin kandaki kalsiyumu düşürür ve kemikte birikimini destekler. Bu hormonların ayrıntısı endokrin sistem konusundadır; burada bilmemiz gereken, kemiğin vücudun kalsiyum deposu olduğudur.
Kemik doku yapısına göre ikiye ayrılır. Sıkı (sert) kemik doku boşluksuz görünür ve kemiklerin dış katmanını, uzun kemiklerin gövdesinin duvarını yapar. Mikroskopta sıkı kemiğin, iç içe halkalardan oluşan silindirik birimlerden yapıldığı görülür. Her birimin merkezinde kemiğin uzun eksenine paralel uzanan bir Havers kanalı bulunur; kanalda kan damarları ve sinirler vardır. Kanalın çevresindeki halkalara lamel denir ve osteositler lamellerin arasındaki boşluklara yerleşmiştir. Bir Havers kanalı, çevresindeki lameller ve osteositlerle birlikte bir Havers sistemi oluşturur. Havers kanallarını birbirine ve kemiğin dış yüzeyindeki periosta bağlayan, kemiğin eksenine dik (enine) kanallara Volkmann kanalları denir. Böylece periosttaki damarlarla kemiğin derinindeki osteositler arasında kesintisiz bir yol kurulur.
Süngerimsi kemik doku ise ince kemik çubuklarından (trabekül) oluşan, sünger gibi gözenekli bir yapıdır ve Havers sistemi içermez. Gözenekleri kırmızı kemik iliğiyle doludur. Kısa ve yassı kemiklerin içi ile uzun kemiklerin uç kısımları süngerimsi kemikten yapılmıştır. Bu yapı kemiği hafifletir; çubuklar yükün geldiği doğrultuda dizildiği için az malzemeyle büyük dayanıklılık sağlar.
Uzun kemiğin yapısı ve kemik iliği
Uyluk kemiği ya da üst kol kemiği gibi bir uzun kemiğin boyuna kesitinde şu bölümler görülür:
- Diyafiz: Kemiğin gövdesidir. Duvarı sıkı kemikten yapılmıştır; ortasında ilik boşluğu bulunur.
- Epifiz: Kemiğin iki ucudur. Dışta ince bir sıkı kemik katmanı, içte süngerimsi kemik bulunur.
- Epifiz plağı (büyüme kıkırdağı): Büyüme çağında epifiz ile diyafiz arasında bulunan hiyalin kıkırdak tabakasıdır.
- Eklem kıkırdağı: Epifizin eklem yapan yüzeyini örten hiyalin kıkırdaktır.
- Periost (kemik zarı): Kemiğin eklem yüzeyleri dışındaki bütün dış yüzeyini saran, kan damarı ve sinirden zengin bağ doku zarıdır. İç katmanındaki osteoblastlar kemiğin enine büyümesini ve kırıkların onarımını sağlar. Kaslara bağlanan tendonlar ve kemikleri birbirine bağlayan bağlar da periosta tutunur.
Kemiklerin içindeki yumuşak dokuya kemik iliği denir ve iki türü vardır. Kırmızı kemik iliği, alyuvar, akyuvar ve kan pulcuklarının yapıldığı dokudur. Yeni doğanda bütün kemiklerin iliği kırmızıdır. Yaş ilerledikçe uzun kemiklerin ilik boşluğundaki kırmızı ilik yerini yağ hücrelerinden zengin sarı kemik iliğine bırakır. Yetişkinde kırmızı ilik başlıca yassı kemiklerde (kafatası, göğüs kemiği, kaburgalar), omurlarda, leğen kemiklerinde ve uzun kemiklerin uçlarındaki süngerimsi kemikte bulunur. Sarı ilik büyük ölçüde yağ deposudur, ama ağır kan kaybı gibi durumlarda yeniden kırmızı ilik gibi kan hücresi üretmeye başlayabilir. Kemik iliği nakli kırmızı ilikteki kök hücrelere dayanır.
Kemiklerin gelişimi, boyca uzama ve kemik çeşitleri
Embriyoda iskeletin büyük kısmı önce hiyalin kıkırdaktan bir model olarak oluşur. Gelişim ilerledikçe bu kıkırdak model, osteoblastların yaptığı kemik dokuyla yer değiştirir. Kıkırdağın yerini kemiğe bırakmasına kemikleşme denir. Kafatasının yassı kemiklerinin bir kısmı ise kıkırdak aşaması olmadan doğrudan bağ doku zarı içinde kemikleşir. Yeni doğanın kafatasında kemikleşmesi tamamlanmamış yumuşak bölgeler (bıngıldaklar) bulunur; bunlar doğumda başın şekil değiştirebilmesini ve beynin büyümesini kolaylaştırır.
Kemiğin boyca uzaması epifiz plağında olur. Plağın epifize bakan yüzünde kıkırdak hücreleri bölünerek yeni kıkırdak oluşturur; diyafize bakan yüzünde ise eski kıkırdak kemikleşir. Plak böylece kalınlığını koruyarak sürekli epifize doğru "itilir" ve kemik uzar. Ergenliğin sonunda kıkırdak hücrelerinin bölünmesi durur, plak tamamen kemikleşir ve geride ince bir çizgi kalır. Bundan sonra kemik boyca uzayamaz. Kemiğin enine büyümesi (kalınlaşması) ise periostun iç katmanındaki osteoblastların dış yüzeye yeni kemik eklemesiyle olur; bu sırada osteoklastlar içeriden kemik yıkarak ilik boşluğunu genişletir.
Boyca uzamayı hızlandıran başlıca hormon, hipofiz bezinin ön lobundan salgılanan büyüme hormonudur. Bu hormon epifiz plağındaki kıkırdak hücrelerinin bölünmesini uyarır. Büyüme çağında büyüme hormonunun az salgılanması cüceliğe, fazla salgılanması devliğe yol açar. Epifiz plakları kemikleştikten sonra hormon fazla salgılanırsa boy uzamaz; el, ayak ve yüz kemikleri kalınlaşır (akromegali). Tiroit ve eşey hormonları da kemik gelişimini etkiler. Hekimler el bileği röntgeninde epifiz plaklarının açık olup olmadığına bakarak bir çocuğun büyümesinin sürüp sürmeyeceğini tahmin eder.
Kemikler şekillerine göre dört grupta toplanır:
- Uzun kemikler: Boyu eninden çok daha fazla olan, gövde ve iki uçtan oluşan kemikler. Uyluk, kaval, üst kol ve ön kol kemikleri, el ve ayak parmak kemikleri.
- Kısa kemikler: Boyu ve eni birbirine yakın, küp biçimli kemikler. El bileği ve ayak bileği kemikleri.
- Yassı kemikler: İnce, geniş ve yassı kemikler. Kafatası kemikleri, kaburgalar, göğüs kemiği, kürek kemiği.
- Düzensiz kemikler: Bu gruplara uymayan karmaşık şekilli kemikler. Omurlar ve bazı yüz kemikleri.
Eklemler
İki ya da daha fazla kemiğin birleştiği yere eklem denir. Eklemler hareket yeteneğine göre üçe ayrılır:
- Oynamaz eklem: Kemikler girintili çıkıntılı kenarlarıyla birbirine sıkıca kenetlenmiştir ve hareket etmez. Yetişkinde kafatası kemikleri arasındaki eklemler.
- Yarı oynar eklem: Kemiklerin arasında kıkırdak bulunur ve sınırlı hareket mümkündür. Omurlar arasındaki eklemler (aradaki lifli kıkırdak diskler), kaburgaların göğüs kemiğiyle eklemleri, iki leğen kemiğinin önde birleştiği eklem.
- Oynar eklem: Geniş hareket sağlayan eklemlerdir. Omuz, dirsek, kalça, diz, parmak eklemleri.
Oynar eklemde kemik uçlarının yüzeyi kaygan eklem kıkırdağıyla (hiyalin) örtülüdür. Kemik uçları, bağ dokudan yapılmış eklem kapsülü içindedir. Kapsülün iç yüzeyi eklem sıvısını salgılar. Bu sıvı eklem boşluğunu doldurur; sürtünmeyi azaltır ve damarsız eklem kıkırdağını besler. Kapsülü dıştan sağlam bağ doku şeritleri, yani bağlar (ligamentler) destekler. Bağlar kemiği kemiğe bağlayarak eklemin yerinden çıkmasını önler. Kası kemiğe bağlayan yapıya ise kiriş (tendon) denir.
Kas doku: üç kas tipi
Kas dokunun hücreleri uzun yapılı olduğu için kas lifi de denir. Kas hücreleri kasılabilir proteinler olan aktin ve miyozin bakımından zengindir; kasılarak kısalır ve bağlı oldukları yapıları çeker. Vücudumuzda üç tip kas doku bulunur.
Çizgili kas (iskelet kası) kemiklere tendonlarla bağlıdır; dil ve yüz kaslarında olduğu gibi deriye tutunanları da vardır. Kas lifleri uzun ve silindir biçimlidir. Embriyoda çok sayıda hücrenin kaynaşmasıyla oluştukları için çok çekirdeklidir ve çekirdekler zarın hemen altında, kenarda bulunur. Aktin ve miyozin düzenli dizildiği için mikroskopta enine açık-koyu bantlar (çizgiler) görülür. İskelet kasları somatik sinir sisteminin denetiminde istemli çalışır, hızlı ve güçlü kasılır ama çabuk yorulur.
Düz kas sindirim kanalının, kan damarlarının, idrar kesesinin, rahmin ve solunum yollarının duvarında bulunur. Hücreleri iğ biçimli ve tek çekirdeklidir; çekirdek hücrenin ortasındadır. Aktin ve miyozin düzenli dizilmediğinden çizgi görülmez. Düz kas otonom sinir sisteminin denetiminde istemsiz çalışır, yavaş kasılır ama uzun süre kasılı kalabilir ve geç yorulur. Midenin karıştırma hareketleri ya da damarların daralıp genişlemesi düz kasların işidir.
Kalp kası yalnızca kalbin duvarında bulunur. Hücreleri çizgili görünümlüdür ama iskelet kasından farklı olarak dallanmıştır ve genellikle tek çekirdeklidir. Komşu hücreler ara disk denen özel bağlantı bölgeleriyle birbirine bağlanır; uyarı bu bağlantılardan hücreden hücreye hızla geçer ve kalp bir bütün olarak kasılır. Kalp kası istemsiz çalışır. Kasılma uyarısını kalbin kendi uyarı sistemi üretir; sinir sistemi ve hormonlar yalnızca hızı ayarlar. Bu yüzden nakledilen ve sinir bağlantısı kesilmiş bir kalp de atmaya devam eder. Kalp kası ritmik kasılır ve yorulmaz.
| Özellik | İskelet kası | Düz kas | Kalp kası |
|---|---|---|---|
| Görünüm | Çizgili | Çizgisiz | Çizgili |
| Hücre şekli | Uzun, silindir, dallanmamış | İğ biçimli | Dallanmış, ara diskli |
| Çekirdek | Çok, kenarda | Tek, ortada | Genellikle tek, ortada |
| Çalışma | İstemli | İstemsiz | İstemsiz |
| Kasılma hızı | Hızlı | Yavaş | İkisinin arasında, ritmik |
| Yorulma | Çabuk yorulur | Geç yorulur | Yorulmaz |
| Yeri | Kemiklere bağlı kaslar, dil | İç organların ve damarların duvarı | Kalp |
İskelet kasının yapısı ve sarkomer
Bir iskelet kası, bağ doku kılıflarıyla sarılı kas demetlerinden, her demet de çok sayıda kas lifinden (kas hücresinden) oluşur. Kas lifinin hücre zarına sarkolemma, sitoplazmasına sarkoplazma denir. Sarkoplazmada çok sayıda mitokondri, glikojen ve kalsiyum iyonlarını depolayan özelleşmiş bir endoplazmik retikulum, yani sarkoplazmik retikulum bulunur. Kas lifini boydan boya dolduran ipliksi yapılara miyofibril denir. Miyofibriller de iki çeşit protein ipliğinden yapılmıştır: ince aktin iplikleri ve kalın miyozin iplikleri.
Miyofibril boyunca aynı birim tekrar tekrar dizilir. Bu birime sarkomer denir ve iki Z çizgisi arasındaki bölgedir. Sarkomer, kasın kasılan en küçük birimidir. Aktin iplikleri bir uçlarıyla Z çizgilerine tutunur ve sarkomerin ortasına doğru uzanır. Miyozin iplikleri sarkomerin ortasında bulunur ve iki uçtan aktin iplikleriyle kısmen örtüşür. Bu düzen mikroskopta şu bantları oluşturur:
- A bandı: Miyozin ipliklerinin boyunca uzanan koyu banttır. Uzunluğu miyozin ipliğinin uzunluğuna eşittir. İki ucunda aktin ve miyozin örtüşür.
- I bandı: Yalnızca aktin ipliklerinin bulunduğu açık renkli banttır. Ortasından Z çizgisi geçer; bu yüzden bir sarkomerin iki ucunda birer yarım I bandı bulunur.
- H bölgesi: A bandının ortasında, aktin ipliklerinin ulaşamadığı ve yalnızca miyozinin bulunduğu daha açık bölgedir. Ortasından M çizgisi geçer.
Sarkomerin bölümleri arasındaki ilişkileri bir kez yazmak, bütün hesap sorularını açar. Sarkomer uzunluğuna \(S\), miyozin ipliğinin boyuna \(M\), her Z çizgisinden içeri uzanan aktin ipliğinin boyuna \(a\) diyelim:
- A bandı \(= M\)
- I bandı (bir sarkomerdeki iki yarımın toplamı) \(= S - M\), yani \(S = A + I\)
- H bölgesi \(= S - 2a\) (aktinler ortada birbirine ulaşınca H bölgesi sıfır olur)
Kayan iplikler modeli ile kasılma
Kas kasıldığında aktin ve miyozin ipliklerinin boyu değişmez. Aktin iplikleri miyozin ipliklerinin üzerinde sarkomerin ortasına doğru kayar, örtüşen bölge büyür ve Z çizgileri birbirine yaklaşır. Bu açıklamaya kayan iplikler (kayan filamentler) modeli denir. Modelin sonuçları şunlardır:
- Sarkomer kısalır.
- A bandının uzunluğu değişmez, çünkü miyozin ipliğinin boyu değişmez.
- I bandı kısalır, çünkü aktinin miyozinle örtüşmeyen kısmı azalır.
- H bölgesi kısalır; aktinler ortada birbirine ulaşınca tamamen kaybolur.
Şekilde sarkomer 0,4 µm kısalmıştır; I bandı da 0,4 µm, H bölgesi de 0,4 µm kısalmıştır. Bu bir rastlantı değildir. \(S = A + I\) ve A sabit olduğundan sarkomerdeki her kısalma tamamen I bandının kısalmasıdır: \(\Delta S = \Delta I\). H bölgesi var olduğu sürece \(H = S - 2a\) ve \(a\) sabit olduğundan \(\Delta H = \Delta S\) de geçerlidir. Her yarım sarkomerde örtüşme, sarkomer kısalmasının yarısı kadar artar.
Kasılmanın moleküler adımları şöyle sıralanır:
- Motor nöronun ucundan salınan asetilkolin kas lifinin zarındaki almaçlara bağlanır (sinir-kas kavşağının ayrıntısı sinir sistemi konusundadır).
- Kas lifinin zarında bir uyarı (impuls) oluşur ve zar boyunca lifin içine doğru yayılır.
- Uyarı sarkoplazmik retikuluma ulaşır ve buradan sarkoplazmaya \(\text{Ca}^{2+}\) iyonları salınır.
- Gevşek kasta aktin üzerindeki miyozin bağlanma bölgeleri, troponin ve tropomiyozin adlı proteinlerle örtülüdür. \(\text{Ca}^{2+}\) troponine bağlanınca bu bölgeler açılır.
- Önceden ATP'yi parçalayarak "kurulmuş" olan miyozin başları aktine bağlanır ve aktini sarkomerin ortasına doğru çeker.
- Miyozin başına yeni bir ATP bağlanınca baş aktinden ayrılır; ATP'nin parçalanmasıyla yeniden kurulur ve aktine bir sonraki noktadan bağlanır. Bu döngü \(\text{Ca}^{2+}\) ve ATP bulundukça sürer.
Uyarı sona erince \(\text{Ca}^{2+}\) iyonları aktif taşımayla, ATP harcanarak sarkoplazmik retikuluma geri pompalanır, bağlanma bölgeleri yeniden örtülür ve kas gevşer. Demek ki ATP hem kasılma hem de gevşeme için gereklidir. Ölümden birkaç saat sonra kasların sertleşmesi (ölüm sertliği) bunun kanıtıdır: ATP üretimi durduğu için miyozin başları aktinden ayrılamaz ve kaslar kasılı biçimde kilitlenir.
Kasılmanın enerjisi, tonus, antagonist kaslar ve yorgunluk
Kas lifindeki hazır ATP yalnızca birkaç saniyelik kasılmaya yeter. ATP'nin yenilenmesi için kas üç kaynağa başvurur:
- Kreatin fosfat: Kasta depolanan bu molekül, fosfat grubunu ADP'ye vererek çok hızlı ATP üretir. Deposu da azdır ve ancak birkaç saniye daha yeter; sprintin ve ağırlık kaldırmanın ilk anları buna dayanır. Dinlenmede kreatin fosfat, ATP harcanarak yeniden yapılır.
- Laktik asit fermantasyonu: Oksijen yetersiz kaldığında glikoz sitoplazmada laktik aside kadar yıkılır. ATP hızlı ama az üretilir (glikoz başına net 2 ATP). Yoğun ve kısa süreli eforda önemlidir.
- Oksijenli solunum: Glikoz ve yağ asitleri, büyük kısmı mitokondride gerçekleşen tepkimelerle karbondioksit ve suya kadar yıkılır; glikoz başına fermantasyondan çok daha fazla ATP elde edilir. Yürüyüş, yüzme ya da uzun koşu gibi uzun süreli etkinliklerin asıl enerji kaynağıdır. Kas lifindeki miyoglobin oksijen depolayarak bu süreci destekler.
Yoğun egzersizde oluşan laktik asit kana geçer ve karaciğere taşınır; karaciğer onu yeniden glikoza dönüştürebilir. Egzersizden sonra bir süre hızlı ve derin solumaya devam etmemiz, bu işlemler ve kreatin fosfat ile ATP depolarının yenilenmesi için gereken ek oksijenle ilgilidir.
Kas yorgunluğu, uzun süre ya da çok yoğun çalışan kasın kasılma gücünün azalmasıdır. Ders kitaplarında bunun başlıca nedenleri olarak ATP ve kreatin fosfat ile glikojen depolarının azalması, laktik asit birikmesiyle ortamın asitleşmesi gösterilir. Dinlenince kas eski gücüne kavuşur. Kas krampı ise kasın istemsiz, ağrılı ve bir süre gevşeyemeden kasılı kalmasıdır; aşırı yorgunluk, sıvı ve mineral kaybı gibi durumlarda görülebilir.
Uyanık bir insanda, dinlenme hâlinde bile iskelet kaslarında sürekli hafif bir gerginlik bulunur. Buna kas tonusu denir. Tonus, kasın farklı liflerinin sırayla az sayıda kasılmasıyla sağlanır ve büyük ölçüde omurilik reflekslerinin denetimindedir. Tonus vücudun dik duruşunu korur ve kası ani bir harekete hazır tutar. Derin uykuda tonus azalır.
Kaslar yalnızca çekebilir, itemez. Bir kemiği bir yöne hareket ettiren kas onu geri getiremez; ters hareketi başka bir kas yaptırır. Birbirinin tersi yönde iş gören bu kaslara antagonist kaslar denir. En bilinen örnek üst koldaki biseps ve triseps kaslarıdır. Biseps üst kolun önünde bulunur ve kirişiyle ön kol kemiğine tutunur; kasılınca ön kolu dirsekten büker. Bu sırada arkadaki triseps gevşer ve uzar. Ön kolu açarken triseps kasılır, biseps gevşer. Hareket sırasında kemikler birer kaldıraç, eklem (burada dirsek) dayanak noktası gibi çalışır.
Destek ve hareket sisteminin sağlığı
- Kırıklar: Kırılan kemikte önce kan pıhtısı oluşur, ardından periosttaki ve kemik iliğindeki hücrelerin çoğalmasıyla kırık uçları önce kıkırdak ve bağ dokudan bir köprüyle, sonra kemikle birleşir. Kırık kemiğin alçıyla hareketsiz tutulması, uçların doğru konumda kaynaşması içindir.
- Osteoporoz (kemik erimesi): Kemik yıkımının yapımdan fazla olmasıyla kemik yoğunluğu azalır, süngerimsi kemiğin çubukları incelir ve kemikler kolay kırılır. Yaşlılarda, özellikle menopozdan sonra östrojen azaldığı için kadınlarda sık görülür. Kalsiyum ve D vitamini yetersizliği ile hareketsizlik riski artırır.
- Raşitizm: Çocuklukta D vitamini eksikliğinde bağırsaktan kalsiyum emilimi azalır, kemikler yeterince sertleşmez ve bacaklarda eğrilik gibi şekil bozuklukları oluşur.
- Eklem sorunları: Çıkıkta kemik ucu eklem yerinden çıkar; burkulmada bağlar zorlanır ya da yırtılır. Yaşla eklem kıkırdağının aşınması (kireçlenme) ağrı ve hareket kısıtlılığı yapar. Omurlar arasındaki diskin yerinden kayıp sinirlere baskı yapmasına bel ya da boyun fıtığı denir.
- Omurga eğrilikleri: Omurganın yana doğru eğriliği (skolyoz), sırt bölgesinde aşırı kamburluk (kifoz) ve belde aşırı içe çukurluk (lordoz) çoğu kez yanlış duruş ve ağır yük taşımayla ilişkilidir.
Düzenli egzersiz kemiklere yük bindirerek osteoblastları uyarır ve kemik yoğunluğunu artırır; kasları güçlendirir ve eklemleri destekler. Kalsiyum (süt ürünleri, yeşil yapraklı sebzeler) ve D vitamini (güneş ışığı) açısından yeterli beslenme, doğru oturma ve ağır yükü dizleri bükerek kaldırma sistemin sağlığı için önemlidir.
Formüller
Çözümlü örnekler
Kulak kepçesi, diz eklemindeki menisküs, kaburgaların göğüs kemiğine bağlandığı uçlar ve gırtlak kapağı (epiglot) hangi tür kıkırdaktan yapılmıştır? Bu yapıların yaralanmalarının kemik kırıklarından daha yavaş iyileşmesinin nedeni nedir?
- Bükülüp bırakıldığında eski şeklini alan kulak kepçesi ve gırtlak kapağı bol elastik lif içerir: elastik kıkırdak.
- Basınca dayanıklı menisküs, kalın kolajen demetli lifli kıkırdaktır.
- Kaburga uçları en yaygın tür olan hiyalin kıkırdaktır.
- Kıkırdak dokuda kan damarı yoktur; hücreler besin ve oksijeni difüzyonla aldığı için onarım yavaştır.
Cevap: Kulak kepçesi ve epiglot elastik, menisküs lifli, kaburga uçları hiyalin kıkırdaktır; kıkırdak kan damarı içermediği için yavaş iyileşir.
On iki yaşındaki bir çocuğun uyluk kemiğinde epifiz plağı, ilik boşluğu, epifizdeki süngerimsi kemik ve periost hangi görevleri üstlenir? Bu kemikte kan hücreleri nerede üretilir?
- Epifiz plağındaki kıkırdak hücreleri bölünür, diyafize bakan yüzde kıkırdak kemikleşir: kemik boyca uzar.
- Periostun iç katındaki osteoblastlar dış yüzeye kemik ekler: kemik kalınlaşır, kırıklar onarılır.
- Epifizdeki süngerimsi kemiğin gözenekleri kırmızı ilikle doludur; kan hücreleri burada üretilir.
- Bu yaşta ilik boşluğunda kırmızı ilik giderek sarı ilikle yer değiştirmektedir; sarı ilik yağ deposudur.
Cevap: Boyca uzama epifiz plağında, enine büyüme periostta olur; kan hücreleri süngerimsi kemikteki kırmızı ilikte üretilir.
Aynı büyüklükte iki tavuk kemiğinden birincisi bir hafta sirkede bekletiliyor, ikincisi bir süre yakılıyor. Birincisi düğüm atılabilecek kadar esnekleşirken ikincisi şeklini koruyor ama hafif bir darbeyle ufalanıyor. Kemiğin sertliği ve esnekliği hangi bileşenlerden kaynaklanır?
- Asit, kalsiyum fosfat ve kalsiyum karbonat gibi mineralleri çözer; geride kolajen kalır. Kemiğin esnek kalması, esnekliğin organik kısımdan geldiğini gösterir.
- Yakma organik maddeleri yok eder; geride mineraller kalır. Şeklin korunup kırılganlığın artması, sertliğin minerallerden geldiğini gösterir.
- Sağlıklı kemik iki bileşeni birlikte taşıdığı için hem sert hem de kırılmaya dirençlidir.
Cevap: Sertlik inorganik mineral tuzlarından, esneklik organik kolajen liflerden kaynaklanır.
Yetişkin bir insanda kafatası kemikleri arası, iki omur arası ve diz eklemleri hareket yeteneğine göre hangi eklem tipindendir? Diz ekleminde sürtünmeyi azaltan iki yapı hangileridir?
- Kafatası kemikleri girintili kenarlarla kenetlenmiştir, hareket etmez: oynamaz eklem.
- Omurlar arasında lifli kıkırdak disk bulunur, sınırlı hareket olur: yarı oynar eklem.
- Diz geniş hareket sağlar: oynar eklem.
- Oynar eklemde kemik uçlarını örten kaygan eklem kıkırdağı ve kapsülün salgıladığı eklem sıvısı sürtünmeyi azaltır.
Cevap: Oynamaz, yarı oynar ve oynar eklem; eklem kıkırdağı ile eklem sıvısı
Bir öğrenci mikroskopta üç kas örneği inceliyor. X örneğinde hücreler dallanmış ve çizgilidir, hücreler arasında koyu bağlantı bölgeleri vardır. Y örneğinde çizgili, uzun, çekirdekleri kenarda dizili çok çekirdekli lifler görülüyor. Z örneğinde iğ biçimli, tek çekirdekli, çizgisiz hücreler görülüyor. Hangi örnek hangi kas tipidir? Y ve Z örneklerinden hangisi daha geç yorulur?
- Dallanma ve ara diskler kalp kasına özgüdür: X kalp kası.
- Çok çekirdekli, çizgili, silindirik lifler iskelet kasıdır: Y iskelet kası.
- İğ biçimli, tek çekirdekli, çizgisiz hücreler düz kastır: Z düz kas.
- İskelet kası çabuk, düz kas geç yorulur.
Cevap: X kalp, Y iskelet, Z düz kas; Z daha geç yorulur.
Bir sarkomerde miyozin ipliklerinin boyu 1,6 µm, Z çizgilerinin her birinden içeri uzanan aktin ipliklerinin boyu 1,0 µm'dir. Sarkomer 2,5 µm uzunluğunda iken A bandı, I bandı ve H bölgesinin uzunlukları kaçar µm'dir?
- A bandı miyozinin boyudur: 1,6 µm.
- I bandı (iki yarımın toplamı) \(S - A = 2{,}5 - 1{,}6 = 0{,}9\) µm; her uçta 0,45 µm.
- İki aktin ipliği toplam \(2 \cdot 1{,}0 = 2{,}0\) µm yer kaplar; ortada aktinsiz kalan kısım \(H = 2{,}5 - 2{,}0 = 0{,}5\) µm.
- Denetim: Her yarımda örtüşme \(\frac{1{,}6 - 0{,}5}{2} = 0{,}55\) µm; \(0{,}45 + 0{,}55 = 1{,}0\) µm, yani aktinin boyu.
Cevap: A bandı 1,6 µm, I bandı 0,9 µm, H bölgesi 0,5 µm
Aynı sarkomer (miyozin 1,6 µm, aktin 1,0 µm) 2,5 µm'den 2,1 µm'ye kısalıyor. Bantların yeni uzunlukları nedir? Bu sarkomerlerden 5 000 tanesinin uç uca dizildiği bir miyofibril kaç mm kısalır?
- Miyozin boyu değişmez: A bandı 1,6 µm kalır.
- \(I = 2{,}1 - 1{,}6 = 0{,}5\) µm; I bandı 0,4 µm kısalmıştır, sarkomer kadar.
- \(H = 2{,}1 - 2{,}0 = 0{,}1\) µm; H bölgesi de 0,4 µm kısalmıştır.
- Bir sarkomer 0,4 µm kısaldığına göre miyofibril \(5\,000 \cdot 0{,}4 = 2\,000\) µm \(= 2\) mm kısalır.
Cevap: A bandı 1,6 µm, I bandı 0,5 µm, H bölgesi 0,1 µm; miyofibril 2 mm kısalır.
Laboratuvarda zarı geçirgen hâle getirilmiş kas lifleri üç ayrı ortama konuyor: I. ortamda \(\text{Ca}^{2+}\) ve ATP var; II. ortamda ATP var ama \(\text{Ca}^{2+}\) yok; III. ortamda \(\text{Ca}^{2+}\) var ama ATP hiç yok. Başlangıçta kasılmış durumda olan lifler hangi ortamda kasılır, hangisinde gevşer, hangisinde kasılı biçimde kilitlenir?
- I. ortam: \(\text{Ca}^{2+}\) bağlanma bölgelerini açar, ATP miyozin başlarının döngüsünü sürdürür; lifler kasılır.
- II. ortam: \(\text{Ca}^{2+}\) olmadığından bağlanma bölgeleri örtülü kalır; ATP miyozin başlarını aktinden ayırır, başlar yeniden bağlanamaz ve lif gevşer.
- III. ortam: ATP olmadığından aktine bağlı miyozin başları ayrılamaz; lif kasılı biçimde kilitlenir (ölüm sertliğindeki durum).
Cevap: I. ortamda kasılır, II. ortamda gevşer, III. ortamda kasılı biçimde kilitlenir.
100 metre koşan bir sprinter ile maraton koşan bir atlet karşılaştırılıyor. Sprinterin yarışının ilk saniyelerinde ve sonraki saniyelerinde ATP en çok hangi yollarla yenilenir? Maratoncunun asıl enerji kaynağı nedir ve neden?
- Hazır ATP yalnızca birkaç saniye yeter; ilk saniyelerde ATP en hızlı kreatin fosfattan yenilenir.
- Yarışın kalanında oksijen ihtiyacı karşılanamaz; laktik asit fermantasyonu hızlı ama az ATP verir ve laktik asit birikir.
- Maraton saatler sürer; az ATP veren ve yorgunluk yapan fermantasyonla sürdürülemez. Glikoz ve yağ asitlerinin mitokondride oksijenli solunumla yıkılması asıl kaynaktır.
Cevap: Sprinter önce kreatin fosfat, sonra laktik asit fermantasyonu; maratoncu oksijenli solunum
Sık yapılan hatalar
- Kasılmada aktin ve miyozin ipliklerinin kısaldığını düşünmek. İplikler kısalmaz, birbirinin üzerinde kayar; kısalan sarkomer, I bandı ve H bölgesidir.
- A bandının da kısaldığını sanmak. A bandı miyozinin boyudur ve hiç değişmez.
- I bandının bir sarkomerin içinde tek parça olduğunu düşünmek. Z çizgisi I bandının ortasından geçer; bir sarkomerde iki yarım I bandı vardır.
- ATP'nin yalnızca kasılmada gerektiğini düşünmek. Miyozin başının aktinden ayrılması ve \(\text{Ca}^{2+}\) iyonlarının sarkoplazmik retikuluma geri pompalanması da ATP ister.
- Kalp kasını, çizgili olduğu için istemli sanmak; ya da düz kasın hızlı kasıldığını düşünmek.
- Bağ ile kirişi karıştırmak: bağ kemiği kemiğe, kiriş kası kemiğe bağlar.
- Kıkırdağın kan damarlarıyla beslendiğini ya da periostun eklem yüzeyini de örttüğünü düşünmek.
- Yetişkinde bütün kemik iliklerinin kan hücresi ürettiğini sanmak; uzun kemiklerin ilik boşluğunda çoğunlukla sarı ilik vardır.
Uzay istasyonunda aylarca kalan astronotlar, yer çekiminin kemiklere bindirdiği yükten kurtuldukları için her ay ağırlık taşıyan kemiklerindeki kemik kütlesinin yaklaşık %1 ile %1,5'i kadarını kaybeder; en çok kalça ve omurga kemikleri etkilenir. Bu yüzden istasyonda günde yaklaşık iki saat koşu bandı, bisiklet ve direnç egzersizi yaparlar. Aynı ilke yeryüzünde de geçerlidir: uzun süre yatağa bağlı kalan hastalarda kemik yoğunluğu azalır, düzenli yürüyüş ve egzersiz yapan yaşlılarda ise osteoporoz daha geç ve hafif seyreder. Kemik, kendisinden beklenen yüke göre yeniden şekillenen canlı bir dokudur.
Konu testi
27 soru. Bir seçeneğe dokun; doğru cevap ve çözüm hemen açılır.
Kıkırdak dokuda bir yaralanmanın kemik dokudaki bir kırığa göre çok daha yavaş iyileşmesinin temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
Kıkırdakta kan damarı yoktur; hücrelere besin ve oksijen çevredeki damarlardan ara madde boyunca difüzyonla ulaşır. Metabolizma yavaş olduğu için onarım da yavaştır. Kıkırdak hücreleri çekirdeklidir ve bölünebilir (epifiz plağında kemiğin uzamasını sağlayan kıkırdak bölünmesidir); bol ara madde içerir ve yetişkinde de birçok yerde bulunur.
Kulak kepçesi, omurlar arasındaki diskler ve soluk borusu halkaları sırasıyla hangi kıkırdak türlerinden yapılmıştır?
Kulak kepçesi bükülüp bırakılınca eski şeklini alır; bol elastik lif içeren elastik kıkırdaktır. Omurlar arasındaki diskler basınca dayanıklı lifli kıkırdak, soluk borusu halkaları ise hiyalin kıkırdaktır.
Kemik dokuda ara maddeyi yıkarak kemiğin yeniden şekillenmesinde ve kemikteki kalsiyumun kana verilmesinde görev yapan hücre aşağıdakilerden hangisidir?
Kemik ara maddesini eriten hücre osteoklasttır; kemikten kana kalsiyum geçişinde görev alır. Osteoblast kemik ara maddesini yapar, osteosit ara madde içinde kalmış olgun kemik hücresidir. Kondroblast ve kondrosit kıkırdak hücreleridir.
Kemik iliği ile ilgili
- I.Kırmızı kemik iliğinde kan hücreleri üretilir.
- II.Yetişkin bir insanda uzun kemiklerin gövdesindeki ilik boşluğunda çoğunlukla sarı kemik iliği bulunur.
- III.Sarı kemik iliği hiçbir koşulda kan hücresi üretemez.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Kırmızı ilik alyuvar, akyuvar ve kan pulcuklarını üretir. Yaş ilerledikçe uzun kemiklerin ilik boşluğundaki kırmızı ilik yerini yağdan zengin sarı iliğe bırakır. Ağır kan kaybı gibi durumlarda sarı ilik yeniden kan hücresi üretmeye başlayabilir; III yanlıştır.
Uyanık ve dinlenme hâlindeki bir insanın iskelet kaslarında sürekli bulunan, dik duruşu sağlayan hafif gerginlik hâline ne ad verilir?
Dinlenmedeki kasın büyük ölçüde omurilik refleksleriyle sürdürülen hafif kasılı hâline kas tonusu denir; dik duruşu korur. Kramp istemsiz ağrılı kasılı kalma, yorgunluk kasılma gücünün azalması, ölüm sertliği ATP yokluğunda kilitlenme, antagonist çalışma ise iki kasın zıt yönlü işbirliğidir.
Yetişkin bir insanda kafatası kemikleri arasındaki eklem, iki omur arasındaki eklem ve diz eklemi sırasıyla hangi eklem tiplerine örnektir?
Yetişkinde kafatası kemikleri girintili kenarlarla kenetlenmiştir ve hareket etmez: oynamaz eklem. Omurlar arasında lifli kıkırdak disk bulunur ve sınırlı hareket olur: yarı oynar eklem. Diz geniş hareket sağlayan oynar eklemdir.
Bir sarkomerde miyozin ipliklerinin boyu 1,6 µm, Z çizgilerinin her birinden içeri uzanan aktin ipliklerinin boyu 1,0 µm'dir. Sarkomer 2,4 µm'den 2,0 µm'ye kısaldığında sarkomerdeki I bandının toplam uzunluğu kaç µm olur?
Kasılmada miyozin boyu değişmediğinden A bandı 1,6 µm kalır. I bandı \(S - A = 2{,}0 - 1{,}6 = 0{,}4\) µm olur; gevşek hâldeki 0,8 µm'den 0,4 µm kısalmıştır.
İskelet kasının kasılması sırasında
- I.A bandının uzunluğu değişmez.
- II.Aktin ve miyozin ipliklerinin boyu kısalır.
- III.Z çizgileri birbirine yaklaşır.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Kayan iplikler modeline göre iplikler kısalmaz, aktin iplikleri miyozin üzerinde sarkomerin ortasına doğru kayar; II yanlıştır. A bandı miyozinin boyuna eşit olduğu için değişmez; Z çizgileri birbirine yaklaşır ve sarkomer kısalır.
Aşağıdaki şekilde büyüme çağındaki bir çocuğun uzun kemiğinin boyuna kesiti verilmiş ve bazı yapılar harflerle gösterilmiştir.
Buna göre
- I.L'deki hücrelerin bölünmesi kemiğin boyca uzamasını sağlar.
- II.K, içindeki kan damarlarıyla beslenir.
- III.P, kemiğin enine büyümesinde ve kırıkların onarımında görev alır.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
L epifiz plağıdır; kıkırdak hücrelerinin bölünmesi ve diyafize bakan yüzün kemikleşmesiyle kemik boyca uzar. K eklem kıkırdağıdır; kıkırdakta kan damarı yoktur, besinini eklem sıvısından difüzyonla alır. II yanlıştır. P periosttur; iç katındaki osteoblastlar kemiği kalınlaştırır ve kırık onarımında görev alır.
Üç kas tipine ait bazı özellikler tabloda verilmiştir.
| Kas tipi | Özellikler |
|---|---|
| X | Çok çekirdekli, uzun silindirik lifler; istemli çalışır; çabuk yorulur |
| Y | Tek çekirdekli, iğ biçimli hücreler; istemsiz çalışır; geç yorulur |
| Z | Dallanmış, ara disklerle bağlı çizgili hücreler; istemsiz çalışır; yorulmaz |
Buna göre X, Y ve Z kas tipleri sırasıyla aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?
Çok çekirdekli, silindirik, istemli ve çabuk yorulan lifler iskelet kasına aittir. İğ biçimli, tek çekirdekli, istemsiz ve geç yorulan hücreler düz kastır. Dallanma ve ara diskler kalp kasına özgüdür.
Bir halterci kaldırışın ilk birkaç saniyesinde kas liflerindeki hazır ATP'yi tüketiyor. ATP'nin bu anda en hızlı biçimde yenilenmesini sağlayan kaynak aşağıdakilerden hangisidir?
Kreatin fosfat fosfat grubunu doğrudan ADP'ye vererek tek adımda ATP üretir; en hızlı yenileme yoludur. Oksijenli solunum ve yağ asitlerinin yıkımı yavaştır; karaciğer glikojeni ve laktik asidin glikoza dönüşmesi ise kasa kan yoluyla ulaşan, saniyeler içinde iş görmeyen kaynaklardır.
İskelet kasının kasılması ve gevşemesi ile ilgili
- I.Kas lifi uyarılınca sarkoplazmik retikulumdan sarkoplazmaya \(\text{Ca}^{2+}\) iyonları salınır.
- II.Kas gevşerken \(\text{Ca}^{2+}\) iyonları ATP harcanarak sarkoplazmik retikuluma geri taşınır.
- III.Miyozin başlarının aktinden ayrılabilmesi için ATP gerekir.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Uyarı sarkoplazmik retikuluma ulaşınca \(\text{Ca}^{2+}\) salınır ve aktin üzerindeki bağlanma bölgeleri açılır. Gevşemede \(\text{Ca}^{2+}\) aktif taşımayla geri pompalanır. Miyozin başına yeni ATP bağlanmadıkça baş aktinden ayrılamaz; ölüm sertliği bunun sonucudur. Üç ifade de doğrudur.
Ön kolunu dirsekten bükerek bir kitabı kaldıran bir öğrencinin üst kol kaslarında bu sırada aşağıdakilerden hangisi gerçekleşir?
Kaslar yalnızca çeker. Ön kolu bükmek için üst kolun önündeki biseps kasılır ve ön kolu yukarı çeker. Antagonisti olan triseps bu sırada gevşer ve uzar; ön kolu açarken roller yer değiştirir.
Aynı büyüklükteki iki kemikten birincisi bir hafta seyreltik asitte bekletiliyor, ikincisi bir süre yakılıyor. Birinci kemik kolayca bükülebilir hâle geliyor; ikinci kemik şeklini koruyor ama hafif bir darbeyle ufalanıyor.
Bu deneyle ilgili
- I.Birinci kemiğin bükülebilir hâle gelmesi, mineral tuzlarının asitte çözünmesindendir.
- II.İkinci kemiğin kırılgan hâle gelmesi, organik maddelerin yanarak uzaklaşmasındandır.
- III.Kemiğin sertliği organik maddelerden, esnekliği ise mineral tuzlarından kaynaklanır.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Asit mineralleri çözer; kalan kolajen kemiği esnek kılar. Ateş organik maddeyi yakar; kalan mineraller şekli korur ama kemik kırılgan olur. Buna göre sertlik minerallerden, esneklik organik maddeden gelir; III bunu tersine çevirdiği için yanlıştır.
Aşağıdaki şekilde bir miyofibrilin iki sarkomerlik bölümü gösterilmiş, bazı bant ve bölgeler numaralandırılmıştır.
Kas kasıldığında
- I.1 numaralı bant,
- II.2 numaralı bant,
- III.4 numaralı bölüm
yapılarından hangilerinin uzunluğu değişmez?
1 yalnız aktin bulunan I bandı, 2 miyozin boyunca uzanan A bandı, 3 H bölgesi, 4 iki Z çizgisi arasındaki sarkomerdir. Kasılmada iplikler kısalmadığı için yalnızca miyozinin boyuna eşit olan A bandı değişmez; I bandı ve sarkomer kısalır.
Epifiz plakları tamamen kemikleşmiş bir yetişkinde hipofizden uzun süre fazla büyüme hormonu salgılanması aşağıdakilerden hangisine yol açar?
Boyca uzama epifiz plağındaki kıkırdak bölünmesine bağlıdır; plak kemikleştikten sonra boy uzayamaz. Fazla büyüme hormonu yetişkinde kemiklerin enine büyümesini sürdürür; el, ayak ve yüz kemikleri kalınlaşır (akromegali).
Yoğun egzersiz yapan bir kişinin bacak kaslarıyla ilgili
- I.Oksijen yetersiz kaldığında kas hücreleri laktik asit fermantasyonuyla ATP üretebilir.
- II.Laktik asit fermantasyonunda glikoz başına oksijenli solunumdakinden daha az ATP elde edilir.
- III.Laktik asit fermantasyonu kas hücresinin mitokondrisinde gerçekleşir.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Oksijen yetersizken glikoz laktik aside kadar yıkılır ve glikoz başına net 2 ATP elde edilir; bu, oksijenli solunumun verdiğinden çok azdır. Fermantasyon sitoplazmada gerçekleşir; mitokondri oksijenli solunumun evreleri içindir. III yanlıştır.
Ölümden birkaç saat sonra iskelet kaslarının sertleşerek kasılı biçimde kilitlenmesinin (ölüm sertliği) temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
Miyozin başının aktinden ayrılması için ona yeni bir ATP bağlanması gerekir. Ölümden sonra ATP üretilemez; başlar aktine bağlı kalır ve kas kilitlenir. İplikler hiçbir durumda kısalmaz; \(\text{Ca}^{2+}\) retikulumda birikse kas gevşerdi; kreatin fosfat ölümden sonra artmaz, laktik asit kristalleşmez.
Bir sarkomer gevşek hâlde 2,6 µm uzunluğundadır; bu durumda I bandının toplam uzunluğu 1,0 µm, H bölgesinin uzunluğu 0,6 µm'dir. Kasılma sonunda H bölgesi 0,2 µm'ye iniyor. Bu durumda sarkomerdeki I bandının toplam uzunluğu kaç µm olur?
A bandı \(2{,}6 - 1{,}0 = 1{,}6\) µm'dir ve değişmez. İki aktinin toplam boyu \(S - H = 2{,}6 - 0{,}6 = 2{,}0\) µm'dir. Kasılmış hâlde \(S = 2{,}0 + 0{,}2 = 2{,}2\) µm olur. I bandı \(2{,}2 - 1{,}6 = 0{,}6\) µm'dir.
Kasılan bir sarkomerin uzunluğu 0 anında 2,6 µm'dir ve \(t_4\) anına kadar düzgün olarak azalarak 1,8 µm'ye iniyor. Bu sürede sarkomerdeki A bandı, I bandı ve H bölgesinin uzunlukları ölçülüyor ve sonuçlar sırası belirtilmeden 1, 2 ve 3 numaralı eğrilerle grafikte gösteriliyor.
Buna göre
- I.1 numaralı eğri A bandının uzunluğunu gösterir.
- II.0 ile \(t_3\) arasında 2 ve 3 numaralı eğrilerin her birindeki azalma, sarkomerin kısalma miktarına eşittir.
- III.\(t_4\) anında aktin ve miyozin iplikleri 0 anındakinden daha kısadır.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
1 numaralı eğri sabittir; kasılmada değişmeyen A bandını gösterir. 2 numaralı eğri I bandı, sıfıra inip orada kalan 3 numaralı eğri H bölgesidir. 0 ile \(t_3\) arasında sarkomer \(2{,}6 - 2{,}0 = 0{,}6\) µm kısalmıştır; I bandı 1,0'dan 0,4'e, H bölgesi 0,6'dan 0'a inmiştir, ikisi de 0,6 µm azalmıştır. İpliklerin boyu kasılmada değişmez; III yanlıştır.
Bir kas lifindeki miyofibrilde uç uca dizilmiş 8 000 sarkomer bulunmaktadır. Kasılma sırasında her sarkomerde H bölgesinin uzunluğu 0,5 µm'den 0,2 µm'ye iniyor. Miyofibrilin boyu kaç mm kısalır?
H bölgesi sıfıra inmediği sürece \(H = S - 2a\) olduğundan H'deki azalma sarkomerin kısalmasına eşittir: her sarkomer 0,3 µm kısalır. Toplam kısalma \(8\,000 \cdot 0{,}3 = 2\,400\) µm \(= 2{,}4\) mm'dir.
Aşağıdaki şekilde bir oynar eklem gösterilmiş ve bazı yapılar harflerle belirtilmiştir.
Buna göre
- I.R kan damarı içermediğinden besinini büyük ölçüde S'deki sıvıdan difüzyonla alır.
- II.T, kası kemiğe bağlayan kiriştir.
- III.Yaşlılıkta R'nin aşınması eklemde ağrıya ve hareket kısıtlılığına yol açabilir.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
R eklem kıkırdağı, S eklem sıvısıyla dolu eklem boşluğu, T bağ, U eklem kapsülüdür. Eklem kıkırdağı damarsızdır ve eklem sıvısından beslenir; aşınması (kireçlenme) ağrı ve hareket kısıtlılığı yapar. T iki kemiği birbirine bağlayan bağdır (ligament); kası kemiğe bağlayan yapı kiriştir. II yanlıştır.
Bir öğrenci üç kas tipini karşılaştırmak için aşağıdaki tabloyu hazırlamıştır. Tabloda "+" özelliğin bulunduğunu, "−" bulunmadığını göstermektedir.
| Çok çekirdekli hücreler | İstemsiz çalışma | Çizgili görünüm | Çabuk yorulma | |
|---|---|---|---|---|
| I. İskelet kası | + | − | + | + |
| II. Düz kas | − | + | − | + |
| III. Kalp kası | − | + | + | − |
Buna göre tablodaki hangi satırlarda verilen bilgilerin tamamı doğrudur?
İskelet kası çok çekirdekli, istemli, çizgili ve çabuk yorulur: I. satır doğrudur. Kalp kası genellikle tek çekirdekli, istemsiz, çizgilidir ve yorulmaz: III. satır doğrudur. Düz kas tek çekirdekli, istemsiz ve çizgisizdir ama geç yorulur; "çabuk yorulma" sütunu yanlış olduğu için II. satır hatalıdır.
Bir iskelet kasının kasılmasına yol açan olaylardan bazıları aşağıda verilmiştir.
- I.Sarkoplazmik retikulumdan sarkoplazmaya \(\text{Ca}^{2+}\) salınması
- II.Motor nöronun salgıladığı asetilkolinin kas lifi zarındaki almaçlara bağlanması
- III.Miyozin başlarının aktine bağlanarak aktini sarkomerin ortasına doğru çekmesi
- IV.Kas lifi zarında oluşan uyarının lif boyunca yayılması
Bu olayların gerçekleşme sırası aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?
Önce motor nöronun salgıladığı asetilkolin kas lifi zarına bağlanır (II), zarda oluşan uyarı lif boyunca yayılır (IV). Uyarı sarkoplazmik retikuluma ulaşınca \(\text{Ca}^{2+}\) salınır (I); bağlanma bölgeleri açılınca miyozin başları aktini çeker (III).
Menopoz sonrası dönemdeki, uzun süredir kalsiyum ve D vitamini bakımından yetersiz beslenen ve hareketsiz yaşayan bir kadının kemik yoğunluğu ölçümünde osteoporoz saptanıyor.
Bu kadınla ilgili
- I.Kemiklerinde kemik yıkımı, kemik yapımından fazla gerçekleşmiştir.
- II.Kemikleri hafif darbelerle kırılmaya daha yatkındır.
- III.Düzenli yürüyüş ve direnç egzersizleri, kemik yoğunluğunun daha fazla azalmasını yavaşlatabilir.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Osteoporozda osteoklastların yıkımı osteoblastların yapımını geçer, kemik yoğunluğu azalır ve kemikler kolay kırılır. Kemiğe yük bindiren egzersizler osteoblastları uyarır; kayıp hızını yavaşlatır. Üç ifade de doğrudur.
Bir sarkomerde miyozin ipliklerinin boyu 1,6 µm, Z çizgilerinin her birinden içeri uzanan aktin ipliklerinin boyu 1,0 µm'dir. Gevşek hâlde 2,4 µm olan bu sarkomer kasılıyor. Kasılmanın farklı anlarında ölçüldüğü ileri sürülen aşağıdaki değerlerden hangisi kayan iplikler modeline göre olamaz?
I bandı \(S - 1{,}6\), H bölgesi \(S - 2{,}0\) (sıfırdan küçükse sıfır) olmalıdır. 2,2; 2,1; 2,0 ve 1,8 µm'lik sarkomerlerde verilen değerler bu bağıntılara uyar. 2,3 µm'lik sarkomerde I bandı 0,7 µm doğrudur ama H bölgesi \(2{,}3 - 2{,}0 = 0{,}3\) µm olmalıdır; 0,1 µm olamaz.
Kolunu dirsekten bükerek ağır bir çantayı yukarı kaldıran bir kişiyle ilgili
- I.Biseps kasının liflerindeki sarkomerler kısalır.
- II.Triseps kası gevşer ve boyu uzar.
- III.Hareket sırasında dirsek eklemi dayanak noktası, ön kol kemikleri kaldıraç gibi çalışır.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Ön kolu büken biseps kasılır; kasın kısalması lifindeki sarkomerlerin kısalmasının toplamıdır. Antagonist triseps gevşeyip uzar. Kemik kaldıraç, eklem dayanak noktası gibi çalışır; biseps kirişiyle ön kola tutunarak yükü kaldırır. Üç ifade de doğrudur.
İlerlemen bu tarayıcıda saklanıyor. Ücretsiz üye ol, her cihazda kaldığın yerden devam et.