View
33
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
© 2015 Pearson Education Ltd
İskelet sistemleri kas kasılmasını hareketliliğe
dönüştürür
a) İskelet kasları, hareketleri sinir sistemi tarafından
koordine edilen antagonistik çiftlere bağlanır.
b) İskelet, kasların bağlandığı sert bir yapı sağlar
c) İskeletler destek, koruma ve harekette işlev görür
© 2015 Pearson Education Ltd
Hareket halindeki kas ve iskeletlerin etkileşimi
Biceps
Triseps
Fle
xio
n
insan ön kolu
(iç iskelet)
çekirge tibiası
(dış iskelet)
Ekstensor
kas
Fleksör
kas
Ekstensor
kas
Fleksor
kas
Ex
ten
sio
n
Biseps
(kapatıcı)
Triseps
(açıcı)
gevşeyen kaskasılan kas
© 2015 Pearson Education Ltd
İskelet Sistemleri Türleri
Üç ana iskelet türü
a) Hidrostatik iskeletler (sert parçaları yoktur)
b) Dış iskeletler (dış sert parçalar)
c) Endoskeletonlar (dahili sert parçalar)
© 2015 Pearson Education Ltd
Hidrostatik İskelet
a) Hidrostatik bir iskelet, kapalı bir gövde bölmesinde basınç
altında tutulan sıvıdan oluşur.
b) Çoğu cnidaria’larda, yassı solucanlarda (flatworm),
yuvarlak solucan (nematod) ve annelidlerdeki ana iskelet
türüdür.
c) Hidrostatik iskeletler, sucul ortamlardaki yaşam için çok
uygundur. Hidrostatik iskeletler, iç organları şoklardan
korurlar, ayrıca yerde sürünmede ve zeminde tünel
açmada destek sağlarlar. Yürüme ya da koşma gibi
karasal hareket formlarını destekleyemez.
© 2015 Pearson Education Ltd
Hidrostatik İskelet
a) Toprak solucanlarında ve diğer halkalı solucanlarda,
sölom sıvısı hidrostatik iskelet olarak görev yapar.
b) Sölom boşluğu, solucanın segmentleri arasında yer alan
septumlarla bölünmüş durumdadır; böylece hayvan,
halkasal ve uzunlamasına kaslarının her ikisini de
kullanmak suretiyle, bireysel olarak her segmentin şeklini
değiştirebilir
c) Annelid (halkalı solucan) hidrostatik iskeletini peristalsis
için kullanır; bu, ritmik kas kasılma dalgaları tarafından
önden arkaya doğru üretilen bir hareket türüdür.
© 2015 Pearson Education Ltd
Toprak solucanında peristaltik hareket
kıllarBaş
uzunlamasına
kas gevşek
(uzamış)
Halkasal
kas kasılı
Halkasal
kas
gevşek
uzunlamasına kas
kasılı
1
2
3
© 2015 Pearson Education Ltd
Dış iskelet
a)Dış iskelet, bir hayvanın yüzeyinde biriktirilmiş
sert bir örtüdür (kabuk).
b)Dış iskeletler yumuşakçaların ve eklem
bacaklıların çoğunda bulunur. Midyelerde dış
iskelet
c) Eklembacaklılar, hem güçlü hem de esnek
olabilen bir kütiküla adı verilen eklemli bir dış
iskelete sahiptir.
d)Bir polisakkarit olan kitin artropod kütikulalarında
sıklıkla bulunur.
© 2015 Pearson Education Ltd
İç iskelet
a) Bir endoskeleton, yumuşak dokuya gömülmüş sert bir iç
iskeletten oluşur.
b) Endoskeletonlar süngerlerden memelilere kadar değişen
organizmalarda bulunur.
c) Süngerler, inorganik maddelerden oluşan spiküllerle ya da
proteinden yapılmış daha yumuşak liflerle güçlendirilmiştir.
d) Derisidikenlilerin, deri altında, sert plakalardan oluşmuş bir iç
iskeletleri vardır. Bu ossiküller, magnezyum karbonat ve
kalsiyum karbonat kristallerinden oluşmuştur
e) Denizkestanelerinin, birbirine sıkıca bağlı ossiküllerden
oluşmuş iskeletleri vardır; fakat, deniz yıldızlarının ossikülleri,
hayvanın kollarının şeklini değiştirebilmesi için daha gevşek
bağlanmıştır.
© 2015 Pearson Education Ltd
İnsan iskeleti
Bir memeli iskeletinde
200'den fazla kemik
bulunur
Bazı kemikler
kaynaşmış; diğerleri
eklemlerde hareket
serbestliğine izin veren
bağlarla bağlanır
© 2015 Pearson Education Ltd
Eklemlere örnekler
Menteşe tipi eklem Pivot tipi eklem
RadiusUlnaUlna
Humerushumerusun
başı
Scapula
Top ve soket tipi eklem
1 2 3
© 2015 Pearson Education Ltd
Hareket tipleri
a) Çoğu hayvan hareket kabiliyetine veya aktif seyahat
yeteneğine sahiptir
b) Hareket halindeyken, sürtünme ve yerçekiminin
üstesinden gelmek için enerji harcanır
© 2015 Pearson Education Ltd
Karada hareket
Karada yürümek, koşmak, atlamak veya
sürünmek için bir hayvanın kendi vücudunu
desteklemesi ve yerçekimine karşı hareket
etmesi gerekir.
Omurgalılarda karadaki lokomosyon için çeşitli
adaptasyonlar gelişmiştir
© 2015 Pearson Education Ltd
a) Hava karada hareket etmede nispeten az direnç
gösterir
b) Dengeyi sağlamak; yürümek, koşmak veya atlamak
için bir ön koşuldur
c) Sürünmek farklı bir zorluk ortaya koyar; sürünen
hayvanların sürtünmeyi yenmek için enerji harcaması
gerekir
© 2015 Pearson Education Ltd
Yüzme
a) Sudaki sürtünme kuvveti, yerçekiminden daha büyük
bir problemdir
b) Hızlı yüzücüler genellikle sürtünmeyi en aza indiren
ince hatlı, torpil benzeri bir şekle sahiptir.
c) Hayvanlar çeşitli şekillerde yüzer
1.Bacaklarını kürek gibi kullanarak
2.Jet itme
3.Vücudunu ve kuyruğunu bir yandan diğer yana veya
yukarı ve aşağı
© 2015 Pearson Education Ltd
Uçma
a) Aktif uçuş, kanatların yerçekimi aşağıya doğru
kuvvetini yenmek için yeterli kaldırma geliştirmelerini
gerektirir
b) Birçok uçan hayvanın vücut kütlesini azaltan
adaptasyonları vardır.
c) Örneğin, kuşların idrar kesesi veya dişleri yoktur ve
hava dolu bölgelere sahip nispeten büyük kemiklere
sahiptir
© 2015 Pearson Education Ltd
Hayvanlarda hareket ile harcanan enerji
Uçma Koşma
Yüzme
Vücut kütlesi (g) (log scale)
103 1 103 106
1
10
102
101
・m
)
© 2015 Pearson Education Ltd
Protein filamentlerinin fiziksel etkileşimi kas fonksiyonuiçin gereklidir
a) Kas aktivitesi, sinir sisteminden gelen girdilere verilen
bir cevaptır.
b) Kas hücresi kasılması, esas olarak aktin içeren ince
filamentler ve kalın filamentler olan miyozinin
kademeli dizileri arasındaki etkileşime dayanır.
© 2015 Pearson Education Ltd
Omurgalı İskelet Kası
a)Omurgalı iskelet kası kemikleri ve vücudu hareket
ettirir ve daha küçük ve daha küçük birimler
hiyerarşisi ile karakterize edilir
b)Bir iskelet kası, kas uzunluğuna paralel uzanan,
her biri tek bir hücre olan uzun liflerden oluşan bir
demet içerir.
c) Her kas lifi, boyuna düzenlenmiş daha küçük
myofibrillerin bir demetidir.
© 2015 Pearson Education Ltd
a) İskelet kası çizgili kas olarak da adlandırılır,
çünkü miyofilamentlerin düzenli olarak
düzenlenmesi açık ve koyu renkli bantlar
oluşturur
b)Bir kasın işlevsel birimine sarkomer denir ve ince
filamentlerin birbirlerine tutturulduğu Z çizgileriyle
sınırlanır
© 2015 Pearson Education Ltd
kas
Nukleuslar
Z çizgileri
kas fibril
demeti
bir kas fibrili (bir hücre)
Plazma membran
Myofibril
Sarkomer
TEM0.5 µmM line
Z çizgisiZ çizgisi Sarkomer
kalın filament
(miyozin)
ince filament
(aktin)
© 2015 Pearson Education Ltd
Kas Kasılmasının Kayar Filament Modeli
a)Kayar filament modeline göre, ince ve kalın
filamentler, miyozin molekülleri tarafından
desteklenerek uzunlamasına birbirlerine geçerler.
© 2015 Pearson Education Ltd
gevşemiş
kas
Sarkomer
Z M
kasılmış
kas
tamamıyla
kasılmış kas
kasılmış
sarkomer
0.5 µm
Z
Kas kasılmasının kayar filament modeli
© 2015 Pearson Education Ltd
a) Filamentlerin kayması, aktin ve miyosin arasındaki
etkileşime dayanır.
b) Bir miyozin molekülünün “başı”, bir aktin filamentine
bağlanır, bir çapraz köprü oluşturur ve ince filamenti,
sarkomerin merkezine doğru çeker
c) Kas kasılması tekrar tekrar bağlanma ve ayrılma
döngüleri gerektirir
Kas Kasılmasının Kayar Filament Modeli
© 2015 Pearson Education Ltd
miyozin-aktin birliği kas kasılması için gereken enerjiyi nasıl sağlıyor?
© 2015 Pearson Education Ltd
Kas Kasılmasının Kayar Filament Modeli
a) Miyozin, uzun ve lif şeklinde bir "kuyruk" ile, yana doğru uzanmış küresel bir "baş"
bölümünden oluşur. Kuyruk bölgesi, bireysel miyozin moleküllerinin kalın filamenti
oluşturmak üzere bir araya toplandıkları yerdir.
b) Baş bölgesi, ATP yi bağlayabilir ve onu, ADP ve inorganik fosfata yıkabilir. ATP
nin parçalanması ile açığa çıkan enerjinin bir bölümü, miyozine aktarılarak, onun
yüksek-enerjili konuma geçmesi sağlanır.
c) Yüksek enerjili miyozin, çapraz bir köprü oluşturarak, aktin üzerindeki özgül
bölgeye bağlanır. Depolanmış olan enerji salınır; miyozin baş gevşer ve düşük
enerjili konumuna geri döner.
d) Bu gevşeme, miyozin başın miyozinin kuyruğuna bağlanma açısını değiştirir.
miyozin kendi üzerinde içeri doğru bükülür, bağlı bulunduğu ince filamentin
gerilmesini sağlayarak, onu sarkomerin merkezine çeker.
e) Yeni bir ATP molekülü miyozinin başına bağlanınca, düşük enerjili miyozin ile
aktin arasındaki bağ kırılır.
f) Yinelenen bir döngü halinde, serbest baş, yeni ATP yi parçalayarak yüksek enerjili
yapıya geri döner ve ince filament üzerinde daha ilerdeki yeni bir bölgeye bağlanır.
© 2015 Pearson Education Ltd
Kalsiyum ve Düzenleyici Proteinlerin Rolü
a)Bir kas lifi dinlenirken düzenleyici protein
tropomiyosin ve bir ek protein kümesi olan
troponin kompleksi, ince liflerde aktin ipliklerine
bağlanır
b)Bu, aktin ve miyozinin etkileşmesini önler
© 2015 Pearson Education Ltd
a)Bir kas lifinin kasılması için, miyosin bağlanma
bölgeleri ortaya çıkarılmalıdır
b)Bunun için kalsiyum iyonları (Ca2+) troponin
kompleksine bağlanır ve miyosin bağlanma
bölgelerini ortaya çıkarır
c) Kasılma, Ca2+ konsantrasyonu yüksek olduğunda
meydana gelir; Ca2+ konsantrasyonu düşük
olduğunda kas lifi kasılması durur
Kalsiyum ve Düzenleyici Proteinlerin Rolü
© 2015 Pearson Education Ltd
Kas kasılmasının kontrolü
Aktin
Tropomiyozin
Troponin kompleks
(a) Miyozin bağlanma bölgeleri kapalı (kas kasılmaz)
Ca2+-bağlanma bölgeleri
Ca2+
Miyozin-
bağlanma bölgeleri
(b) Miyozin bağlanma bölgeleri açık (kas kasılabilir)
© 2015 Pearson Education Ltd
Bir kas lifi kasılmasına yol açan uyaran, bir motor
nöronda kas lifi ile sinaps yapan bir aksiyon
potansiyelidir. Sıra ile:
1. Motor nöronun sinaptik terminali, bir nörotransmiter olan asetilkolin
salgılar
2. Asetilkolin kası depolarize ederek aksiyon potansiyeli yaratır.
3. Aksiyon potansiyelleri, enine (T) tübüller boyunca kas lifi içerisine
hareket eder
4. T boruları boyunca aksiyon potansiyeli sarkoplazmik retikulumun (SR)
Ca2+ salgılamasına neden olur
5. Ca2+ ince filamentlerdeki troponin kompleksine bağlanır
6. Bu bağlanma, miyosin bağlanma yerlerini ortaya çıkarır ve köprüler
arası döngünün ilerlemesini sağlar
7. İnce filamentlere bağlı düzenleyici proteinler, miyosin bağlayıcı
bölgelere geri döner
© 2015 Pearson Education Ltd
İskelet kası kasılmasına genel bakış
ACh
Ca2+ pompası
Ca2+
motor nöronun sinaptik ucu
Sinaps aralığı T tubulPlazma
membran
Sarkoplazmik
retikulum (SR)
Ca2+
SİTOSOL
ATP
1
2
3
4
6
7
5
© 2015 Pearson Education Ltd
Kasılmada kas liflerinin sarkoplazmik retikulumları
Sinaptik uçMotor nöron
aksonu
T tubule
Sarkoplazmik
retikulum (SR)
Miyofibril
Kas fibrilinin
plazma zarı
Sarkomer
Mitokondri
SR’den salınan
Ca2+
© 2015 Pearson Education Ltd
a) Eskiden Lou Gehrig hastalığı olarak bilinen
Amyotrofik lateral skleroz (ALS), iskelet kası liflerinin
uyarılmasına engel olur; bu hastalık genellikle
ölümcüldür
b) Myastenia gravis, kas liflerinde asetilkolin
reseptörlerine saldıran otoimmün bir hastalıktır.
© 2015 Pearson Education Ltd
Kas Kasılmasının Sinir Kontrolü
a) Tüm kasın kasılması derecelidir, bu da kasılmanın
büyüklüğünün ve gücünün istemli olarak
değiştirilebileceği anlamına gelir
b) Sinir sisteminin dereceli kasılmalar ürettiği iki temel
mekanizma vardır.
1.Kasılan liflerin sayısını değiştirme
2.Kasılan liflerin kasılma oranının değiştirme
© 2015 Pearson Education Ltd
a)Omurgalılarda, her motor kas sadece bir motor
nöron tarafından kontrol edilse de, her motor
nöron birden fazla kas lifi ile sinaps yapabilir.
b)Bir motor birimi, tek bir motor nörondan ve kontrol
ettiği tüm kas liflerinden oluşur.
© 2015 Pearson Education Ltd
Bir
omurgalı
kasındaki
motor
birimler
omurilik
Motor nöron
hücre gövdesi
Motor
birim 1
Motor
birim 2
sinir
Motor
nöron aksonu
kas kas lifleri
Tendon
sinir-kas Sinaps uçları
© 2015 Pearson Education Ltd
a) Çoklu motor nöronların alımı, daha güçlü kasılmalara
neden olur
b) Bir seğirme, bir motor nöronundaki tek bir aksiyon
potansiyelinden kaynaklanır.
c) Daha hızlı şekilde dağıtılan aksiyon potansiyelleri
birikim ile kademeli bir kasılma oluşturur.
© 2015 Pearson Education Ltd
Kas hücresi kasılmalarının özeti
Tetanus
İki seğirmenin
toplamı
Tek
seğirme
Aksiyon
potansiyeli Aksiyon
potansiyeli
çifti
Yüksek frekanslı
bir dizi aksiyon potansiyeli
zaman
ge
rilim
© 2015 Pearson Education Ltd
a) Tek bir aksiyon potansiyeli, kasta 100 msn ya da daha azı
kadar süren bir gerilim (seğirme) oluşturacaktır.
b) Birinciye verilen tepki henüz sonuçlanmadan ikinci bir aksiyon
potansiyeli gelirse, gerilme ikisinin toplamı kadar olacak ve
tepki artacaktır.
c) Eğer kas, birbirinin üstüne binen aksiyon potansiyelleri alırsa,
toplam tepki daha da artacak ve uyarının gücüne bağlı olarak
gerilme düzeyi de yükselecektir.
d) Uyarı yeterince hızlı ise, ardışık seğirmeler birleşerek, tetanus
adı verilen tek ve sürekli bir kasılma tipi oluşacaktır.
Çeşitli vücut hareketleri için farklı kas
etkinlikleri gereklidir
© 2015 Pearson Education Ltd
İskelet kas lifi tipleri
a)Her biri belirli bir işleve adapte edilmiş birkaç
farklı iskelet kası tipi vardır.
b)Kas, aktivitesine güç sağlayan ATP kaynağı veya
kas kasılması hızı ile sınıflandırılırlar.
© 2015 Pearson Education Ltd
Oksidatif ve Glikolitik Lifler
Oksidatif lifler, ATP üretmek için çoğunlukla aerobik
solunum kullanırlar
a) Bu liflerde birçok mitokondri, zengin bir kan kaynağı
ve büyük miktarda miyoglobin vardır
b) Miyoglobin, oksijeni hemoglobinin olduğundan daha
sıkı bağlayan bir proteindir
Kas Kasılması için gerekli enerji
© 2015 Pearson Education Ltd
a) Glikolitik lifler birincil ATP kaynakları olarak glikoliz
kullanır
b) Glikolitik lifler oksidatif liflerden daha az miyoglobine
sahiptir
Kas Kasılması için gerekli enerji
© 2015 Pearson Education Ltd
Kreatin fosfat
a) Bir kas hücresi normalde ancak birkaç kasılmaya yetecek
kadar ATP depolar.
b) Kas hücreleri aynı zamanda miyofibriller arasında glikojen
de depolarlar; fakat, tekrarlanan kas kasılmaları için
gerekli enerjinin çoğu fosfagenler olarak adlandırılan
bileşiklerde depolanır.
c) Omurgalıların fosfageni olan kreatin fosfat, ATP
oluşturmak için ADP ye fosfat grubu sağlayabilir.
© 2015 Pearson Education Ltd
Hızlı ve Yavaş Kas Lifleri
Yavaş seğirmeli lifler daha yavaş kasılı ancak daha
uzun kasılmalar sağlar
a) Tüm yavaş seğiren lifler oksidatiftir
b) Hızlı seğiren lifler daha hızlı kasılı ancak kasılmalar
daha kısa devam eder
c) Hızlı seğiren lifler glikolitik veya oksidatif olabilir
© 2015 Pearson Education Ltd
a) İskelet kaslarının çoğu değişen oranlarda hem yavaş
hem de hızlı seğirmeli lifler içerir.
b) Bazı omurgalılar, insan kaslarından çok daha hızlı bir
şekilde kasılan kaslara sahiptir.
c) Karakteristik çiftleşme çağrısı sırasında, erkek
kurbağa balığı, belirli kasları saniyede 200 defadan
fazla kasılabilir
© 2015 Pearson Education Ltd
Kalp kası
a) İskelet kasına ek olarak, omurgalılar kalp kası ve
düz kaslara sahiptir.
b)Sadece kalpte bulunan kalp kası, birbirine bağlı
disklerle elektriksel olarak bağlanan çizgili
hücrelerden oluşur.
c) Kalp kası, sinir girişi olmadan aksiyon potansiyeli
oluşturabilir
d)interkala disk-gap junctions
© 2015 Pearson Education Ltd
a) Düz kaslarda, esas olarak sindirim sistemi gibi içi boş
organların duvarlarında bulunur, kasılmalar nispeten
yavaştır ve kasların kendileri tarafından başlatılabilir.
b) Kasılmalara, otonom sinir sistemindeki nöronlardan
stimülasyon da neden olabilir
c) aktin ve miyozin lifleri hücre boyunca düzenli olarak
sıralanmamışlardır. spiral bir dizilme söz konusudur
d) düz kaslar çizgili kaslara oranla daha az miyozin içerirler
ve miyozin, özgül aktinlerle bağlantılı değildir
e) T tübül sistemi ve iyi gelişmiş sarkoplazmik retikulum
yoktur
Düz kas
Recommended