İskelet Kası Mekaniği

MEKANİK

Kuvvet-yük

Gerim: Kasın oluşturduğu kuvvet

Yük: Objenin kasa uyguladığı kuvvet

Kas gerimi ve yük zıt yönlü kuvvetler

Gerim > yük à kas kısalır.

İzotonik kasılma, sabit yük altında kasın kısalması

Yük > gerim à boy sabit, izometrik kasılma (örn bir objeyi elimizde sabit tutuyorsak da böyle)

İzotonik Kasılma: İzotonik kasılmada yük, çapraz köprülerin oluşturduğu gerimden fazlaysa, kas (sarkomer) uzar, eksentrik kasılma denir. 

Bir yükü aşağı indirirken, örn. ayaktan oturur duruma geçerken diz ekstensörleri

Kas lifi boyunun uzaması kontraktil proteinlerle oluşan aktif bir süreç değildir, kasa uygulanan dış kuvvetin sonucudur.

Dış uzatıcı kuvvetlerin yokluğunda bir lif uyarıldığında sadece kısalır, hiçbir zaman uzamaz.

 
İzometrik kasılmada yük yüzünden ince flamanlar hareket edemez, çapraz köprüler art arda aynı bağlanma bölgesine bağlanır
İzotonik konsentrik kasılmada, çapraz köprüler aktinin farklı aktif bölgelerine bağlanır kas kısalır.
İzotonik eksentrik (uzayan) kasılmada, çapraz köprüler aktine bağlı iken, yük çapraz köprüleri Z çizgisine çeker.

İskelet kası hücresinin özellikleri

Dinlenim zar potansiyeli -90 mV

Aksiyon potansiyeli 2-4 ms, absolut refrakter dönem 1-3 ms, ilerleme hızı 3-5 m/s

Bir aksiyon potansiyeli bir kasılma ve izleyen gevşemeye (sarsı) neden olur.

Kasılma depolarizasyondan sonra- repolarizasyondan önce başlar.

AP ve sarsı (izometrik, tek kas lifi)

İzometrik kasılmada sarsı eğrisi ve İzotonik kasılmada sarsı eğrisi çizdirilebilir.
Bu eğride: Latent dönem: İzometrik kasılmada kasın uyarılması ile gerim oluşması arasında geçen süre (uyarılma-kasılma eşleşmesi)

İzotonik kasılmada kasın uyarılması ile kasın kısalmaya başlaması arasında geçen süre (uyarılma-kasılma eşleşmesi ve başlangıçtaki izometrik dönem)

Bu eğride Kasılma süresi: Latent dönem sonundan gerimin/kısalmanın maksimum olmasına kadar geçen süre, kasılma hızının göstergesi

İzometrik ve izotonik kasılmaya ait bazı özellikler (tek kas lifi)

İzotonik kasılma:
Yük-kısalma hızı ilişkisi: Yük arttıkça çapraz köprü döngüsünün hızı yavaşlar. Kasılma (kısalma) hızı yavaşlar. Yük, kasın oluşturabileceği en büyük kuvvete eşitken kısalma hızı 0’dır, kas kısalmaz (izometrik kontraksiyon).

İzotonik kasılma: Yük-Kısalma hızı ilişkisi

İzotonik sarsıda yük arttıkça latent süre uzar, kısalma miktarı, kısalma hızı ve sarsı süresi azalır.

İzometrik kasılma: Boy-gerim İlişkisi: Kas dinlenimdeyken bile pasif gerime sahip (elastik elemanlar özlle titin sorumlu)  İzometrik deney düzeneğinde kas boyu uzatılırsa, pasif gerim artar.  Bu durumda kas uyarılırsa oluşan aktif gerim, pasif gerime eklenir (total gerim)

Kasların dinlenim durumundaki boylarında aktif gerimin maksimumdur, “dinlenim boyu”, “L₀ ”, “optimal boy” denir.  Sarkomer uzatılırsa aktin ve miyozin birbirinden uzaklaşır, aktif çapraz köprü azalır. Sarkomer çok kısalırsa: Aktinler birbirini örter, aktif çapraz köprü azalır, Z çizgileri kalın flamanlara kadar dayanır.

İzometrik kasılma: Boy-gerim İlişkisi

İskelet kasında sumasyon:
Kuvveti/kısalma-kasılma hızını artırır.
-Zamansal (Uyarı frekansı artar)
-Uzaysal (Uyarılan motor birim artar)
(Tip I, IIa, IIb)

Zamansal sumasyon

Kas gevşemeden tekrar uyarılırsa, kasılır, kasılmalar üst üste biner (sumasyon).

Tam olmayan tetanus: Gevşeme tamamlanmadan kasılma

Tam tetanus: Gevşeme olmadan kasılma

Tetanusta gerim giderek artar (sarsıya göre 3-4 kat fazla olabilir).