İskelet- Kas sistemi ve Egzersiz
advertisement
KONU 3 İskelet- Kas sistemi ve Egzersiz Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 1 İnsan vücudu, ağırlığının yüzde 40-50’ sini oluşturan 400’ den fazla iskelet kasından oluşur. İskelet kasının fonksiyonları; 1. Hareket, 2. Korunma, 3. Isı meydana getirme soğuk stres periyotları sırasında ısı üretimi 4. Mekanik iş Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 2 İskelet kası Kalp kası Düz kas Çizgili kaslar irademiz kontrolündedirler, iskelete bağlı oldukları için ve iskeleti hareket ettirdikleri için iskelet kasları olarak ta adlandırılır( m. Deltoid, m.pektoralis major , m.biceps brachii). Kalp kası iskelet kası ile bazı karakteristik özellikleri paylaşır ama düz kas gibi istem dışı çalışır. Kalple ilgili kaslar kendi kendini kontrol eder. Düz kaslar aynı zamanda irade dışı kaslar olarak ta adlandırılır. Çünkü direkt bilincimizin kontrolünde değildir. Çoğu kan damarı duvarlarında ve genişleyerek yada daralarak kan akışının düzenlenmesine müsaade eder. Bir çok iç organ duvarında da bulunur ve onların büzülmesine ve genişlemesine izin vererek, sindirim boyunca yiyeceğin hareket etmesine, idrarı çıkarmaya, çocuk doğurmaya yardımcı olur. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 3 İskelet kasında 3 çeşit bağ dokusu vardır. • Tüm kası saran en dıştaki tabakaya “epimisyum” adı verilir. • İç kısımlarda “perimisyum” adını alan doku kas liflerinin bireysel bağlarını çevreler. Bunlara da “fasikül” adı verilir. • Fasikül içindeki her bir kas lifi de “endomisyum” adı verilen bağ dokusu ile çevrilidir. Kemik Tendon Epimisyum Endomisyum Perimisyum Myofibril Kas Fibril Fasikül Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 4 Epimisyum Perimisyum Kan hücresi Kas fibrilleri arasında Kemik endomisyum Nuclei sarkolemma Sarkoplazma endomisyum Tek bir kas fibrili Tendon Kas Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ Fasikül 5 Kas hücresini çevreleyen hücre zarına “sarkolemma” adı verilir. Sarkolemma’nın altında hücre proteinlerini, organelleri ve miyofibrilleri içeren “sarkoplazma” bulunur. Miyofibriller, kasılma proteinlerini içeren sayısız ipliksi şekillerdir. Genelde miyofibriller iki tür protein liflerinden oluşur: (1) miyozin adındaki proteinden oluşan lifler, (2) aktin adındaki proteinden oluşan lifler. Bu iki protein liflerinin oluşumu iskelet kasına “çizgili” yapısını verir. Aktin proteinine bağlı diğer iki protein, troponin ve tropomyosin’dir. Bu proteinler kas’a çok az katkıda bulunurlar, fakat kasılması sırasında çok önemlidirler. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 6 Aktin flamanı, aktin molekülü, tropomiyozin ve troponinden oluşur. Dinlenmede aktin’in aktif kısımları tropomiyozin tarafından sarılır. tropomiyozin troponin aktin Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 7 Miyozin flamanı Miyozin molekülü Başı Kuyruğu Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 8 Aktin-Miyozin Flamanı Z zonu aktin troponin tropomiyozin Aktin Myozin başı Myozin kuyruğu Myozin Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 9 Sarkomer, aktin ve miyozinler myozin Aktin z A I H Z I bandı Aktin,troponin,tropomyozin Myozin Z disk Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 10 İskelet kasının elektron mikroskobunda görünümü Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 11 Sarkomer Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 12 Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 13 BİR MOTÖR ÜNİTE Her bir iskelet kası hücresi sinir hücresinden gelen sinir lifi dallarına bağlıdır. Bu sinir hücrelerin “motor nöron” adı verilir ve bunlar omurilikten dışarı doğru uzanırlar. Motor nöronlara ve uyardığı bütün kas liflerine “motor ünite” adı verilir. Motor nöronlardan gelen uyarı kasılma eylemini başlatır. Motor nöronları ve kas hücresinin buluştuğu yere nöromüsküler plak denir. Bu eklemde sarkolemma “motor son plak” denen bir cep oluşturur Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 14 SARKOPLAZMA: Kas hücresi sitoplazmasına SARKOPLAZMA denir. Sarkoplazma da Potasyum(K), magnezyum(mg), sodyum(Na), kalsiyum(Ca) gibi elektrolitler, myozin, aktin, troponin, ATP, fosfokreatin, glikojen, fosfolipid, myoglobin gibi çeşitli enzimler bulunur. SARKOPLAZMİK RETİKULUM: Kas kasılmasında önemli rol oynayan özel bir yapı olup myofibriller arasında uzunlamasına tüblerden oluşur. Sarkoplazmik retikulum Ca depo eder ve salıverir. TRANSFERS TÜBLER: Sarkolemmalar içe doğru bükülerek membranlar seti halinde kas fibrillerinin bir tarafından diğer tarafına enine olarak tübüler sistem oluştururlar. Bunlar miyofibrillere dik seyrederler. Aksiyon potansiyeli T tübleri sistemi yolu ile kas fibrillerinin içlerine doğru yayılmakta ve bu akım kası kasılmaya sevk etmektedir. İmplusların fibrilin iç tarafına iletimi fibril 2’ de, fibril 1’e oranla daha süratlidir. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 15 Kas kasılma mekanizması T tubü Sarkoplazmik retikulum Motor nöron Sarkolemma Asetil kolin reseptörü Asetil kolin Kas fibrili Aktin Tropomyozin Kalsiyum Troponin Ca2 Aktif kısım Myozin başı Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 16 İstirahatte ve kasılmada aktin-miyozin filamanlarının boyundaki yapısal değişim Z Zone H Zone I band A band Z Zone İstirahat: Sarkomer uzun=4,0um aktin myozin Kasılmada;Saorkomer uzunl=2,7um Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 17 Çapraz köprülerin hareketi sırasında aktin ve miyozinlerin relatif pozisyonları. Aktin Tropomyozin Troponin Aktin Çapraz köpriler Çapraz Köprü 1 Myozin Çapraz köprü 2 İnce flamaent aktin molekülü Kalın flament Köprü 1 kasılma Hareket Köprü 2 kasılma Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 18 Duyu sinirleri İskelet kasını çalıştıran merkezi sinir sistemi motör nöronları, kas çalışmasının amaca uygunluğunu kontrol edebilmek ve yönlendirebilmek için kasların uzunluk ve gerim değişiklikleri hakkında bilgi almak zorundadır. Merkezi sinir sistemine bu bilgileri kaslarda bulunan bazı duyu organları proprioreseptörler sağlar. Bunlar : a) Kas iğciği b) Golgi Tendon organlarıdır. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 19 Kas Tonusu Kasların istirahat koşullarında dahi istem dışı muayyen bir gerginliği vardır. Buna kas tonusu denir. (Önkolu hafif bükülü olarak ve gevşek bir şekilde bir masa üzerine koyduğumuzda Kaslara gelen efferent ve afferent duyu sinirlerin kesilmesi ile tonus kaybolur. Bu gözlem, tonus oluşmasına sebep olan mekanizmanın özel bir refleks olduğunu ortaya çıkarır. Bu kas iğciği refleksidir. Kas iğciği kasın kasılma durumu ve derecesi hakkında devamlı arka köklerle medulla spinalise afferent impulslar taşır. Buradan kasa efferent uyarılar ile kasta devamlı gerginlik meydana getirir. kol kaslarımızın hafif gergin olduğu görülür). Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 20 Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 21 THE MOTOR UNIT Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 22 Kas iğciği çizgili, ince liflerden oluşmuş, kas fibrilleri arasında uzunluğuna yer almış olup bağ dokusundan bir kılıf ile örtülüdür. Bu liflerde afferent sinirler sonlanır. Fibrillerin orta kısmı proprioreseptör ödevini görür ve kasılmaz, uçları ise kasılır. Uç kısımlar gama efferent motor sinirler yolu ile uyarılır. Kas iğciğinin orta yeri duysal uyaranı alan yerdir ve iki tip duysal sinir (tip1 ve tip2) ile sinirlenir. Kas iğciğinin gerilmesi, kendisinden çıkan duysal siniri uyarır. Kas fibrili Periferik sinirler (Motor ve duysal sinir Fibrilleri) Kas iğciği Kemik Duysal nöron kas iğciği Gama motör Sonlanması Alfa motör sonlanması İskelet kası Golgi tendon organı Tendon Duysal nöron Tendon Golgi tendon organı Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 23 Duyu sinirleri Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 24 Kas İğciği • Görevi; aktif veya pasif bir şekilde kasta meydana gelen gerim ve değişmelerden merkezi sinir sitemini haberdar etmek ve özel reflekslerin meydana gelmesine yardımcı olmak. • Kas iğciğinden doğan duysal uyaranlara göre, kasa gönderilen motör uyaranlarda değişir. Böylece amaca uygun hareket sağlanır. • Kas iğciği düşük şiddetteki uyaranlarla uyarılan bir reseptördür. Bu duyarlılık kendisinin ağırlıkları ayırt etme özelliğini de gösterir. Bu duyarlılık sayesinde insanların hareketleri mükemmel olur. • Özel refleks , bir kasa yapılan uyarma sonucu meydana gelen aktivitenin gene aynı kasta görülmesidir. İnsanların bütün istemli hareketleri özel refleksler sayesinde düzenlenir. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 25 a) Bir kasın gerilmesi ile içindeki kas iğciği uyarılır. b) Bu afferent uyaran medulla spinalise , oradan ön kök motör nöronlara gider, c) Oradan da motör sinirlerle aynı kasa geri döner ve duruma göre değişik miktarda motör ünite uyarılarak o kas harekete sevk edilir veya hareketi inhibe edilir. Bu özel bir reflekstir. Kas iğciğinden doğan proprioseptif uyaranlar ve refleksler sayesinde farkına varılmadan hareketlerimiz bir amaç doğrultusunda kontrollü bir şekilde yapılabilir. Medulla spinalis Motör sinir Duysal sinir Kas fibrili Kas iğciği Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 26 Kas iğciği • Kas iğciğinden doğan duysal uyaranlara göre kasa gönderilen motör uyaranlarda değişir. Böylece amaca uygun bir hareket sağanmış olur. Kas iğciğinin uyarılabilmesi yüksektir. Düşük şiddetteki uyaranlarla uyarılabilen reseptördür. Bu duyarlılık kendisinin ağırlıkları ayırt etme özelliğini de gösterir. • Kas iğciği 200 gr. ile 201 gr.lık ağırlıkları ayırt edebilir. Bu duyarlılık sayesinde insanların hareketleri mükemmel ve dakik olur. • Kas iğciği özel reflekslerde önemli rol oynar. İnsanların tüm istemli hareketleri özel refleksler sayesinde düzenlenir. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 27 Golgi tendon organı tendonun kasa yakın yerinde, tendonun fibrilleri arasında bulunur. Kasın kasılması veya kasın geriminin artması sırasında kas tendonuna uygulanan gerginliği kontrol eder. Kas kasılıp kısaldığında tendon gerilir, golgi tendon organı uyarılır ve buradan çıkan afferent impulslar merkezi sinir sistemine gelerek oradan kasın refleks gevşemesine neden olurlar. Kas iğciğinden doğan afferent impulslar kasın kasılmasına neden oldukları halde (kasılmayı kolaylaştırıcı etki), kasta kasılma çok kuvvetli olduğu zaman golgi tendon organından çıkan afferentler bağlı bulundukları kasın gevşemesine neden olur ve bağlı dokuların korunmasını sağlarlar. Medulla spinalis Golgi tendon organı KAS İnhibitor internöron Alfa motör nöron Tendon organdan Tendon duysal sinire Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 28 Motor kortex Pons Medulla oblongata Duysal kortex • Kas iğciği ve golgi tendon organı amaca uygun Talamus birbirleriyle beraber çalışmaktadırlar. Cerebellum • Her iki organdan da doğan Kinestetik reseptör impulslar bilinç dışı meydana gelirler ve medulla spinalise serebelluma ve serebruma giderek kassal aktivitenin durumu hakkında devamlı bilgi taşırlar ve kasın otomatik Golgi Tendon kontrolünde yardımcı olurlar oraganı Kas iğciği Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 29 Örneğin; bilek güreşinde golgi tendon organının inhibisyon gücü kasılma gücünü aştığı zaman birey mağlup olur, ama kas ve tendonu korunmuş olur. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 30 Kas lifi tiplerinin sınıflandırılması ------------------------------------------------------------------------------------Sistem 1 Sistem 2 Sistem 3 Slow-twitch Tip I SO Fast-twitch Tip IIa FOG Fast-twitch b Tip IIb FG Yavaş kasılan Hızlı kasılan Hızlı kasılan Oksidatif oksidatif-glikolitik glikolitik Özellikler Oksidatif kapasite Yüksek Orta Düşük Glikolitik kapasite Düşük Yüksek En yüksek Kasılma hızı Yavaş Hızlı Hızlı Yorgunluk dayanıklılığı Yüksek Orta Düşük Motor birim gücü Düşük Yüksek Yüksek Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 31 Kas Lifi Tiplerinin Yapısal ve İşlevsel Özellikleri Lif Tipi Karakteristik özellikler ST FTa FTb --------------------------------------------------------------------------------------------Motor siniri başına lifler 10-180 300-800 300-800 Motor nöron ölçüsü Küçük Geniş Geniş Sinir davranış hızı Yavaş Hızlı Hızlı Kasılma hızı 110 50 50 Miyozin ATP’ase tipi Yavaş Hızlı Hızlı Motor ünite gücü Düşük Yüksek Yüksek Aerobik kapasite Yüksek Orta Düşük Anaerobik kapasite Düşük Yüksek Yüksek Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 32 FIBER TYPES AND TRAINING Transitional Fiber Types I IC IIC IIAC IIA IIAB Changes Shown With Extreme Distance Training IIB Typical Change With Training Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 33 ST ve FT kas liflerinin özellikleri erken yaşlarda(yaşamın ilk birkaç yılı) içinde ortaya çıkar, Aynı yumurta ikizleriyle yapılan çalışmalar göstermiştir ki kas lifi bileşimi çoğu kısımlar için genetik olarak belirlenmiştir ve çocukluktan orta yaşa kadar çok az değişir. Atalarımızdan miras aldığımız genler, bireysel kas liflerimizi belirler. Sinir sistemi gelişiminden sonra, kas liflerimiz, onları uyaran nöron tiplerine göre farklılaşır. Kasın hareketsizliğinde FTa ve FTb liflerinin yüzdesinde çok az bir değişik olmaktadır. Yaşlı erkek ve kadınlar üzerindeki incelemelere göre yaşlanma ST ve FT liflerinin dağılımında değişiklikle sonuçlanabilir. Yaşlandıkça kaslarımız, içinde ST liflerinin yüzdesinin artmasıyla sonuçlanan FT motor ünitelerini kaybetmeye eğilimlidir. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 34 Kas Liflerinin Belirlenmesi Kas iğne biopsisi Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 35 • FTa, FTb ve FTc lifleri boyunca farklılıklar pek anlaşılmaz fakat FTa liflerinin daha sık kasıldığına inanılır. Sadece ST lifleri FTa liflerinden daha fazla sıklıkla kullanılır. FTc lifleri en az sıklıkta kullanılandır. • Ortalama olarak çoğu kaslar %50 ST lifleri • ve %25 FTa liflerinden • %25 daha çok FTb lifleri bir miktar FTc lifleridir, • FTc lifleri kasın sadece %1 yada %3'ünü oluşturur. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 36 Kas Fibril tipleri Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 37 Sarkoplazmik Retikulum FT lifleri ST liflerinden daha çok gelişmiş sarkoplazmik retikuluma sahiptir. Böylece FT lifleri uyarıldığında kas hücresinin içine daha fazla kalsiyum girer ve daha hızlı hareketi oluşur. FT ve ST lifleri tarafından üretilen kuvvetin miktarı aynı olmasına rağmen, FT lifinin hesaplanmış gücü ST lifinden daha büyüktür. Bu, bacak kaslarında FT liflerinin yüksek oranda olan bireylerin neden daha iyi kısa mesafe koşucusu olmaya yöneldiğini kısmen açıklayabilir. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 38 Motor Üniteler ST motor ünitesi içindeki motor nöron, küçük vücut hücresine sahiptir ve 10'dan 180 kas lifine kadar küme içerir. FT motor birimi içinde olan motor nöron, daha geniş vücut hücresine ve daha fazla akson'a sahiptir, 300'den 800'e kadar kas lifi içerir. Tek bir ST nöronunun lifleri uyarıldığı zaman, tek bir FT motor nörona göre daha az kas lifleri uyarılır. FT motor lifleri daha hızlı gerilme noktasına ulaşır ve topluca ST liflerinin yaptığından daha fazla kuvvet üretir. ST ve FT motor birimleri arasındaki kuvvet gelişimindeki farklılık, her lif tarafından üretilen kuvvetle değil, motor ünitesi başına düşen kas lifleri sayısına bağlıdır. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 39 Lif Tiplerinin Dağılımı ST ve FT liflerinin yüzdeleri, vücudun bütün kaslarında aynı değildir. Genel olarak bir kişinin kol ve bacak kasları benzer lif bileşimlerine sahiptir. Örneğin; soleus kası, hemen hemen tamamiyle ST liflerinden oluşmuştur. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 40 Kas lifi dağılımının performans sporunda önemi varmıdır? Dünya şampiyonu olan maratoncuların Gastroknemius kaslarında %93-99 arasında ST liflerine sahip olduğu belirtilmiştir. Bununla beraber dünya klasmanındaki sprinterlerin kasların içinde sadece %25 civarında ST lifleri vardır. Kısa ve uzun mesafe koşucularının kaslarının lif kompozisyonları belirgin bir şekilde farklı olmasına rağmen, kas lifi tipinin hakimiyeti baz alınarak, kısa ve uzun mesafe koşucu şampiyonlarını seçebileceğimizi düşünmek biraz riskli olabilir. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 41 Bay ve bayan sporcularda üç kas grubunda ST yüzdeleri Sporcu grupları Omuz (Deltoid) Kalf (Gastrocnemius) (Vastus lateralis) %79(M) Uzun mesafeciler Kanocular %71(M) Triathlets %60(M) Yüzücüler Uyluk %69(F) %59(M) %67(M) %69(F) %24(M) %27(F) Sprinterler %57(M) %51(F) Bisikletçiler Ağırlık kaldırma %53(M) %44(M %38(M) Atmalar Sporcu olmayanlar %63(M) Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ %47(M) %46(F) 42 ST Lifleri Genel olarak ST kas lifleri yüksek aerobik dayanıklılığı olan fibrillerdir. ST lifleri, yağ ve karbonhidrat oksidasyonundan ATP üretiminde verimlidir. Kas kaslma ve gevşemesi için ihtiyaç duyulan enerji üretimi için ATP gereklidir. Oksidasyon olduğu sürece, ST lifleri ATP üretmeye devam eder. Bu sebeple ST lifleri yüksek aerobik dayanıklılığına sahiptir. Bu yüzden, dayanıklılık gerektiren hareketler boyunca (maraton koşusu) ve kas gücü ihtiyacının düşük olduğu daha çok günlük aktiviteler süresince (yürüyüş) daha sık kullanılan fibril’lerdir. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 43 FT Lifleri • FT kas lifleri nispeten daha düşük aerobik dayanıklılığa sahiptir. FT lifleri anaerobik ortama, ST liflerinden daha uygundur. • FTa motor üniteleri, ST motor ünitelerinden oldukça fazla kuvvet meydana getirir. Ama, sınırlı dayanıklılıkları yüzünden daha çabuk yorulurlar. Böylece FTa lifleri kasılma boyunca, yüksek şiddetli dayanıklılık olayları boyunca kullanılır. Örneğin bir mil koşusu ve 400 m. yüzme gibi. • FTb lifleri, yüksek patlayıcı olaylarda kullanılır(100m. koşu, 50m. Yüzme gibi) Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 44 Birçok iskelet kasları ST ve FT liflerinin her ikisini de içerir. Her fibril tipi, farklı ATP’ase’lara sahiptir. FT liflerinin içindeki ATP’ase kas kasılmasında daha çabuk harekete geçer, ST liflerinin içindeki ATP’ase’dan daha çabuk enerji sağlar. FT lifleri daha yüksek şiddetteki kas kasılması için ihtiyaç duyulan kalsiyum dağıtımını sağlayan zengin bir sarkoplazmik retikulum’a sahiptir. FT motor ünitelerini sağlayan motor nöronları daha çoktur Böylece FT motor üniteleri kısaltmak için daha çok life sahiptir ve ST motor ünitelerinden daha fazla kuvvet üretebilir. ST lifleri yüksek aerobik dayanıklılığa sahiptir ve yüksek derecede dayanıklılık gerektiren aktivitelere daha uygundur. FT lifleri anaerobik aktiviteler için daha uygundur. FT lifleri patlayıcı güç gerektiren ativitelerde kullanılır. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 45 Motor üniteler ve Kasın büyüklüğü 1. Daha fazla motor birimi harekete geçtiğinde daha fazla güç üretilebilir. 2. FT motor üniteleri, ST motor ünitelerinden daha fazla güç üretir. Çünkü her bir FT biriminde, ST biriminkinden daha fazla kas lifi vardır. 3. Aynı şekilde büyük kaslar (daha fazla kas lifine sahiptir) küçük kaslardan daha fazla kuvvet üretir. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 46 Kas fibril tipleri %100 %100 %100 2 4 6 60 dk Hızlı kasılan glikolitik Hızlı kasılan oksidatif glikolitik Yavaş kasılan oksidatif Yorgunluk eğrisi 2 4 6 60 dk 2 4 6 60 dk 50 40 30 20 20 10 10 1 0 msec 20 10 msec Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ msec 47 • Motor üniteleri hep yada hiç cevapları verir. Aktivite içindeyken uyarılmış birimler için motor sinir dürtüsü, eşikle buluşmalı veya onu bir miktar geçmeli. Bunlar olurken motor ünitesi içindeki bütün kas lifleri maksimum olarak hareket eder. Eğer eşik ile buluşmamışsa birim içindeki lifler hareket etmez. • Daha çok motor üniteleri ve kas lifleri hareket ettirilerek daha fazla kuvvet üretilir. • Düşük yoğunluktaki aktivitelerde çoğu kas gücü ST lifleri tarafından üretilir.Yoğunluk arttıkça FTa lifleri ve yüksek yoğunluklarda FTb lifleri harekete geçer. Kasılmanın aynı örneği uzun süreli hareketler boyunca izlenir. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 48 Farklı spor disiplinlerinde kas fibril kompozsiyonu ve MaxVO2 (Berg U et allMed.Sci.in sp.1978) Kas fibril kompozisyonu % ST fibrilleri 100 80 60 40 20 Maksimal oksijen kullanımı ml.kg.dk 0 20 40 60 80 10 0 Mukavemet kayağı Uzun mesafe koşular Kano Antrenmanlı kişiler. Yüzme Antrenmanlı öğrenciler Ağırlık kaldırma Alp disiplini kayak Güreş Buz hokeyi 100-200m koşu Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 49 Tüm vücutta otopsi den elde edilen farklı kas gruplarındaki insan Yavaş kasılan fibril ortalama yüzde değerleri 0 10 Yavaş Kasılan Fibril yüzdesi(%) 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Vastus lateralis Triceps Rectus Femoris Brachioradialis Pectoralis major Biceps brachii Gastrocnemius Sartorius Latissumus dorsi Vastus medialis Deltoid Biceps femoris Tibialis anterior Soleus 0 10 20 30 40 Yavaş Kasılan Fibril yüzdesi (%) 50 60 Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 70 80 90 100 50 Kasların kullanımı Motor ünitenin içindeki tüm lifler harekete aynı anda iştirak eder ve bir hareketi yerine getirmek için istenilen kuvveti sağlamada değişik kas tipleri bu aşamalara katılır. Vücutta bulunan 600’ün üstündeki iskelet kaslarının geniş çapta ölçüsü ve görünümü değişir. Her koordineli hareket kas kuvvetinin uygulanmasını sağlar. Bunun sağlanmasında etkili olan kas çeşitleri şunlardır; • Agonist ; İlk, ana hareketi yaptıran kaslar; • Antogonist; agonist kaslara karşı koyan kaslar. • Sinerjist, bu ilk kaslara (agonist) eşlik eden kaslar. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 51 Kas kasılma ve hareket tipleri Kas hareketini üç şekilde gruplandırabiliriz; İzometrik Eksantrik, Konsantrik, İzokinetik (iso=aynı, kinetik=hareket) Tetanik, Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 52 Konsantrik Biceps Brachii (Agonist) Biceps brachii(agonist) Barchialis(agonist) Triceps brachi (antagonist) Statik Eksantrik Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 53 Statik ( İzometrik ) Hareket Kaslar hareket etmeden de kasılırlar. Bu şekildeki kasılmalarda kas kuvvet üretir ama kasın uzunluğu ve eklem açısı değişmez. Bu harekete statik yada izometrik kasılma denir. Statik hareket; kasın ürettiği kuvvetten daha ağır bir nesneyi kaldırmaya çalıştığımızda ve bu hareketi dirseği hareket ettirerek sabit tuttuğunuzda statik hareket sağlanır. Statik harekette miyozin çapraz köprüleri kuvveti şekillendirir, tekrar kullanıma dönüştürür ama aktin flamanların hareket etmesi çok daha etkilidir. Aktin flamanları normal pozisyonlarında kalırlar dolayısıyla kısalma oluşmaz. Kastaki motor ünite sayısı, direncin üstesinden gelmek için yeterli kuvvet üretebilmeye katkıda bulunabilirse statik hareket dinamik hareket olur. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 54 Konsantrik Hareket Kasın temel hareketi, kısalması konsantrik olarak bilinir. Bu tip kas hareketi ile daha çok karşılaşırız. Konsantrik harekette aktin filamanlar birbirinin içine doğru çekilir. Eklem hareketi üretildiği için konsantrik hareketler dinamik hareketler olarak nitelendirilir. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 55 Eksantrik Hareket Kaslar uzama halindeyken bile güç sarfedebilir. Bu harekete ekzantrik hareket denir. Eklem hareketi oluştuğu için aynı zamanda dinamik harekettir. Ağırlığı indirmek için dirseğimizi hareket ettirdiğimizde Biseps Brachii’lerin hareketi eksantrik hareket için bir örnektir. Bu durumda aktin flamanlar sarkomer’in merkezinden daha uzağa çekilir ve kasları uzatır. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 56 Tetanik kasılma • Tek kasılmalara oranla daha kuvvetli,uzun süreli, ekonomik ve daha fazla iş yapılan kasılma şeklidir. • Tek kasılmalar ani gelip geçen bir kasılma şeklidir. Özel refleksler ve kalp çalışmasında görülür. Fakat istemli hareketlerimiz genellikle devamlı yani tetanik kasılmalar şeklinde kendini gösterir • Kasa gelen tek bir uyarımın meydana getirdiği kasılma bitmeden arka arkaya sık uyaranlar verilirse kas gevşeyemez ve devamlı kasılır. • Tetanik kasılmanın meydana geldiği en düşük uyaran frekansına kritik frekans denir. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 57 Kramp • Lokal bir kas spazmdır. Kasta meydana gelen bazı anormallikler(üşüme, kan akımında azalma, ağır antrenman vb) lokal olarak bazı duysal reseptörleri uyarır ve ağrıya neden olur. Bu duysal impulslar medulla spinalise taşınır ve bu yolla kasta refleks bir kasılma görülür. Bu kasılma duysal reseptörleri daha da uyararak aynı refleks yoldan kasta daha şiddetli bir kasılmaya sebep olur. Başlangıçta zayıf olan hassasiyet giderek artar ve daha şiddetli kasılmalara sebep olur ve kasılmalar krampa dönüşür. • Kramplı kas istemli olarak gevşetilemez. • Kramplı kastan yüksek frekanslı aksiyon potansiyelleri alınır. • Kramp ağrısı kastaki aşırı aktiviteye oranla gelen enerji verici maddeler yetersiz kalmakta ve nispi kanlanma azalmakta ve metabolitler birikmektedir. • Dehidratasyon, fazla tuz kaybı, elektrolit dengesizleri krampa zemin hazırlar. Motor sinir sistem hastalıklarında efora bağlı kramplar görülebilir. Yaralanmalar,ısıda değişiklikler,sıkı giyim, yorgunluk krampa sebep olabilir. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 58 Kas kuvvetini tayin eden faktörler • • • • • • Kas fibrillerinin düzeni Yorgunluk Isı Enerji maddeleri depoları Antrenman durumu İşten sonra toparlanma yeteneği Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 59 Eklemin Açısı 90 100 120 Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 60 Kuvvet ve direnç antrenmanları sonrası dolaşım ve kas sistemindeki değişiklikler Antrenman öncesi kapillarizasyon 8-12 hf lık antr sonrası kapillarizasyon Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 61 Kas kuvvetinin gelişmesi aşağıda birbirini takip eden faktörlere bağlıdır. - Harekete geçen motor birimlerinin sayısı. - Harekete geçen motor birimlerinin tipi. - Kasın büyüklüğü. - Kasın harekete başlarkenki uzunluğu. - Eklemin açısı. - Kasların hareket hızı. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 62 Kas Yorgunluğu Kısa dönem yüksek oranlı egzersiz veya aşırı egzersiz kas gücü üretiminde düşüşe neden olur. Bu düşüş yorgunluk olarak bilinir. Özellikle, kassal yorgunluk, maksimum kas çalışma gücündeki azalma olarak tanımlanabilir ve iş yapabilmek için gereken yeteneğin azalması olarak karakterize edilir. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 63 Aktin ,myozin ve Z disklerinin maraton yarışından önceki görünümü Maraton yarışından hemen sonra kas örneği Bir maraton sporundan sonra görülen kas fibril hasarının elektron mikroskopu ile tesbiti. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 64 Antrenman durumu Şekil a) iki sene spor yapmamış birinin egzersiz öncesi ve sonrası bacak kasının enine kesitinin mikroskopik görünüşü, Şekil b) 6 haftalık dinamik kuvvet antrenmanı sonrası görünümü. Antrenman sonrası anlamlı bir şekilde görülen hipertrofi Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 65 • İşten sonra toparlanma yeteneği Toparlanma fazı oksijen sistemi, karbondioksit ve diğer metabolitlerin dokudan alınıp uzaklaştırılmasına, enerji verici maddelerin ve kas işi esnasında sarf edilen mineral ve diğer elemanların temine bağlıdır. Dolaşım bu maddeleri çalışan kasa getirip götürmeye uygun olmalıdır. • Kasılma ve gevşeme esnasında kastan geçen kan akımı fazla olduğunda kasın toparlanması daha süratle olur. Kısa fakat seyrek dinlenme periyotları uzun seyrek dinlenme periyotlarına oranla kas çalışmasını daha verimli yapar. • Kol fleksör kasını bitkin hale getirinceye kadar çalışmasından sonra kuvvetin %69’u 30 saniye sonra tekrar kazanılır. 2.5 dakika dinlenmeden sonra ise daha fazla kazanılan kuvvet %13 7.5 dk. dan sonra %18 dir. 42.5 dakika’dan sonra ise kuvvetin %95’i tekrar kazanılır. Bu değer 30 saniye istirahatten sonra kazanılandan ancak %26 daha fazladır. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 66 Kuvvetin Üretimi Kasın kuvvet yeteneğinin yansıması, kasın ürettiği kuvvet yeteneğiyle aynıdır. Eğer 150 kg'lik bench press için kuvvetiniz varsa bu 150 kg'ın üstesinden gelebilmek için kaslarımız kuvvet üretmeye de yeterlidir. Egzersiz ve Spor Fizyolojisi İlhan ODABAŞ 67
