Egzersiz Fizyolojisi
Fizyoloji; hücrelerin, dokuların, organların ve tüm sistemin fonksiyonlarını inceler. Egzersiz fizyolojisi ise egzersizle ilgili tüm sistemin işlevini incelemektedir.
Kas Fizyolojisi
Vücut ağırlığımızın %50 sini kaslar oluşturur. Tüm bu kaslar kendi içinde 3’e ayrılır;
- İskelet kası
- Kalp kası
- Düz kas
- İskelet kasları istemli kasılır ve Işık ve elektron mikroskoplarında kas liflerinde enine çizgiler görünür. Her bir hücrenin bir sinir lifi bağlantısı vardır ve kasılma, motor siniri tarafından uyarılan kas hücrelerinin eş zamanlı veya birbirine yakın zamanlarda kasılması ile ortaya çıkar.
- Kalp kası da çizgili bir kastır. Fakat otonom sinir sistemi ile innerve olur ve bu sebeple bir otomasyona sahiptir. Kalp kası bazı yapısal özelliklerinden dolayı kendi kendine de uyarı sağlayıp kasılabilir.
- Düz kaslar iç organlarımızın çeperini oluşturan kaslardır. Çizgilenme göstermez ve otonom sinir sistemi tarafından innerve edilir.
İki çeşit düz kas yapısı vardır. Birincisi mide, bağırsak gibi içi boş olan organlarımızın çeperini oluşturan visseral düz kaslar, ikincisi ise büyük arterlerin duvarlarını saran iris kasları gibi multiünit düz kaslar.
Visseral düz kaslar, kalp gibi bir otomasyona sahiptir. Yapısal özelliklerinden dolayı kendi kendilerine uyarılabilir ve kasılabilirler. Çünkü bu kaslarda da kalp kasında olduğu gibi pacemaker hücreler vardır. Multiünit düz kaslarda ise böyle bir uyarı söz konusu değildir. Her kas lifinin bir otonomik sinir lifi ile uyarılması gerekir. Fakat bunlarında kasılmaları istem dışı gerçekleşir.
Kas Kasılmasının Moleküler Temeli
İskelet kasları ancak motor sinir uyarılması ile kasılır.
- Aksiyon potansiyeli, kas fibrillerinin hemen hepsinin orta bölümünde bulunan sinir-kas kavşağı aracılığı ile kas lifi membranına geçer.
- Böylelikle motor sinirinin taşıdığı her uyarı ile ilgili kas lifinde bir depolarizasyon oluşur.
- Aksiyon paneli, kas membranı boyunca yayılır ve T tübüllerine ulaştıkça hücre içine geçer.
- T tübülleri her iki yanında bulunan sarkoplazmik retikulu parçaları ile triad yapıları oluşturur. (triad bölgesi uyarılmanın kasılmaya dönüştüğü bölgedir.)
- Kas zarı boyunca yayılan aksiyon potansiyeli, T tübülleri aracılığı ile triad bölgesine ulaştığı zaman, T tübülleri üzerinde bulunan ve voltaja bağlı Caa++ kanallarını oluşturan reseptörler aktive olur.
- Dihidropiridin resepsörleri liganda bağlı Ca++ kanalı olan riyonodşn reseptörlerinşn üzerine yerleştirdiği pseudopodlarını çekerek bu reseptörleri açar. Riyanodin reseptörlerinin aktivasyonu ile sarkoplazmik retikulumdan hücre içine Ca++ boşalır. Hücre içi Ca++ miktarı 10-5 mmol/L ye yükselir.
- Ca++ yüksek bir hız ile TnC’ye bağlanır.
- Aktive olan TnC diğer troponin subünitlerinin ve tropomiyozin bağlantılarının kimyasal yapısını değiştirerek devinir ve tropomiyozinin bağlantılarının aktinin etkin noktalarına çeker.
- Bu arada miyozin başına bağlı bir ATP molekülü hidrolizlenmiştir.
- ADP ve yüksek enerji fosfat taşıyan miyozin başı, büyük bir hızla aktin üzerindeki etkin noktaya bağlanır ve taşıdığı yüksek enerji aracılığı ile miyozin başları 90 dereceden 45 dereceye eğilerek bir güç darbesi (power stroke) oluşturur.
Kas Gevşemesi
Kasılma da olduğu gibi kas gevşemesinde de ATP enerjisine ihtiyaç vardır.
Güç darbesinden sonra miyozin başlarının aktinin etkin noktalarından ayrılması, hücre içinde artmış olan Ca++ tekrar sakoplazmik retikuluma ve organellere pompalanması gerekir. Bu şekilde kasılan ve boyu kısalan kas fibrili tekrar normalde ki boyuna geri dönecektir.
Bütün bu uyarılma, kasılma ve gevşeme periodlarının toplam süresi kaslar arasında farklılık göstermektedir. Çeşitli kas lifleri için 10 milisaniye ile 200 milisaniye arasında değişmektedir.
Bir kas içinde ki fibriller 1 saniye içinde 5,10,50,100 defa uyarılabilir, gevşeyebilir, kasılabilir. Aynı zamanda kas kitlesi içinde değişik tiplerde fibriller olduğu için bir kısmı kasılırken, bir kısmı yeni uyarılıyor ya da gevşiyor olabilir.
Fibrillerin farkı davranışları, kasların kesin ve sert hareketler ile kasılıp gevşemesini önleyerek bu hareketlerin birbiri içinde erimesini, kasın yumuşak geçişler ile fonksiyonel bir kasılma yapmasını sağlamaktır.
Kas Kasılma Tipleri
Statik Kasılma
- İzometrik Kasılma
Dinamik Kasılma
- Konsantrik Kasılma
- Eksentrik Kasılma
- İzokinetik Kasılma
İzometrik Kasılma
Uzunluğu sabit kalan ancak gerilimi artan, statik kasılma şeklidir. İzometrik kasılmada fizik kanunlarına göre mekanik bir iş yapılmaz. Çiğneme esnasında çalışan kasların eylemi izometrik kasılmaya örnek olarak verilebilir.
Konsantrik Kasılma
Dinamik bir kasılma şeklidir. Kasın gerilimi hareket genişliği boyunca değişmekte ve boyu kısalmaktadır. Yani kısalarak kasılmaya örnektir. Bir ağırlığı yerden kaldırırken bu kasılmadan destekle hareket sağlanır.
Eksantrik Kasılma
Dinamik kasılma şekillerindendir. Kasın gerilimi artarken boyu uzar. Konsantrik kasılmanın tam tersi işlevdedir. Ağırlığın yere indirilmesi bu kasılma için örnek gösterilebilir.
İzokinetik Kasılma
Hareket hızının sabitlendiği kasılma tipidir. Kas sabit hızda kasılırken meydana gelen gerilim bütün hareket boyunca eklemin bütün açılarında en yüksek seviyede tutulur.
