Eklemler,Sinoviyal Sıvı ve Sürtünme Kuvvetleri Prof. Dr. Mustafa Emre Ç.Ü. Tıp Fakültesi Biyofizik Anabilim Dalı

Eklemler Eklemler vücut hareketlerinin yapılabilmesini sağlayan kemiklerin bağlantı yerleridir. Eklemler işlevlerine göre üç gruba ayrılır: 1.Fibröz eklemler; kafatası kemiklerini birleştiren, hareket yeteneği bulunmayan eklemlerdir. 2.Kartilaginöz eklemler; eklem yüzeyleri kıkırdakla örtülüdür ve bu yapı, eklemlerin sınırlı hareketine izin verir. 3.Sinoviyal eklemler; En hareketli eklemler olup kapsülle çevrili bir eklem boşluğu mevcuttur. Eklem yüzleri kıkırdakla örtülüdür ve eklem boşluğu sinoviyal sıvı doludur. Anatomik yapılarına göre pivot, menteşe, top-yuva, elipsoid, eyer ve kayar eklemler diye 6 sınıfa ayrılır.

Anatomik Yapılarına Göre Sinoviyal Eklem Çeşitleri

SİNOVYAL SIVI (EKLEM SIVISI) Eklem sıvısı, hareketli eklemlerin boşluklarında bulunan viskoz bir sıvıdır. Bu sıvı hareket sırasında eklem üzerindeki baskıyı azaltır ve eklem kıkırdağının beslenmesini sağlar. Sinovyal sıvı bileşenlerinin çoğunun konsantrasyonu kan plazmasındakine benzer düzeydedir. Artrosentezle elde edilelen sinovyal sıvı analizi eklem hastalıklarının tanısında kullanılır. Sıklıkla lökosit sayımı, kültür ve kristallerin mikroskobik incelemesi yapılır. Diz ekleminde normalde < 3.5 ml olan sıvı, enflamasyonda 25 ml olabilir. Normalde sinovyal sıvı pıhtılaşmaz ancak eklem hastalıklarında elde edilen sinovyal sıvı fibrinojen içerdiği için pıhtılaşabilir. Bu nedenle eklem sıvısının heparinlenmiş bir enjektörle alınmalı ve hücre lizisini önlemek için eklem sıvı analizleri mümkün olan en kısa sürede yapılması gerekir.

SİNOVİAL SIVI TOPLANMASI Sinovyal sıvının eldesi, artrosentez ile olur. Tercihen 1g EDTA/ 1 mL sıvı aseptik şartlarda alınır. • Mikroorganizma, lökosit, glukoz ve protein bakılabilir.

SİNOVYAL SIVI (EKLEM SIVISI) Sinovyal Sıvının Fiziksel Özellikleri Normal sinovyal sıvı berrak ve soluk sarı renklidir. Enflamasyonda eklem sıvısının rengi genellikle koyu sarı, bakteriyel enfeksiyonlarda ise yeşilimsidir. Eklem sıvısının bulanıklığı lökositlerle ilişkilidir, ayrıca fibrin ve hücre artıkları da bulanıklık yapabilir. Kristallerin varlığında eklem sıvısının görünümü süt gibi beyazımsı olur. Donuk yağlı görünüm örnekte kolesterol kristallerinin olduğunu gösterir. Sinovyal sıvının viskozitesi eklem yüzeylerinin kayganlığını sağlayan hiyalurinik asitin polimerizasyonuyla ilişkilidir. Artrit, hiyalurinik asit sentez ve polimerizasyonunu etkileyerek sıvı viskozitesini azaltır.

Artrosentez

Eklem sıvısının kimyasal özellikleri 1. En sık glukoz tayini yapılır. Azalmış glukoz düzeyleri enflamatuar ve septik hastalıkları gösterir. Kan ve sinovyal sıvı örneklerinin aynı anda alınması gerekir. 2. Laktat düzeylerinin ölçümü artritin ayırıcı tanısında önemlidir. 250 mg/dL’den yüksek sinovyal sıvı laktat düzeyleri septik artirit için tipik olmakla birlikte romatoid artritde de görülebilir. 3. Normal koşullarda sinovyal sıvı protein içeriği < 3 g/dL’dir. Sinovyal sıvının protein düzeyi hemorajik ve enflamatuar hastalıklarda artar.

Sinoviyal sıvı Sinovyal sıvı içeriğindeki elektrolit ve kolay diffüze olabilen maddeler plazma ile değiş tokuşa uğrarlar, büyük partiküller intraartiküler aralığı lenfatiklerle terk ederler. Normalde berrak pH’ı 7,3-7,4 arasında Dansitesi 1010 civarında Viskozitesi suyunkinin 50-200 misli Albümin/globülin oranı 4 Glukoz konsantrasyonu değişken Fibrinojen ve lipid içermez; sinovyal hücreler tarafından oluşturulmuş proteoglikanları (özellikle hiyalüronik asit) içerir.

Sinoviyal sıvı İnsan vücudunun stabilitesinin ve yapısal desteğinin sağlanmasında iskelet sistemi önemli bir role sahiptir. İskelet yapısı, iskeleti oluşturan kemiklerin birbirine bağlanmasını sağlayan geçiş bölgelerini içermektedir. Eklem olarak adlandırılan bu bölgeler kemikler arasındaki sürtünmeyi neredeyse ortadan kaldırır.

Sinovyal sıvı, sinovyum tarafından eklemi nemlendiren ve kayganlığını sağlayan sıvıdır. Vücudumuzun, eklem kıkırdaklarını sürtünme nedeniyle aşınmaktan korumak için, kendi kendine ürettiği, Hyaluronik asit içerikli kayganlaştırma sıvısıdır. Bu sıvını yoksunluğunda, kıkırdak yüzey aşınarak Osteoartrit hastalığı oluşur.

Sinoviyal sıvı Plazma özelliğindeki sinovyal sıvı interstisyel sıvının kıkırdak aralıktaki uzantısıdır. Sinovyal sıvı sinoviyal membranda bulunan ve sinoviosit adı verilen hücrelerce üretilir. Sinoviyal eklemlerde bulunan sıvı, eklem yüzeyini yağlar, sürtünmenin azaltılmasına yardım eder ve eklem kıkırdağını besler. Bileşiminde hyaluronat ve lubricin adı verilen kayganlaştırıcıları içerir. Sinoviyal sıvıda az sayıda monositler,lenfositler ve makrofajlar da bulunur. Ayrıca hyaluronik asit başta olmak üzere çeşitli mukoproteinler bakımından oldukça zengin bir sıvıdır.

● Sürtünen yüzeylerin hareketi birbirine ters yöndedir. EKSTERNAL KUVVETLER Sürtünme kuvveti ●Temas halinde olan iki yüzeyin birbiri üzerinde kaymasını engelleyen kuvvete sürtünme denir. ● Sürtünen yüzeylerin hareketi birbirine ters yöndedir. ● Sürtünmenin miktarı sürtünen yüzeylerin biçimine ve yüzeye uygulanan basınca (kg/cm2) bağlıdır. ● Bir yüzeyin kaymaya karşı gösterdiği dirence o yüzeyin sürtünme katsayısı denir. Bu katsayı maddenin moleküler yapısı ve yüzeyin girinti-çıkıntı şeklindeki kompozisyonuna bağlıdır. İdeal ortamda bu katsayı sıfır, sinoviyal eklemlerde ise oldukça düşük, 0,02-0,002 arasındadır. Dejeneratif eklem hastalıklarında sürtünme katsayısı artar. N=tepki kuvveti

Sürtünme kuvveti ● Sürtünme kuvveti, cisimlerin yüzeyde tutunmasına yardım eden bir etkendir. ● Eğer sürtünme kuvveti var olmasaydı birçok yaşamsal faaliyet mümkün olmazdı. Yolda yürüyemez, bir yerde oturamaz, yemek yiyemez, yazı yazamaz, araç kullanamazdık. Her türlü hayati olayın gerçekleşmesinde sürtünme kuvvetinin etkisi vardır. Yolda harekete başlayan bir aracın durması sürtünme kuvvetinin etkisi ile oluşmaktadır. Bu kuvvet olmasaydı frenler tutmayacağı için araba sürekli hareket ederdi.

Sürtünme kuvveti Sürtünme kuvvetinin ortaya çıkması için hareket gerekmez. Bir masayı yatay olarak hareket ettirmeye çalıştığımızda önce biraz zorlanırız sonra masa hareket etmeye başladığında kolay bir şekilde onu sürükleyebiliriz. Bu hareketliyken sürtünme kuvvetinin durgunken olduğu şekle göre daha az olduğunu gösterir ayrıca bu sonuçtan sürtünmeyi dinamik (kinetik) sürtünme kuvveti ve statik sürtünme kuvveti olmak üzere ikiye ayırmak gerekir. Sürtünme katsayısı boyutsuz ve skaler bir değerdir. N=tepki kuvveti

●Synovial sıvı dilatent ve viskoelastik özelliklere sahip bir sıvıdır. Sürtünme kuvveti ●Synovial sıvı dilatent ve viskoelastik özelliklere sahip bir sıvıdır. ● Sinovyal sıvının viskoelastisitesinin azalması (Osteoartrit gibi hastalıklarda) kıkırdağa iletilen mekanik kuvvetleri değiştirir buda kıkırdağın mekanik hasara, aşınmaya ve yırtılmaya karşı duyarlılığını arttırır. ● Synovial sıvının vizkos özelliği nemlendirme ve kayganlığı sağlar, dilatent (elastik) özelliği ise eklemdeki şok ve darbeleri tamponlar.

Sürtünme kuvveti Kışın buzlu yollarda araçlar daha fazla kaymakta ve frenlerin etkisi azalır ve kışın meydana gelen kazalar, diğer zamanlara göre daha fazla olmaktadır. Bu nedenle kışın tuz kullanılması (suyun donma sıcaklığını yani buzlanmayı azaltır) veya toprak atılması bu sürtünme kuvvetini artırmak içindir.

Eklemlerimizde Yağlanma Mühendisliği ● Parmak eklemlerinde kıkırdak tabakanın kalınlığı 1 veya 2 mm iken, kalça ve diz gibi nispeten büyük yüklere maruz kalan eklemlerde 5 mm'yi aşabilmektedir. ● Kıkırdak, kauçuk gibi elastik özelliklere sahip olup yarı şeffaf mükemmel bir dokudur. Kıkırdak doku % 20 kollagen lifler, % 5 glikoprotein ve % 75 sudan oluşur. Bu matriks içine dağılmış az miktarda canlı kıkırdak hücresi (chondrocyt) de bulunur. ● Kollagen bir protein olup kaslardaki kiriş ve eklem bağlarında da bulunur. Kollagen lifler kemiğe çok sağlam bir şekilde bağlanmıştır. ● Glikoprotein büyük bir molekül olup polisakkarıd şekerler ile proteinlerin birleşmesinden meydana gelmiştir. Glikoproteinler su tutma özelliğine sahip olup, kıkırdağın şişmesine sebep olur. Kollagen lifler ise şişmenin aşırı artmasını engeller. Sinovial sıvının aşırı üretimi diz içi basıncın artmasına ve buda ağrı ,hareket kısıtlılığına yol açar. Verilen antienflamatuar ilaçların sinovial sıvıyı azaltıcı etkisi vardır. Çünkü diz içi menisküs yırtıkları çapraz bağ zedelenmeleri ve kıkırdak problemleride diz içine aşırı sinovial sıvı salgılanmasına yol açar. 

Hiyalüronik Asit İnsan eklemlerinin içerisinde bulunan ve onun kayganlığını sağlayan özel bir proteindir. Hiyalüronik Asit (HA) aynı zamanda vücuttaki lifler ve tendonlar gibi tüm bağlayıcı dokularda bulunur. HA bağ dokuların bir bileşeni olup yumuşatıcı, kayganlaştırma ve minder vazifesi görme fonksiyonlarına sahiptir. HA anormallikleri bağ doku rahatsızlıklarında önemli bir tehdittir. ●HA yürüme, koşma, atlama , sıçrama, dans etme ve her türlü sporlarda yağlamayı artırarak sürtünme direncini azaltır. ● Eklem kıkırdağını ve kemikleri koruyarak eklem hareketini sağlanır. Synovial sıvı dilatent ve viskoelastik özelliklere sahip bir sıvıdır. Sinovyal sıvının viskoelastisitesinin azalması (Osteoartrit gibi hastalıklarda) kıkırdağa iletilen mekanik kuvvetleri değiştirir buda kıkırdağın mekanik hasara, aşınmaya ve yırtılmaya karşı duyarlılığını arttırır.

Sinovya sıvının özellikleri Eklemlerde, eklem kapsülünü oluşturan bir zar mevcuttur. Bu zara sinovyal membran denir. Sinovyal membranda bulunan hücreler (sinoviosit) eklem kapsülünü dolduran sıvıyı üretirler. ●Sinovya sıvısı, eklem aralığında sinovyum ve kıkırdak yuzeyini ince bir tabaka halinde örter. Normal şartlarda eklemde cok az bir sinovya sıvısı vardır. Diz ekleminde 1-4 ml. kadardır, diğerlerinde daha az olup hafif alkalendir. ●Sinovya sıvı hyalüronik asit nedeniyle yüksek bir viskoziteye sahiptir. ●Sinovya sıvısında hücre sayısı 10-200 lökosit/mm3 civarındadır. Esas mononükleer hücreler,monositler, lenfositler, histiositler ve az miktarda granülositler mevcuttur. ● Sinovya sıvısının ısısı, vücut ısısından daha düşüktür. Örneğin diz ekleminde intraartikuler ısı 32°C’dir.

Sinovya sıvılarının klinik ve laboratuvar bulgularına göre sınıflandırılması.