KAL Biyoloji Öğretmeni DESTEK VE HAREKET SİSTEMLERİ Abdulkerim ACAR KAL Biyoloji Öğretmeni

TEK HÜCRELİLERDE DESTEK VE HAREKET Tek hücrelilerde destek ve hareket hücre zarı ve hücre zarından oluşan yapılarla sağlanır. Bakterilerde hücre zarı üzerinde peptidoglikandan yapılmış bir hücre çeperi bulunur. Tek hücreli ökaryotlarda hücre zarı üzerinde protein ağırlıklı yapıda pelikula bulunur. Tek hücrelilerde aktif ve pasif hareket olmak üzere iki hareket vardır. Hücrenin bulunduğu ortamda enerji harcamadan hareket etmesine pasif hareket Hücrenin bulunduğu ortamda enerji harcayarak hareket etmesine aktif hareket denir. Aktif hareket sil, kamçı ve yalancı ayaklar(pseudopot) ile sağlanır. Bu hareketler taksis hareketleri olarak bilinir.

HİDROSTATİK İSKELET DIŞ İSKELET İÇ İSKELET HAYVANLARDA İSKELET ÇEŞİTLERİ Yassı, yuvarlak ve halkalı solucanlar gibi bazı omurgasızlarda vücut içi sıvıları ve kan iç basınç oluşturarak desteklik sağlar. Enine ve boyuna kasların kasılmasıyla vücut içi sıvıları arkadan öne doğru itilir. Böylece hareket sağlanmış olur. HİDROSTATİK İSKELET Bazı omurgasızlarda vücut dışı sert örtülerle örtülüdür. Üzerlerinde canlı doku bulunmaz, Kaslar iskelete içten bağlıdır, Su kaybını önlerler, Büyüme ve hareketi sınırlandırır, Böceklerde kitin, mercan ve yumuşakçalarda kalsiyum karbonattan yapılmıştır. DIŞ İSKELET Omurgalılarda iskelet sistemi vücudun içinde bulunur; Üzerinde canlı dokular ve vücut örtüleri bulunur, Kaslar iskelete dıştan bağlıdır. Büyüme ve hareketi sınırlandırmaz. Kıkırdaklı balıklarda kıkırdak, diğer canlılarda kemikten oluşmuştur. İÇ İSKELET

KEMİK DOKU Yaşlandıkça kemiklerin kırılganlaşmasının nedeni nedir? Temel bağ doku ve kıkırdaktan farklılaşarak oluşur. Hücrelerine osteosit, çoğu protein olan hücreler arası maddeye osein denir. Organik maddeler kemiğe esneklik ve yenilenme sağlarken, inorganik maddeler (Ca, P, Mg…vb) kemik dokuya sertlik kazandırır. NOT: Yaşlandıkça kemik dokuda organik madde miktarı azalırken inorganik madde miktarı atar. Sert Kemik Doku İç içe daireler halinde sıralanmış lamelli yapıdadır. Lamellerin ortasında kan damarları ve sinirlerin geçtiği Havers kanalı bulunur. Havers kanalındaki kan damarlarından kemik hücrelerine besin ve oksijen iletilirken artık maddeler aynı yoldan geri alınır. Havers kanallarını birbirine bağlayan yan kanallara da Volkman kanalları denir. Hücreler birbiriyle sitoplazmik köprülerle bağlantılıdırlar. Süngerimsi Kemik Doku Hücreler düzensiz dizilmişlerdir hücreler arasında boşluklar bulunur. Bu boşlukların içinde kırmızı kemik iliği bulunur.

KEMİK DOKUNUN GÖREVLERİ Vücuda şekil ve desteklik verir. Kaslarla birlikte hareketi sağlar. Bazı iç organları dış etkenlerden korur. İç organlara ve kaslara bağlanma yüzeyi sağlar. Vücudun ihtiyacı olan bazı mineralleri depo etmek. Kan yapımında görev almak. KEMİK DOKUNUN GÖREVLERİ Dört çeşit kemik vardır. Bunlar; uzun kemik, kısa kemik, yassı kemik ve düzensiz kemiklerdir. Kemiklerin dış kısmında periost zarı bulunur. Bağ dokudan köken alan bu zar, kemiklerin kalınlaşmasını sağlar ve hasar durumunda onarıma yardımcı olur.

KIKIRDAK DOKU Kıkırdak doku hücrelerine kondrosit, ara maddesine kondrin denir. Kıkırdak doku kan damarı taşımaz, besin ve oksijenini difüzyonla bağ dokudan alırken atık madde ve karbondioksit aynı yolla bağ dokuya verilerek uzaklaştırılır. Üç çeşit kıkırdak doku vardır. Elastik Kıkırdak: Bol miktarda elastik lif taşır. Esneme özelliği vardır. Kulak kepçesi, dış kulak yolu ve östaki borusu elastik kıkırdaktan yapışmıştır. Hiyalin Kıkırdak: Kollejen lif taşır. Esneme özelliği fazla yoktur. Embriyonik iskelet hiyalin kıkırdaktan yapılmıştır. Soluk borusu, kaburga uçları ve uzun kemiklerin uçlarında bulunur. Fibröz Kıkırdak: Bol miktarda kollojen lif taşır. Esneme özelliği hemen hemen hiç yoktur. Omurlar arasındaki disklerde bulunur.

EKLEMLER Oynamaz Eklemler Yarı Oynar Eklemler Kafatası, kalça kemiği, leğen kemiği gibi iskeletin hareket etmeyen kısımlarındaki kemiklerde görülür. Eklemleşen kemikler çok sıkı bir şekilde birbirlerine testere dişi gibi girinti ve çıkıntılarla bağlanmışlardır. Eklem kapsülü ve sıvısı yoktur. Yarı Oynar Eklemler Omurlar arasında ve göğüs kafesinde görülen eklemlerdir. Omurlar arasındaki kıkırdak diskler esneklik sağlanmasında yardımcı olur Tam Oynar Eklemler Vücudun hareket işlevini üstlenmiş kemiklerde görülen, tam hareketli eklemler olup kol ve bacak kemiklerinde görülür. Eklemleri oluşturan kemiklerin uçları bağ dokusundan meydana gelmiş ortak bir kapsül ile çevrilidir. (eklem kapsülü)Eklem kapsülünün iç yüzeyi ince bir zar ile örtülüdür.(eklem zarı) Bu yapı yumurta akına benzeyen bir salgı meydana getirir. Eklem boşluğunda toplanan bu sıvı (eklem sıvısı) eklem uçlarının kayganlığını sağlar. Eklem kemiklerinin baş kısmında bulunan kıkırdak tabakaları (eklem kıkırdağı) hareket sırasında kemiğin başlarının birbirine değerek aşınmasını önler. Eklem bölgesinde bir kemikten diğerine uzanan bağ dokusundan meydana gelmiş eklem bağı bulunur. (eklem bağları-tendon)) Bütün bu yapılar ekleme sağlamlık ve hareket kolaylığı sağlar.

İnsan iskeletinde toplam 206 kemik bulunur. Baş iskeleti 24, Gövde iskeleti 64, Üyelerin her biri 30 kemikten oluşur. Baş İskeleti : Kafatası, yüz ve çene kemiklerinden oluşur. Genellikle oynamaz eklemlidir. Gövde İskeleti : Göğüs kemiği, kaburga kemikleri, omurgayı oluşturan omurlar, omuz ve kalça kemerlerini oluşturan kemikler, iskeletin gövde bölümünde yer alır. Genelde yarı oynar eklemlidir Üyeler İskeleti : Üyeler üstte omuz kuşağı ile gövdenin üst kısmına bağlanmış olan üst üyeler (kollar), altta kalça kuşağı ile gövdenin alt kısmına bağlı olan alt üyeler (bacaklar) olmak üzere iki bölümden meydana gelir. Oynar eklemlidir

Kemik Oluşumu ve Kontrolü Hormonlar : Kemiğin sertleşmesi için gerekli olan Ca, P, K minerallerinin kemiğe geçmesi ve bunların kandaki miktarının belirli bir seviyede tutulması gerekir. Özellikle, kalsiyumun kemikten kana, kandan kemiğe geçişi tiroit bezinden salgılanan kalsitonin (tirokalsitonin) hormonu ve paratiroit bezinden salgılanan parathormon ile düzenlenir. Hipofiz bezinden salgılanan büyüme hormonu (STH) yetersiz olduğunda cücelik, (nanizm) aşırı salgılandığında devlik hali (gigantizm) ortaya çıkar. Timüs bezi hormonu Embriyonik gelişimde iskeletin oluşumunda etkilidir. Vitaminler : D vitamini kemiklerde Ca ve P birikmesini sağlayarak kemiklerin sertleşmesini sağlar. D vitamini eksikli-ğinde bağırsaktan kalsiyum ve fosfatın emilmesi azalır. Sonuçta kemiklerde yumuşama ve eğilme olur. Bu da çocuklarda raşitizm, yetişkinlerde ise osteomalazi denen kemik hastalığını yapar. Mineraller : Kalsiyum, magnezyum, fosfor kemiklerin yapısında bulunur. Büyüme ve hamilelik sırasında çok miktarda alınması gereklidir. Genetik Faktörler : Kemiğin büyümesi ile son şeklini almasında genetik faktörler de önemlidir.

İNSANDA KAS SİSTEMİ Kasların en önemli özelliği nedir?

ÇİZGİLİ KAS DÜZ KAS KALP KASI Çizgili kas hücreleri, uzun ve silindir şeklinde hücrelerdir. Bir kas teli boyunca birden çok çekirdek bulunur. Kas hücrelerinin sınırları belirli değildir ve sitokinez (sitoplazma bölünmesi) görülmez. Beynin kontrolünde, isteğimizle çalışırlar. Düz kasa oranla daha hızlı kasılırlar. Not: Eklem bacaklılardaki kaslar bu tiptendir ÇİZGİLİ KAS Hücreleri mekik şeklindedir. Otonom sinir sisteminin kontrolünde, isteğimiz dışında çalışırlar. Kasılmaları yavaş ve düzenlidir. Omurgalılarda sindirim, solunum, dolaşım, üreme ve boşaltım sistemlerinin duvarlarında bulunur. Eklem bacaklılar hariç, omurgasız hayvanlar düz kaslara sahiptir. Her hücrede bir tane çekirdek bulunur. DÜZ KAS Çizgili kas yapısındadır, isteğimiz dışında çalışır. Liflerindeki telcikler tek çekirdeklidir. Çekirdekler hücrenin ortasında bulunur. Kalp kası dallanmış bir yapıya sahiptir. Kas telleri kısa boyludur. Birbirine bağlandıkları yerlerde ara diskler bulunur KALP KASI Aynı anda kasılan veya gevşeyen kaslara sinerjist, birbirine zıt çalışan kaslara antagonist kaslar denir.

KASLARIN ÇALIŞMA MEKANİZMASI İskelet kasları somatik sinirlerle düz kas ve kalp kası otonom sinirlerle kontrol edilir. KASLARIN ÇALIŞMA MEKANİZMASI Kasları sinir sisteminden gelen uyartılar uyarırlar. Kas tarafından alınan uyartı diğer hücrelere sırası ile aktarılır ve tepki verilir. DİKKAT!!! Kaslarda kasılmanın olması için gelen uyartının belli bir büyüklükte olması gerekir. Buna Eşik şiddet denir. Eşik şiddet ve üstündeki her uyartıya tepki verilirken eşik şiddet altındaki uyartılar kasta tepkiye neden olmaz. (YA HEP YA HİÇ KURALI) Kasın kasılması sırasında üç evre görülür Bekleme (Latent) Evresi : Kasın uyarılması ile kasılmanın başlaması arasında geçen süredir. Yaklaşık 0,01 saniye sürer. Kasılma Evresi : Kasılmanın başladığı an ile gevşemenin başladığı an arasındaki süredir. Yaklaşık 0,04 sn sürer. Gevşeme Evresi : Kasın gevşeyerek eski halini almasıdır. Yaklaşık 0,05 saniye sürer. Kasın uyartıyı alıp kasıldıktan sonra tekrar eski haline dönmesine kas sarsısı veya kasıl sarsılma denir. Kaslar kasıldıktan sonra tam olarak gevşemez ve bir miktar kasılı olarak kalır. Buna kas tonusu denir. Bu şekilde kaslar tekrar kasılmaya hazır olarak bekletilir. Kas dinlenmeden tekrar tekrar uyarılırsa kas kasılı halde kalır bu duruma fizyolojik tetanos denir.

KASILMANIN KİMYASAL İŞLEYİŞİ Merkezi sinir sistemi tarafından oluşturulan uyartı motor nöronlarla kasa ulaşır. Uyartı motor uç plaklara aktarılır. Motor uç plaktan asetilkolin veya nöradrenalin salgılanır. Bu hormonlar kas hücresi zarında elektriksel yük değişimi oluştururlar. Sarkoplazmik retikulumda bulunan Ca iyonları aktin miyozin lifleri arasına salgılanır. Ca iyonlarının etkisi ile miyozin üzerinde bulunan ATPaz aktifleşir ATP ADP’ye dönüşürken enerji açığa çıkar. Bu enerji ile kas kasılır. Ca sarkoplazmik retikuluma geri döndüğünde kas gevşemeye başlar.

SARKOMERİN YAPISI Sarkomer kasın kasılma birimidir. Sarkomer üzerinde ışığı kırma derecesine göre bantlar oluşur. Işığı çok kıran (koyu) miyozin proteinlerinin bulunduğu bölgeye anizotrop bölge veya A bandı, ışığı az kıran (açık) aktin proteinlerinin bulunduğu bölgeye izotrop bölge veya I bandı denir. A bandının ortasında açık renkli bölgeye H bandı denir. I bandının ortasında Z çizgileri bulunur. İki Z çizgisinin arasına sarkomer denir.

HUXLEY’İN KAYAN İPLİKLER HİPOTEZİ KASILMA GEVŞEME I bandının boyu kısalır. H bandı kaybolur. Z çizgileri birbirine yaklaşır. A bandının boyu değişmez Kasın hacmi değişmez. Aktin ve Miyozin proteinlerinin boyu değişmez. I bandının boyu uzar. H bandı görünür. Z çizgileri birbirinden uzaklaşır. A bandının boyu değişmez Kasın hacmi değişmez. Aktin ve Miyozin proteinlerinin boyu değişmez. DİKKAT Kasılma ve gevşemede A bandının boyu, kasın hacmi ve miyofibrillerin boyu değişmez.

KAS ENEJİSİNİN SAĞLANMASI Kas hem kasılmada hem gevşemede enerji harcar. Önce kas hücresinde bulunan hazır ATPler kullanılır., ATP tükenince Kreatin fosfatlar kullanılır. Kreatin fosfat ----- Kreatin + ATP Bu olayda Kreatin kinaz enzimi iş görür. Bir Kreatin fosfattan yaklaşık 20 ATP elde edilir. Bu enerji yetmezse glikojen glikoza çevrilir, glikozdan oksijenli solunumla enerji elde edilir. Glikoz + Oksijen - Karbondioksit + Su + 38 ATP Yeterli oksijen gelmezse glikozlar laktik asit fermantasyonu ile parçalanır. Glikoz -- Laktik Asit + 2 ATP Kullanım Sıralaması ATP Kreatin fosfat Glikoz Glikojen Notlar: Kratin fosfat sadece kasta bulunur. Laktik asit fermantasyonu sadece çizgili kaslarda gerçekleşir. Kasta üretilen laktik asit kana karıştığında hipotalamusu uyararak yorgunluğa sebep olur. Dinlenme sırasında kandaki laktik asit karaciğerde tekrar glikozlara çevrilir. ARTAR AZALIR ADP İnorganik fosfat Kreatin Karbondioksit Laktik asit Isı Glikoz Glikojen ATP Oksijen Kratin fosfat