Kas Lifi, Fasikül ve Kas Karnı

Açılış

Pişmiş bir tavuk göğsünü elinle ayırdığında et tek parça kopmaz; ince, uzun şeritler hâlinde ayrılır. Bu şeritler kasın iç düzenini gösterir. Bir iskelet kası, her biri tek bir dev hücre olan kas liflerinden yapılır. Lifler yan yana toplanarak gözle görülebilen demetler, fasiküller oluşturur. Fasiküller de bir araya gelerek kas karnını kurar. Ama kaslar bu demetleri aynı biçimde dizmez: kimi kasta lifler kasın uzunluğu boyunca paralel uzanır, kimisinde bir tüyün tüycükleri gibi eğik olarak bir tendona dizilir.

Aynı ağırlıktaki iki kastan biri neden çok daha güçlü, öteki neden çok daha uzun bir hareket üretir? Omzun üstündeki kasın lifleri neden tüy gibi dizilmiştir? Ve bir kasın biçimine bakarak onun neyi iyi yaptığını söyleyebilir miyiz?

Bu derste ne olacak

Önce kas lifini, fasikülü ve kas karnını büyükten küçüğe sıralayıp her birinin boyutlarını göreceğiz. Sonra lif uzunluğunun kasın ne kadar ve ne hızda kısalabileceğini, liflerin toplam kesit alanının ise ne kadar kuvvet üretebileceğini nasıl belirlediğini açıklayacağız. Ardından liflerin tendona göre dizilişini, paralel ve tüysü düzenleri, adlandırılmış kaslar üzerinden ele alacağız. Son olarak kasların biçimlerine göre nasıl sınıflandırıldığını ve bu sınıflamanın kas işlevi hakkında ne söylediğini göreceğiz.

Sıfır noktası

Mekanizma

Liften karna: üç düzey

Bir iskelet kası lifi, embriyoda yüzlerce öncü hücrenin birleşmesiyle oluşur; bu yüzden çok sayıda çekirdek taşır ve Ders 03-48'de gördüğümüz gibi çekirdekleri hücrenin kenarında durur. Lifin çapı genellikle onlarca mikrometre, uzunluğu ise birkaç milimetreden birkaç santimetreye kadar değişir; uzun kaslarda lifler kasın tamamı boyunca uzanmak yerine birbirine uç uca bağlanabilir. Her lifin içinde, uzunluğu boyunca uzanan binlerce miyofibril bulunur ve bunlar da art arda dizilmiş sarkomerlerden oluşur.

Onlarca ile yüzlerce lif bir bağ dokusu kılıfı içinde toplanarak bir fasikül oluşturur. Fasiküller çıplak gözle görülür; pişmiş ette ayrılan şeritler bunlardır. Kas karnı ise yüzlerce fasikülün bir araya gelmesinden oluşur.

Lif uzunluğu hızı, kesit alanı kuvveti belirler

Bir kas lifinin kısalması, içindeki sarkomerlerin her birinin kısalmasının toplamıdır. Uzun bir lifte art arda dizilmiş sarkomer sayısı fazladır; bu yüzden uzun lifli bir kas daha uzun bir mesafe boyunca ve daha hızlı kısalabilir. Uyluğun önünde, kalçadan dizin iç yanına uzanan terzi kası (musculus sartorius) bu tür bir kastır: lifleri uzun ve paraleldir, geniş bir hareket aralığında çalışır.

Kasın üretebileceği kuvvet ise yan yana dizilmiş lif sayısına, yani fizyolojik kesit alanına bağlıdır. Yan yana duran her lif kuvvete kendi payını ekler. Baldırın derinindeki musculus soleus'un lifleri kısa, ama sayıları çok fazladır; bu yüzden fizyolojik kesit alanı bedendeki en büyüklerden biridir ve ayakta dururken bedeni dik tutan büyük kuvveti üretir. Lieber ve Fridén'in kas mimarisi üzerine derlediği ölçümler, kasların bu iki ekseni birbirinden farklı biçimlerde birleştirdiğini gösterir: kas ya uzun ve hızlı ya da kısa ve güçlüdür, çoğu ise ikisinin arasında bir yerdedir.

Paralel ve tüysü diziliş

Liflerin kasın çekme çizgisine paralel uzandığı kaslarda her lifin kısalması doğrudan tendona aktarılır. İğ biçimli musculus biceps brachii ve kayış biçimli musculus sartorius böyledir. Bu kaslar geniş bir hareket aralığı sağlar ama aynı hacimde daha az lif taşır.

Tüysü kaslarda lifler bir tendona eğik olarak bağlanır. Tek yönlü tüysü kaslarda lifler tendonun yalnız bir yanına, çift yönlü tüysü kaslarda iki yanına, çok yönlü tüysü kaslarda ise birkaç tendon yaprağına bağlanır. Uyluğun önündeki musculus rectus femoris çift yönlü tüysüdür; omzu saran musculus deltoideus'un orta bölümü çok yönlü tüysüdür. Eğik diziliş, aynı hacme çok daha fazla sayıda kısa lif sığdırır ve fizyolojik kesit alanını büyütür. Karşılığında her lifin kuvvetinin yalnızca bir kısmı çekme yönüne aktarılır ve kasın kısalma mesafesi azalır; ama pennasyon açısı çoğu kasta küçük olduğu için bu kayıp, kazanılan lif sayısının yanında azdır.

Kasların biçimleri

Moore ve arkadaşları iskelet kaslarını biçimlerine göre birkaç gruba ayırır. Karın yan duvarındaki kaslar gibi yassı kaslar geniş bir alanı örter ve çoğunlukla aponevrozlarla tutunur. Göğsün önündeki musculus pectoralis major gibi yelpaze biçimli kaslarda lifler geniş bir başlangıçtan tek bir tendona toplanır. Ağzı ve gözü çevreleyen halka biçimli kaslar bir açıklığı daraltır. Musculus biceps brachii ve musculus triceps brachii gibi çok başlı kaslar birden fazla başlangıçtan gelen karınları tek bir tendonda birleştirir; çene altındaki musculus digastricus gibi çok karınlı kaslarda ise iki karın arada bir tendonla birbirine bağlanır.

Bu biçimler kasın ne iş yaptığına dair bir ipucu verir. Bir kasın liflerinin uzunluğu ve dizilişi, onun geniş ve hızlı bir hareket için mi, yoksa büyük bir kuvvet için mi kurulduğunu gösterir. Cerrahlar, işlevini yitirmiş bir kasın yerine başka bir kasın tendonunu aktarırken bu mimariyi dikkate alır; kısa lifli, güçlü bir kas geniş hareket gereken bir işe aktarılırsa yeterli hareket sağlayamaz.

Kendin dene

Toparlayalım

• Bir iskelet kası lifi çok çekirdekli tek bir dev hücredir; içinde art arda dizilmiş sarkomerlerden oluşan miyofibriller bulunur.
• Lifler fasciculus denen demetlerde, demetler de kas karnında toplanır.
• Lif uzunluğu kasın kısalma mesafesini ve hızını, fizyolojik kesit alanı ise üretebileceği kuvveti belirler.
• Musculus sartorius uzun ve paralel lifli, musculus soleus kısa lifli ve büyük kesit alanlıdır.
• Tüysü kaslar aynı hacme daha çok kısa lif sığdırır; musculus rectus femoris çift yönlü, musculus deltoideus'un orta bölümü çok yönlü tüysüdür.
• Kaslar biçimlerine göre yassı, tüysü, iğ biçimli, yelpaze biçimli, halka biçimli, çok başlı ve çok karınlı olarak sınıflanır.
• Bir kasın gücünü hacmi değil, lif mimarisi belirler.

Bu derste kasın liflerden, liflerin demetlerden, demetlerin de bir karından oluştuğunu gördük ama her düzeyi bir arada tutan şeyden söz etmedik. Her lif, her fasikül ve bütün kas ince bağ dokusu kılıflarıyla sarılıdır ve bu kılıflar tendona kadar kesintisiz devam eder. Bir sonraki derste bu üç kılıfı ve kasın kuvvetinin yalnızca uçlardan değil, yanlardan da bu kılıflar aracılığıyla nasıl aktarıldığını göreceğiz. Endomisyum, Perimisyum ve Epimisyum.