Unipennat, Bipennat ve Multipennat Kaslar

Açılış

Elinin içinde, tarak kemiklerinin arasında küçük kaslar vardır: kemikler arası kaslar. Avuç tarafındakiler, musculi interossei palmares, yalnızca bir tarak kemiğinden başlar ve lifleri bir tendonun tek yanına eğik olarak dizilir; bunlar tek yönlü tüysü, yani unipennat kaslardır. Elin sırtı tarafındakiler, musculi interossei dorsales, ise iki komşu tarak kemiğinden birden başlar ve lifleri ortadaki bir tendonun iki yanına dizilir; bunlar çift yönlü tüysü, yani bipennat kaslardır. Omzu saran musculus deltoideus'un orta bölümünde ise birkaç tendon yaprağı vardır ve lifler bunların her birine iki yandan dizilir; bu düzene çok yönlü tüysü, yani multipennat denir.

Aynı tüysü ilke kaslarda neden üç farklı biçimde görülür? Tüysü bir kasın lifleri kasılırken yalnızca kısalır mı, yoksa başka bir şey de yapar mı? Ve düzenli kuvvet çalışması yapan birinin kaslarında lif dizilişi nasıl değişir?

Bu derste ne olacak

Önce tüysü kasların üç türünü, tendonun kas içindeki biçimine göre ayırıp her biri için adlandırılmış örnekler vereceğiz. Sonra liflerin eğik dizilmesinin kuvvet üzerindeki etkisini basit bir hesapla göreceğiz. Ardından tüysü kasların kasılırken liflerini döndürerek nasıl bir vites gibi çalıştığını ele alacağız. Son olarak kuvvet çalışmasıyla lif açısının nasıl değiştiğini inceleyeceğiz.

Sıfır noktası

Mekanizma

Tendonun biçimi türü belirler

Ders 08-03'te tüysü kasların aynı hacme daha çok sayıda kısa lif sığdırdığını gördük. Üç tür arasındaki fark, liflerin tutunduğu tendonun kas içindeki biçimidir. Tek yönlü tüysü kaslarda tendon kasın bir kenarı boyunca uzanır ve lifler ona tek yandan bağlanır. Avuç tarafındaki kemikler arası kasların yanında, ayak parmaklarını yukarı kaldıran musculus extensor digitorum longus ve başparmağı büken musculus flexor pollicis longus bu gruptadır.

Çift yönlü tüysü kaslarda tendon kasın ortasından geçer ve lifler ona iki yandan dizilir. Uyluğun önündeki musculus rectus femoris ve elin sırtı tarafındaki kemikler arası kaslar böyledir. Çok yönlü tüysü kaslarda ise kasın içinde birkaç tendon yaprağı bulunur ve liflerin her grubu kendi yaprağına eğik olarak tutunur. Musculus deltoideus'un orta bölümü ve kürek kemiğinin ön yüzünü dolduran musculus subscapularis bu türe örnektir. Tendon yaprağı sayısı arttıkça aynı hacme sığan lif sayısı ve dolayısıyla kasın kuvveti artar.

Eğik lifin kuvveti

Eğik dizilmiş bir lifin kuvvetinin tamamı tendona çekme yönünde aktarılmaz; aktarılan kısım, pennasyon açısının kosinüsü kadardır. Açı sıfır derece olsaydı kuvvetin tamamı aktarılırdı. Açı otuz derece olduğunda kosinüs yaklaşık 0,87'dir; yani her lifin kuvvetinin yaklaşık yüzde on üçü çekme yönüne katkı vermez.

İnsan kaslarında dinlenme hâlindeki pennasyon açıları çoğunlukla otuz derecenin altındadır. Bu yüzden eğik dizilişin her lifte yol açtığı kayıp küçüktür, ama aynı hacme sığan lif sayısındaki artış bu kaybı fazlasıyla karşılar. Tüysü bir kasın, aynı hacimdeki paralel lifli bir kastan daha fazla kuvvet üretmesinin nedeni budur.

Lifler döner: vites gibi çalışan kas

Tüysü bir kas kasıldığında lifleri yalnızca kısalmaz, aynı zamanda döner ve pennasyon açısı büyür. Lif dönerken tendonu çekme yönünde, kendi kısalmasından daha fazla bir mesafe kadar ilerletebilir. Bu yüzden tüysü bir kasın bütünü, tek tek liflerinden daha hızlı kısalabilir. Azizi, Brainerd ve Roberts 2008'de bu oranın, mimari dişli oranının, sabit olmadığını gösterdiler: kas hafif bir yüke karşı çalışırken lifler daha çok döner ve kas hızlı kısalır; ağır bir yüke karşı çalışırken lifler daha az döner ve kas yavaş ama kuvvetli kısalır.

Bu düzen tüysü kaslara, yüke göre kendiliğinden değişen bir vites kazandırır. Aynı kas, hafif bir yükü hızla, ağır bir yükü güçle taşıyabilir. Lif uzunluğu ile kesit alanı arasındaki temel takas böylece kasılma sırasında bir ölçüde yumuşar.

Kuvvet çalışması lif açısını değiştirir

Pennasyon açısı canlı insanda ultrasonla ölçülebilir. Kawakami ve arkadaşları 1993'te, kuvvet çalışması yapan kişilerin kol arkasındaki musculus triceps brachii'sinde pennasyon açısının çalışmayan kişilere göre daha büyük olduğunu gösterdiler. Kas lifleri kalınlaştıkça, aynı tendon yüzeyine tutunabilmek için daha eğik dizilir.

Bu değişiklik iki yönde etki eder. Açı büyüdükçe tendona aynı hacimde daha çok kas dokusu tutunur ve kasın toplam kuvveti artar. Buna karşılık her lifin kuvvetinin çekme yönüne aktarılan payı biraz azalır. Kaslar büyüdükçe kuvvetin hacimle aynı oranda artmamasının nedenlerinden biri budur.

Kendin dene

Toparlayalım

• Tüysü kaslar, liflerin tutunduğu tendonun kas içindeki biçimine göre tek, çift ve çok yönlü olarak ayrılır.
• Musculi interossei palmares tek yönlü, musculi interossei dorsales ve musculus rectus femoris çift yönlü tüysüdür.
• Musculus deltoideus'un orta bölümü ve musculus subscapularis çok yönlü tüysüdür.
• Eğik lifin kuvvetinin çekme yönüne aktarılan payı pennasyon açısının kosinüsüdür; otuz derecede yaklaşık 0,87'dir.
• Tüysü kaslarda lifler kasılırken döner; kasın bütünü liflerinden daha hızlı kısalabilir.
• Mimari dişli oranı yüke göre değişir; hafif yükte kas hızlı, ağır yükte kuvvetli kısalır.
• Kuvvet çalışması pennasyon açısını büyütür; toplam kuvvet artar ama her lifin aktarılan payı azalır.

Bu derste kasları liflerinin dizilişine göre sınıfladık ve bu sınıflamanın bazı kasların adlarına da yansıdığını gördük. Kasların adları biçimlerinden, konumlarından, baş sayılarından ve yaptıkları işten gelir. Bir sonraki derste kas adlarının biçimi anlatan bölümlerini, dörtgen, üçgen, eşkenar dörtgen gibi sözcüklerin hangi kaslarda kullanıldığını göreceğiz. Kasların Şekline Göre Adlandırılması.