Kas çeşitleri

Bade mahalledeki parkın koşu yolunda ilk kez beş tur atıyor. Son turda baldırları titremeye başlıyor; banka çöküp bacaklarını uzatıyor, birkaç dakika kıpırdatmak bile istemiyor. Hemşirelik okuyan ablası Candan yanına oturup çantasından uygulama dersinde kullandığı stetoskobu çıkarıyor. Bade gülüyor: «Kalbimi dinlemene gerek yok. O da baldırım gibi bir kas. Bütün gün çalıştı; gece ben uyurken o da birkaç dakika durup dinleniyordur.» Candan stetoskobun ucunu Bade'nin göğsüne koyup kulaklıkları ona uzatıyor. Bade bir süre dinliyor: art arda iki tok vuruş, kısa bir sessizlik, yeniden iki vuruş. Sessizlik bir saniyeye bile varmadan bitiyor. Baldırı dakikalarca mola isteyen, kalbi ise bu kısacık aralarla yetinen iki kas gerçekten aynı türden olabilir mi?

• İskelet, düz ve kalp kasını hücre biçimi, çekirdek sayısı, bantlanma ve denetim yolu bakımından karşılaştırırsın.
• Bir organın duvarındaki kasın türünü yerinden ve çalışma biçiminden çıkarırsın.
• İskelet kasının kastan sarkomere uzanan düzenini sıralayıp antagonist kasların zıt çalışmasını açıklarsın.
• Sinir bağlantısı kesilen bir kasta ne olacağını kasın türüne göre tahmin edersin.

Kas dokusunun ortak yetenekleri

Bir parmağı bükmek, yutulan lokmayı mideye indirmek ve kanı damarlara basmak birbirine hiç benzemeyen işlerdir; üçünü de kas dokusu yapar. Bu dokunun hücreleri üç yeteneği paylaşır. Önce uyarılabilirler: gelen bir sinir impulsu ya da hücrenin kendi içinde doğan bir uyarı, zarlarında elektriksel bir değişim başlatır; «İmpuls iletimi» dersinde nöron zarında izlediğimiz değişimin kas hücresindeki karşılığıdır bu. Uyarıyı alan hücre kasılır, yani boyu kısalır ve bağlı olduğu yapıyı çeker. Kasılma bitince de esnekliği sayesinde gerilip eski boyuna döner.

Kas hücresinin boyu eninin çok katıdır; bu yüzden ona kas lifi de denir. Lifin zarına sarkolemma, sitoplazmasına sarkoplazma adı verilir. Bu ortak yeteneklere karşın kas dokusu üç türe ayrılır ve türleri ayıran şey yapıları, yerleri ve onları yöneten yoldur.

Mikroskop altında üç doku

İskelet kası çoğunlukla kirişlerle kemiklere tutunur; gövdeyi, kolları, bacakları, yüzün ifadesini hareket ettirir. Hücreleri uzun ve silindir biçimlidir. Bir lifte çok sayıda çekirdek bulunur ve bunlar zarın hemen altına dizilir; gelişim sırasında birçok öncül hücre kaynaşarak tek bir lif kurduğu için çekirdekler de çoğalmıştır. Mikroskopta lif boyunca açık ve koyu enine bantlar sıralanır; iskelet kasına bu görünüm yüzünden çizgili kas da denir. Buyruğunu «Çevresel sinir sistemi» dersindeki somatik yoldan alır ve istenerek kasılıp gevşetilebilir. Yine de istemsiz çalıştığı anlar vardır: sıcak bir yüzeye değen eli geri çeken refleks, «Omurilik ve refleks yayı» başlıklı derste izlendiği gibi, aynı kasları karar beklemeden kasar. Hızlı ve güçlü kasılır, uzun süren yoğun çalışmada ise çabuk yorulur.

Düz kas iç organların ve damarların duvarını örer: mide, bağırsak, idrar kesesi, rahim, atardamar ve toplardamar duvarları. «Göz» dersinde göz bebeğini daraltıp genişleten iris kaslarını da bu türden saymıştık. Hücreleri iğ biçimlidir; ortası kalın, iki ucu incedir ve ortada tek bir çekirdek taşır. Enine bant görülmez, doku düzgün ve bantsız görünür. Otonom sinir sistemiyle yönetildiği için istemsizdir. Yavaş kasılır, kasılmayı uzun süre korur ve geç yorulur; yemekten sonra midenin saatlerce süren karıştırma hareketleri bu dayanıklılık sayesinde sürer.

Kalp kası yalnız kalbin duvarında bulunur ve iki türün özelliklerini birleştirir: iskelet kası gibi enine bantlıdır, yani çizgilidir; düz kas gibi istemsiz çalışır. Hücreleri dallanır ve uç uca eklenerek bir ağ kurar. Komşu hücrelerin birleştiği yerlerde ara diskler denen koyu çizgiler görülür; uyarı bu bağlantılardan hücreden hücreye hızla geçer, böylece kalp duvarı bir bütün olarak kasılır. Hücrelerin çoğu tek çekirdeklidir, iki çekirdekli hücrelere de rastlanır. Kalp kasının asıl ayırıcı özelliği, kasılma uyarısını kendi içinde üretmesidir. Bu özelliğe otomasyon denir; uyarının kalbin hangi bölgesinde doğduğunu dolaşım sistemi modülünde göreceğiz. Otonom lifler bu uyarıyı başlatmaz, yalnız atımın hızını artırıp azaltır.

Tablodaki iki ortaklık kafa karıştırır. «Çizgili» sözcüğü iskelet kasıyla kalp kasını birlikte kapsar; «istemsiz» sözcüğü ise düz kasla kalp kasını. Kalp kasını düz kas sanan biri istemsizliği görüp bantları unutmuştur.

Baldır mola ister, kalp istemez

Bade'nin baldırı birkaç turluk yoğun çalışmada kasılma gücünü yitirdi; iskelet kasında hızlı ve güçlü kasılmanın bedeli budur. Kalp ise ömür boyu kasılır ve gevşer. Stetoskopta duyulan iki vuruştan sonraki sessizlik, kalbin gevşeyip yeniden kanla dolduğu süreye denk gelir; kalbin dinlenmesi bu kısa aralarda olur ve hiçbir zaman dakikalarca durmayı gerektirmez. Kalp kası hücrelerinin çok sayıda mitokondri taşıdığını «Organeller II» dersinden biliyoruz; sürekli işin enerjisi bu bollukla karşılanır. Bade'nin sanısı tek bir noktada doğruydu: kalp de baldır da kas dokusudur. Ama farklı türdendirler ve yorulmayı belirleyen de türdür.

Kastan sarkomere

Kolun önündeki pazı kası tek bir et parçası gibi görünür; içi ise iç içe geçmiş katlardan oluşur. Kasın bütünü dıştan bağ doku kılıfıyla sarılıdır. Bu kılıfın içinde, ince bağ doku zarlarıyla ayrılmış kas demetleri uzanır. Her demet çok sayıda kas lifini, yani tek tek kas hücrelerini taşır. Lifin sarkoplazmasında boyuna dizilmiş ince ipliklere miyofibril denir. Her miyofibril de uç uca sıralanmış, birbirinin tıpkısı birimlerden oluşur; bu birimlerin her biri bir sarkomerdir. Komşu miyofibrillerdeki sarkomerler aynı hizaya geldiği için lifin tamamında enine bantlar görülür. Sıra büyükten küçüğe şöyle okunur: kas → kas demeti → kas lifi → miyofibril → sarkomer.

Kasın ucunda bu bağ doku kılıfları birleşir ve «Eklemler» dersinde bağdan ayırdığımız kirişe (tendon) devam eder. Sarkomerde başlayan kısalma böylece lif, demet ve kas üzerinden kirişe, oradan kemiğe ulaşır.

Kaslar yalnız çeker

Bir kas kasılınca kısalır ve bağlı olduğu kemiği kendine doğru çeker; uzayarak bir kemiği itemez. Bu yüzden bir eklemi bir yöne hareket ettiren kasın karşısında, onu geri getiren ikinci bir kas bulunur. Ters yönde çalışan bu kas çiftlerine antagonist kaslar denir. Dirsekte pazı kası bükücü kastır: kasılınca ön kolu yukarı kaldırır, bu sırada üst kolun arkasındaki açıcı kas gevşeyip uzar. Ön kolu düzeltmek için roller değişir: açıcı kas kasılır, pazı gevşer. «Sinaps ve nörotransmitterler» dersinde karşı taraftaki kasın gevşemesini baskılayıcı sinapslara bağlamıştık; antagonist çiftin uyumu bu denetimle kurulur.

«Eklemler» dersindeki kaldıraç benzetmesinde kuvveti kas sağlıyordu; şimdi o kuvvetin nereye uygulandığına bakalım. Pazı kasının kirişi ön kol kemiğine dirseğin hemen yakınından tutunur. Destek noktasına bu kadar yakın bir çekişte kasın kısa bir kısalması bile elin geniş bir yay çizmesine yeter.

Dinlenen kas da çalışır

Sandalyede oturan birinin kasları tümüyle gevşek değildir. Somatik motor nöronlardan gelen seyrek impulslarla liflerin bir kısmı sırayla kasılır ve kas hafif gergin kalır. Dinlenmedeki bu sürekli hafif kasılmaya kas tonusu denir; başın dik durması ve gövdenin oturuşu tonusa dayanır. Uykuda tonus azalır; otobüste uyuklayan bir yolcunun başı bu yüzden öne düşer.

Kasılan kas, harcadığı enerjinin bir bölümünü ısı olarak açığa çıkarır ve vücut sıcaklığının korunmasına büyük pay ayırır. Soğukta beklerken başlayan titreme, iskelet kaslarının istem dışı, hızlı ve tekrarlanan kasılmalarıdır. Bir iş görmez, hareket üretmez; asıl ürünü ısıdır. Titremeyi, vücut ısısının ayar merkezi olan hipotalamus başlatır.

Kısalmanın içi

Bu derste kas lifinin uyarıldığını, kısaldığını ve çektiğini söyledik; kısalmanın nasıl olduğunu ise açmadık. Sarkomerin içinde iki ayrı protein ipliği yan yana uzanır ve kasılma bu ipliklerin birbirine göre konumunun değişmesiyle olur. «Kas kasılması» dersi bu değişimi kayan iplikçikler modeliyle anlatıyor: ipliklerin kayması için neden ATP harcandığını ve sinirden gelen uyarının kalsiyum iyonları aracılığıyla nasıl kasılmaya dönüştüğünü orada izleyeceğiz.

Örnek 1 — Preparattaki ipucu

Soru: Bir dokunun mikroskop görüntüsünde hücrelerin dallandığı, enine bantlar taşıdığı ve komşu hücrelerin birleştiği yerlerde koyu çizgiler bulunduğu görülüyor. Bu doku nereden alınmış olabilir?

• A) Ön kolu büken pazı kasından
• B) İnce bağırsak duvarından
• C) Kalp karıncığının duvarından
• D) Atardamar duvarından
• E) Diyaframdan

Çözüm: Dallanmış hücreler ve aralarındaki koyu çizgiler, yani ara diskler, yalnız kalp kasında bulunur. Enine bantlar tek başına yetmez; pazı kası ve diyafram da çizgilidir, ama onların hücreleri dallanmaz ve ara disk taşımaz. Bağırsak ve atardamar duvarı düz kastır, bantsızdır. Cevap: C.

Örnek 2 — Bade'nin stetoskobu

Soru: Bade'nin baldır kası birkaç tur koşunun ardından mola isterken kalbinin ömür boyu çalışabilmesini en iyi açıklayan hangisidir?

• A) Kalp kası düz kas olduğu için yavaş kasılır.
• B) Kalp kası her kasılmanın ardından kısa bir süre gevşer ve hücreleri çok sayıda mitokondri taşır; kalp kası yorulmaz.
• C) Kalp gece birkaç dakika durarak dinlenir.
• D) Kalp kası somatik sinirlerle istenerek yavaşlatılır.
• E) Kalp kası hücreleri çok çekirdekli olduğu için yorulmaz.

Çözüm: Kalp her atımda kasılıp gevşer; dinlenmesi atımların arasındaki bu kısa sürede olur. Bol mitokondri sürekli işin enerjisini karşılar. A kalp kasının çizgili olduğunu unutuyor, C Bade'nin sanısını tekrar ediyor, D kalbi iskelet kası gibi denetlenen bir organ sayıyor, E ise çok çekirdekliliği iskelet kasından alıp kalbe yazıyor. Cevap: B.

Örnek 3 — Şınavdan kalkış

Soru: Şınav çeken birinin yerden kalkarken dirseklerini düzeltmesi sırasında üst koldaki kas çiftinde ne olur?

• A) Pazı kası kasılıp ön kolu iter.
• B) İki kas aynı anda kasılır.
• C) Pazı kası uzayarak kolu açar, arka kas dinlenir.
• D) Üst kolun arkasındaki açıcı kas kasılır, pazı kası gevşeyip uzar.
• E) Hareketi kaslar değil dirsek eklemi kendisi yapar.

Çözüm: Dirseğin açılması açıcı kasın işidir; kasılan açıcı kas ön kolu çeker, karşısındaki bükücü pazı kası gevşer. Kaslar yalnız çekebildiği için A ve C kasa itme ya da uzayarak iş görme yetisi yüklüyor. Eklem kuvvet üretmez, yalnız destek noktasıdır. Cevap: D.

Örnek 4 — İki sinirin kesilmesi

Soru: Varsayalım ki sağ baldır kasına giden motor sinir de kalbe ulaşan bütün otonom lifler de kesildi. Hangi sonuç beklenir?

• A) İki kas da hemen kasılmayı bırakır.
• B) Baldır kası kendi uyarısıyla kasılmayı sürdürür, kalp durur.
• C) İki kas da kendi uyarısıyla eskisi gibi çalışır.
• D) Baldır kası yalnız refleksle kasılabilir, kalp sürekli hızlanır.
• E) Baldır kası ne istemli ne refleks yoluyla kasılabilir; kalp atışını kendi uyarısıyla sürdürür, ama ihtiyaca göre hızlanıp yavaşlayamaz.

Çözüm: İskelet kası kasılma uyarısını motor nörondan alır; istemli hareket de refleks de aynı motor nöron üzerinden geldiği için sinir kesilince ikisi birlikte kaybolur. Kalp kası ise uyarısını kendisi üretir; otonom lifler yalnız hızı ayarladığından kalp atar, ama koşuda hızlanıp dinlenmede yavaşlayamaz. B iki kasın rollerini ters çeviriyor, D refleksin motor nöronsuz işleyebileceğini sanıyor. Cevap: E.

• «Çizgili kas» deyince yalnız iskelet kasını düşünmek. Kalp kası da enine bantlıdır; onu düz kastan ayıran işaret bantlardır, istemsizlik değil.
• Karın kasını sıkmakla mideyi kasmayı eşitlemek. Karın duvarındaki kaslar iskelet kasıdır ve istemlidir; mide duvarı düz kastır, otonom yolla istemsiz yönetilir.
• Kalp atımını sinir impulsunun başlattığına inanmak. Uyarı kalp kasının kendisinde doğar; otonom lifler yalnız hızı değiştirir, kesildiklerinde kalp durmaz.
• Kasın itebildiğini sanmak. Kas yalnız kısalarak çeker; geri hareketi karşısındaki antagonist kas yapar.
• Kas lifini miyofibrille karıştırmak. Kas lifi bir hücrenin kendisidir; miyofibril o hücrenin içindeki ipliktir, sarkomer de miyofibrilin tekrarlanan birimidir.
• İskelet kasını her durumda istemli saymak. Refleksler ve titreme de iskelet kasıyla yapılır; iskelet kasını tanımlayan, istenerek denetlenebilmesidir, her an istemle çalışması değil.