Kaslar nasıl çalışır?

Basitçe iskelet kasları, kas demetleri yani fasiküller halinde bir araya gelerek oluşurlar. Sinir hücreleri tarafından denetlenir ve kasılmaları bu iletinin şiddetine bağlıdır.Her kas hücresi kasılgan proteinlerden oluşur. Bunlar kasın küçük yapıları olan miyofibrillerde bulunur. Aktin ve miyozin başlıca kasılmayı sağlayan kasılgan proteinlerdir. Basit anlamda Kasın temel görevi kasılmak ve eklemleri hareket ettirmektir. Ayrıca iskelet kasının %75’i sudur. Başka bir deyiş ile, eğer 4,5 kg kas dokusu kazanılmış ise, 3 kg 750gr su ve 750 gr kontraktil protein ve diğer hücresel bileşenler elde edilmiştir.

 

Kasların ürettiği  kuvvet nedir ?

Herkesin az çok tahmin edebileceği gibi kas kuvveti, bir direnci yenebilme veya buna direnebilme yetisidir. Burada kasılma tipleri(izometrik,izotonik,izokinetik) hareketin karakterini belirler. Terimleri kısaca açıklamak gerekirse; enerji iş yapabilme kapasitesi iken, iş; bir mesafe boyunca uygulanan KUVVET in ürünü, güç ise birim zamanda yapılan iş olarak tanımlanabilir.

(Güç=iş/zaman)

Her kasılma aynı mı ?

Değil. Kaslar farklı tiplerde ve şekillerde kasılır. Kas kasılmasındaki bu farklıların temelinde hareket açılarının her noktasında, kasın aynı kuvveti üretememesi veya aynı direnci gösterememesi vardır. Kas tipleri ve kasılma tipleri vardır. Bunlar aşağıda detaylıca var. Ayrıca detay olarak ‘’kaslar itmez ve çekmez, kasılırlar”

Her açıda kasın aynı kuvveti üretememesi ne demek?

Kas fizyolojisine temas etmeden anlatmak imkânsız. Kas içinde aktin ve miyozin flamentleri  Z hattını oluşturur. Aktin miyozin arasında kurulan köprülere crossbridge denir. (http://muscle.ucsd.edu/musintro/bridge.shtml) (üst görselde mevcut).

Bu durum açısal olarak hareketin üreteceği kuvveti belirler. Bu aynı zamanda kimyasal enerjinin mekanik enerjiye dönüştüğü yerdir.

Sorular sorarak daha da netlik kazandıralım.

Halter kaldırırken niye her açıda aynı kolaylıkla halteri kaldıramıyoruz? 

Her açıda kasın farklı bir maksimum kuvvetinin olmasının sebebi açısal olarak bağlanan crossbridge sayısının farklı olmasıdır. Kasların her açıda maksimum kuvvetlerinin farklı olma sebebi kurulan bu köprülerinin sayısının farklı olmasıdır. Başka bir anlatım ile, kurulan maksimum Aktin miyozin köprüsü hareketin maksimum kuvvet ürettiği açıyı belirler.
Kasılma tiplerine girmeden önce,  biraz kas kasılması ve tarihçesine girmek iyi olabilir,.

1925 yılında Hill, 2 tip kas kasılması tanımlamıştır, izometrik (kasılma sırasında kas uzunluğu değişmiyor) ve izotonik. Bu ikinci kasılmada kas uzunluğu değişirken gerginlik değişmeden kalıyor. İzotonik kasılma ise 2 çeşittir: konsantrik ve eksantrik.

Konsantrik bir kasılmada, kas direnci karşılamak için kas gerginliğini arttırır ve kas kısalarak kasılır. Eksantrik kasılma sırasında ise direnç kasın ürettiği kuvvetten daha büyük hale geldiğinde kas kasılarak ama uzayarak kasılır. Yani yenemediği direnci yavaşlatır demek yanlış olmaz. Gymlerde teknik olarak dumbelı veya barı yavaş indirmek eksantrik kasılma olarak görülse bile, bu kasılma türünün tam şekli; yükün kasılma gücünü yenmesi şeklinde olur. Çok tekrarlarla bunu dayanıklılık şeklinde çalışma da mümkündür.

Maddeler halinde tekrar edelim, 

İzotonik kasılma (dinamik) kas boyu kısalır-uzar gerilim aynı kalır (Dumbell kaldırmak gibi).

İzometrik veya statik bir gerim mevcut iken, kas boyu değişmez ama gerilim artar, yani kas bir dirence karşı boyunu değiştirmeden karşı koymaya çalışır (Duvara sırtını verip oturmak gibi).

Kasılma tiplerinden sonra izotonik ve izokinetik kasılma sırasında kasın kasılma yönünü belirten 2 çeşit faz vardır.

  1. Eksantrik kasılma, fitness sektöründe genellikle negatif diye adlandırılan Eksantrik kasılmada kas gerilimi artarken kas boyu da uzar. (En fazla kas hasarının oluştuğu kasılma şeklidir. Kas kuvvet kazanım oranı ortalama %33 fazladır).
  2. Konsantrik kasılma,kas boyunun kısalarak kasılması hareketi böyle oluşturması.

Eksantrik kasılma neden Konsantrik kasılmaya oran ile daha güçlü?

Kayan flamentler teorisinden çok kısa bahsedelim. Kayan filamentler kuramına göre kasılma, Aktin liflerinin miyozin lifleri üzerinde kayması ve böylece sarkomerin kısalması sonucu oluşur.

Sarkomer: Çizgili kasın kasılabilen en küçük birimidir. Üç̧ boyutlu, düzenli bir yapıdır, ince ve kalın filamentlerden oluşur. İnce filamentler, üçgen prizmalar boyunca dağılmış şekilde yerleşen kalın filamentler etrafında altıgen bir örgü kuracak şekilde yerleşmiştir. Miyozin moleküllerinin baş kısmı (hafif meromiyozin) ATP parçalama yeteneğine sahiptir. Bu nedenle önemlidir.
Kısaca kas içi kasılma başlangıcı böyledir ve hareketi oluşturur. Aktin ve miyozin moleküllerinden bahsettikten sonra bilim adamlarının son araştırmalarında titin adlı yapısal proteinin kayan flamentler teorisine göre, sadece kasılmanın belirli bir doğrultuda sabitlenmesi ve tutulmasına neden olmadığı aynı zamanda kas kasılmasına özellikle de eksentrik kasılma sırasında etkin olduğunu belirtmişlerdir. Eksentrik kasılma sırasında titin’ in daha dengeli olduğu, buna da kalsiyum iyonlarının sebep olduğu, böylece eksentrik kasılma sırasında neden daha etkili olduğunu bu biçimde açıklamışlardır.

Teknik olarak kas hücreleri aktin miyozin ve titinden oluşmaktadır. İnce çizgiler aktin kalın çizgi miyozin üstünde kayarken titin stabiliteyi ve özellikle eksentrik kasılma sırasında etkilidir. Teori olarak kas hücresi üç kasılgan proteinden aktin-miyozin ve titinden oluşuyor olabileceği söylenebilir.

 

İzokinetik kasilma ile devam edelim, aktin-miyozin köprülerinin en fazla kurulduğu açı,kasın maksimum kuvvet ürettiği yerdir. Buradan yola çıkarsak hareket boyunca sabit hızda, hareketin tamamında, her açının farklı bir maksimali olduğudur. Doğal olarak her açı için farklı bir yük ile bir kasılma olmasıdır. Her açının kendi mekanik kabiliyeti doğrultusunda, hareket boyunca her açıya uygun bir maksimum kasılma olanağı sunmasıdır. Her açının farklı maksimum kuvveti olduğuna göre, sabit bir ağırlık her açıyı maksimum çalıştırmayacaktır. İzokinetik çalışma bu sorun karşısında bulmuş, üretilmiş doğal olmayan bir kasılma şeklidir, makina ile uygulanır. İzokinetik kasılma test açısından çok yararlıdır.

NEDEN?

Vücudumuzun iki taraflı bir santral sinir sistemi tarafından kontrol edilir ve kas kasılmalarının istemli ya da istemsiz sinir iletileri sonucu kasılma gerçekleşir. Bunlar sempatik ve parasempatik sinir sistemidir.

İzokinetik kasılma ile sadece iki bacak, iki kol arasındaki farklar değil iki taraf arasındaki açılar bile sabit hızda karşılaştırılabilmekte ve antrenörler, kondisyonerler ve fizyoterapistler için harika bilimsel veriler sunabilmektedir.

Fonksiyonellik meselesi?

Şut çeken bir futbolcuyu gözümüzün önüne getirelim, belirli bir kuvvet ile sürekli aynı hareketi yaparak ayni açılarda kuvvet çalışmış olsun. Yaptığı antrenman şut çekme mekaniğine açısal olarak uygun değil ise çalıştığı açılar hareketin topla buluştuğu andaki açı çalışılmamış ve kuvvetlendirilmemiş ise beklenen kuvvet topa transfer edilemez.

Başka bir örnek ile ayağını geriye kaldırdığını ve şut çekmek için harekete başladığını düşünelim, baslangiç açısı kuvvetlendirilmemiş ise, hareket beklenen hızda başlamayacaktır.

Bu sebepten branşa uygun kuvvet calışmalarında kuvvet calışılırken kasılma tipleri ve açılar göz önünde bulundurulmalıdır aksi halde fonksiyonellik sadece sözde kalır. Herhangi bir fitness hareketine denge eklemek ( örnegin dumbellbicepscurl tek ayak üzerinde yapmak) bu hareketi fonksiyonel yapmaz. Fonksiyonel antrenman branşa uygun testlerle günün gerekliligine uygun dizayn edilmiş antrenmanlar, tasarlanmış bir makro plan içine yerleştirildiğinde fonksiyonel olur. Aslında fonksiyonel olması gereken hareket değil yıllık plandır.

 

Fatih özkan.

Bob murray fizyoloji

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3899915/