İskelet, Kas ve Eklemlerin Eş Güdümlü Çalışması

Destek ve Hareket Sistemi Bir Bütündür

İnsan vücudunda yürümek, koşmak, eğilmek, bir nesneyi kaldırmak, yazı yazmak ve yüz ifadeleri oluşturmak gibi çok sayıda hareket gerçekleşir.

Bu hareketler yalnızca kasların çalışmasıyla meydana gelmez. Kemikler, eklemler, kaslar, tendonlar, bağlar ve sinir sistemi birlikte çalışır.

Vücuda destek sağlayan, iç organları koruyan, vücuda şekil veren ve hareketin gerçekleşmesine katkıda bulunan yapıların tamamı destek ve hareket sistemi içinde değerlendirilir.

Destek ve hareket sisteminin temel bileşenleri

• Kemikler: Vücudun destek çatısını oluşturur ve kasların oluşturduğu kuvveti harekete dönüştürür.
• Kıkırdak: Esneklik sağlar, bazı yapıların şeklini korur ve eklem yüzeylerinde sürtünmeyi azaltır.
• Eklemler: Kemiklerin birbirleriyle bağlantı kurduğu ve belirli hareketlerin gerçekleştiği bölgelerdir.
• Kaslar: Kasılıp gevşeyerek hareket için gerekli kuvveti oluşturur.
• Tendonlar: Kasları kemiklere bağlar ve kas kuvvetini kemiğe aktarır.
• Bağlar: Kemikleri birbirine bağlar ve eklemlerin kararlılığını destekler.
• Sinir sistemi: Hareketi planlar, kaslara komut gönderir ve hareket sırasında gelen bilgileri değerlendirir.

Bir hareketin temel işleyişi

Sinirsel komut → Kasın kasılması → Tendonun çekilmesi → Kemiğin hareketi → Eklemde açı değişimi → Hareket

Kasın oluşturduğu kuvvet tendon aracılığıyla kemiğe aktarılır. Kemik, eklem çevresinde hareket eder. Eklem ise hareketin yönünü ve sınırlarını belirler.

Hareket neden eş güdüm gerektirir?

Bir kolun kaldırılması sırasında yalnızca tek bir kas çalışmaz. Bazı kaslar kasılır, bazı kasların etkinliği azalır, eklem uygun yönde hareket eder ve vücut dengesi korunur.

Aynı anda gerçekleşen bu olaylardan biri aksarsa hareket:

• Yavaşlayabilir,
• Güçsüzleşebilir,
• Dengesizleşebilir,
• Ağrılı hâle gelebilir,
• Hiç gerçekleşmeyebilir.

Harekete dayalı tepki

Bir uyaranın algılanmasının ardından sinir sisteminin kaslara komut göndermesi ve kas-iskelet sisteminin buna uygun hareket oluşturması, harekete dayalı tepki olarak değerlendirilebilir.

Örneğin havaya atılan bir topu yakalarken gözlerden gelen bilgi beyinde değerlendirilir. Kolun konumu ayarlanır, omuz ve dirsek eklemleri hareket eder, farklı kaslar sıralı ve uyumlu biçimde çalışır.

Kemikler: Hareket Sisteminin Destek ve Kaldıraç Yapıları

Kemikler canlı ve sürekli yenilenen yapılardır. Kemik dokuda hücreler, organik maddeler ve mineral tuzları bulunur.

Organik maddeler kemiğe belirli ölçüde esneklik sağlarken kalsiyum ve fosfat gibi mineral maddeler kemiğin sertliğine ve dayanıklılığına katkıda bulunur.

Kemiklerin temel görevleri

• Vücuda destek olmak ve şekil vermek
• Beyin, kalp, akciğer ve omurilik gibi organları korumak
• Kasların ve tendonların tutunabileceği yüzeyler oluşturmak
• Kas kuvvetini harekete dönüştüren kaldıraçlar olarak görev yapmak
• Kalsiyum ve fosfor gibi minerallerin depolanmasına katkı sağlamak
• Kırmızı kemik iliğinde kan hücrelerinin üretilmesine ortam oluşturmak

Kemiğin temel yapıları

Şekillerine göre kemik çeşitleri

Kemikler hareketi nasıl sağlar?

Kemikler kendi başlarına kasılamaz ve hareket oluşturamaz. İskelet kasları tendonlarla kemiklere bağlanır. Kas kısaldığında kemiği çeker ve kemik eklem çevresinde hareket eder.

Kemik neden hem sert hem de belirli ölçüde esnek olmalıdır?

Kemik yalnızca mineral maddelerden oluşsaydı çok sert fakat kırılgan olabilirdi. Yalnızca organik maddelerden oluşsaydı yeterince dayanıklı olmazdı.

Organik ve inorganik bileşenlerin birlikte bulunması kemiğin hem taşıma kuvvetine dayanmasına hem de sınırlı ölçüde esneklik göstermesine katkı sağlar.

Kıkırdak Doku

Kıkırdak, kemik dokudan daha esnek olan bir bağ dokudur. Bazı organların şeklini korur, kemiklerin gelişimine katkı sağlar ve eklemlerde hareketi kolaylaştırır.

Kıkırdak dokunun temel görevleri

• Bazı vücut bölümlerine şekil ve esneklik kazandırmak
• Solunum yollarının açık kalmasına katkı sağlamak
• Kemik uçlarında sürtünmeyi azaltmak
• Eklemlere gelen darbelerin etkisini azaltmaya yardımcı olmak
• Embriyonik dönemde iskeletin önemli bir bölümünü oluşturmak
• Uzun kemiklerin büyümesine katkı sağlamak

Kıkırdak çeşitleri

Eklem kıkırdağının önemi

Hareketli eklemlerde kemiklerin birbirine bakan uçları hiyalin kıkırdakla örtülüdür. Bu yüzey:

• Kemiklerin doğrudan birbirine sürtünmesini azaltır.
• Hareketin daha düzgün gerçekleşmesini sağlar.
• Ekleme binen kuvvetin daha geniş bir alana dağılmasına katkı sağlar.
• Darbe ve basıncın etkisini azaltmaya yardımcı olur.

Kıkırdak neden geç iyileşebilir?

Kıkırdak dokunun damar bakımından sınırlı olması, besin ve oksijenin hücrelere ulaşmasını yavaşlatabilir. Bu nedenle kıkırdak yaralanmalarının onarımı bazı dokulara göre daha uzun sürebilir.

Düşünme sorusu

Eklem yüzeylerini örten kıkırdak doku tamamen aşınırsa kemiklerin hareketi, eklemde oluşan sürtünme ve kişinin ağrı hissetmesi nasıl etkilenebilir?

Eklemler

İki veya daha fazla kemiğin birbirleriyle bağlantı kurduğu bölgelere eklem denir.

Eklemler yalnızca hareket sağlamakla görevli değildir. Kemiklerin bir arada tutulmasına, kuvvetin aktarılmasına ve vücut duruşunun korunmasına da katkı sağlar.

Hareket yeteneklerine göre eklem çeşitleri

Hareketli bir eklemin temel yapıları

• Eklem yüzeyi: Birbirine bağlanan kemik uçlarıdır.
• Eklem kıkırdağı: Kemik uçlarını örter ve sürtünmeyi azaltır.
• Eklem kapsülü: Eklemi dıştan çevreleyen bağ dokulu yapıdır.
• Eklem boşluğu: Kemik uçları arasında bulunan sınırlı alandır.
• Eklem sıvısı: Eklem yüzeylerinin kayganlaşmasına ve kıkırdağın beslenmesine katkı sağlar.
• Bağlar: Kemikleri birbirine bağlayarak eklemin aşırı hareketini sınırlar.

Tendon ve bağ arasındaki fark

Eklemler neden farklı hareketlere izin verir?

Eklemin şekli, kemik yüzeylerinin birbirine uyumu, bağların yerleşimi ve çevresindeki kasların düzeni hareketin yönünü belirler.

• Dirsek eklemi ağırlıklı olarak bükülme ve açılmaya izin verir.
• Omuz eklemi çok yönlü hareket edebilir.
• Omurlar arasındaki eklemler tek başlarına sınırlı, birlikte ise daha geniş hareket oluşturur.

Hareket sınırı neden gereklidir?

Bir eklemin sınırsız hareket etmesi yararlı değildir. Aşırı hareket kemik, bağ, kıkırdak, damar ve sinirlerin zarar görmesine neden olabilir.

Bağlar, eklem kapsülü ve çevredeki kaslar eklemin güvenli hareket sınırları içinde kalmasına katkı sağlar.

Kas Dokusu ve Kas Çeşitleri

Kas hücreleri kasılabilme özelliğine sahiptir. Kasların kasılması kimyasal enerjinin mekanik kuvvete dönüştürülmesini sağlar.

İnsan vücudunda üç temel kas çeşidi bulunur:

İskelet kaslarının temel görevleri

• Kemikleri eklemler çevresinde hareket ettirmek
• Vücut duruşunun korunmasına katkı sağlamak
• Eklemleri desteklemek ve kararlı hâlde tutmak
• Solunum hareketlerine katkı sağlamak
• Vücut sıcaklığının korunmasına yardımcı olacak ısı üretmek
• Damarlar ve lenf kanalları üzerindeki etkileriyle sıvı hareketine katkı sağlamak

Kasın kemiğe bağlantısı

İskelet kaslarının uç bölümlerinde bulunan dayanıklı bağ dokulu tendonlar kası kemiğe bağlar.

Kas kasıldığında oluşturulan çekme kuvveti tendona, tendondan da kemiğe aktarılır.

Kas → Tendon → Kemik → Eklem çevresinde hareket

Kaslar kemiği iter mi?

Kaslar aktif olarak yalnızca çekme kuvveti oluşturur. Bir kemiği ters yönde hareket ettirmek için genellikle başka bir kasın devreye girmesi gerekir.

Kasın kasılması her zaman hareket oluşturur mu?

Hayır. Kas kasıldığı hâlde kemiğin konumu değişmeyebilir. Örneğin ağır bir cismi hareket ettirmeden elde tutarken kaslar kuvvet oluşturur ancak eklem açısı belirgin biçimde değişmeyebilir.

Kasların bu tür çalışması vücut duruşunun ve eklem kararlılığının korunmasına katkı sağlar.

Konu sınırı

İskelet kasının aktin, miyozin ve sarkomer düzeyindeki kasılma mekanizması bir sonraki konuda ayrıntılı olarak ele alınacaktır.

Zıt Çalışan Kaslar

Bir eklemde birbirine ters yönlü hareketlerin oluşturulabilmesi için kaslar çoğunlukla işlevsel çiftler hâlinde çalışır.

Bir hareketi oluştururken birbirine karşıt görev yapan kaslara antagonist kaslar denir.

Dirseğin bükülmesi

Dirsek bükülürken:

• Kolun ön tarafındaki bükücü kasın etkinliği artar.
• Bu kasın tendonu ön kol kemiğini çeker.
• Dirsek eklemindeki açı küçülür.
• Kolun arka tarafındaki açıcı kasın etkinliği azalır.

Bükücü kas kasılır → Tendon kemiği çeker → Dirsek açısı küçülür

Dirseğin açılması

Dirsek açılırken:

• Kolun arka tarafındaki açıcı kasın etkinliği artar.
• Kasın oluşturduğu kuvvet tendon aracılığıyla kemiğe aktarılır.
• Dirsek eklemindeki açı büyür.
• Ön taraftaki bükücü kasın etkinliği azalır.

Açıcı kas kasılır → Tendon kemiği çeker → Dirsek açısı büyür

Karşıt çalışan kasların karşılaştırılması

Bir kas çalışırken karşıtı tamamen etkisiz midir?

Günlük hareketlerde bir kasın etkinliği artarken karşıt kasın etkinliği genellikle azalır. Ancak eklemin kararlılığını artırmak veya hassas bir hareket yapmak gerektiğinde karşıt kaslar aynı anda belirli ölçüde etkin olabilir.

Bu duruma örnek olarak dolu bir bardağın dökülmeden taşınması verilebilir. Kol kasları yalnızca hareket oluşturmakla kalmaz, eklemin titremesini ve kontrolsüz hareketini de sınırlar.

Benzer kas çiftlerine örnekler

• Dizin bükülmesini ve açılmasını sağlayan kaslar
• Ayak bileğinin yukarı ve aşağı hareketini sağlayan kaslar
• Gövdenin öne ve arkaya hareketinde görev alan kaslar
• Çenenin açılıp kapanmasında görev alan kas grupları

Hareketin Sinir Sistemi Tarafından Kontrolü

Kas, kemik ve eklemlerin birlikte bulunması hareket için yeterli değildir. Bu yapıların doğru zamanda, uygun sırada ve gereken kuvvette çalışması sinir sistemi tarafından düzenlenir.

İstemli bir hareketin temel aşamaları

1. Hareketin amacı belirlenir.
2. Merkezî sinir sisteminde hareket planı oluşturulur.
3. Motor sinyaller omurilik üzerinden çevresel sinirlere aktarılır.
4. Motor nöronlar ilgili iskelet kaslarına ulaşır.
5. Kaslar uygun sırada kasılır veya etkinliklerini azaltır.
6. Kas kuvveti tendonlarla kemiklere aktarılır.
7. Kemikler eklemler çevresinde hareket eder.
8. Hareket sırasında gelen duyusal bilgiler kullanılarak gerekli düzeltmeler yapılır.

Beyin ve omurilik → Motor nöron → Kas → Tendon → Kemik → Eklem → Hareket

Hareket sırasında geri bildirim

Kaslarda, tendonlarda ve eklemlerde bulunan reseptörler vücut bölümlerinin konumu, kasların gerilmesi ve eklem açısı hakkında sinir sistemine bilgi gönderir.

Bu reseptörlerden gelen bilgiler sayesinde kişi gözleri kapalıyken bile kolunun bükülü mü yoksa açık mı olduğunu belirli ölçüde anlayabilir.

Geri bildirim neden gereklidir?

• Hareketin hedefe uygun olup olmadığının anlaşılmasını sağlar.
• Kas kuvvetinin artırılmasına veya azaltılmasına yardım eder.
• Dengenin korunmasına katkı verir.
• Eklemlerin aşırı hareket etmesini önlemeye yardımcı olur.
• Beklenmeyen çevresel değişikliklere hızlı uyum sağlar.

Bir bardağı kaldırma örneği

Boş olduğu düşünülen bir bardak beklenenden daha ağırsa, ilk uygulanan kas kuvveti yetersiz kalabilir. Kas ve eklem reseptörlerinden gelen bilgiler sinir sistemine ulaşır. Sinir sistemi daha fazla motor birimin çalışmasını sağlayarak kas kuvvetini artırabilir.

Bu olay hareketin önceden hazırlanmış değişmez bir komut olmadığını, hareket sırasında sürekli olarak düzenlendiğini gösterir.

Denge ve duruş

Ayakta durmak hareketsizlik gibi görünse de çok sayıda kas sürekli küçük düzenlemeler yapar.

Duruşun korunmasında:

• İç kulaktan gelen denge bilgileri,
• Gözlerden gelen görsel bilgiler,
• Kas ve eklem reseptörlerinden gelen konum bilgileri,
• Beyin, omurilik ve beyincik,
• İskelet kasları ve eklemler

birlikte görev yapar.

Vücutta Kaldıraç Sistemi

İskelet kaslarının oluşturduğu kuvvet, kemikler ve eklemler aracılığıyla harekete dönüştürülür. Bu çalışma biçimi mekanik kaldıraç sistemlerine benzetilebilir.

Kaldıraç sisteminin biyolojik karşılıkları

Dirsekte kaldıraç örneği

Ön kolun yukarı kaldırılması sırasında:

• Dirsek eklemi destek noktasıdır.
• Ön kol kemikleri kaldıraç koludur.
• Bükücü kasın tendonu kuvvet uygular.
• El ve eldeki nesne yükü oluşturur.

Kasın kemiğe bağlandığı nokta ekleme yakın olduğu için kasın oluşturması gereken kuvvet, kaldırılan yükten daha büyük olabilir. Buna karşılık el geniş ve hızlı bir hareket yapabilir.

Hareket olaylarının analizi

Bir yapı çalışmazsa ne olur?

Kas zarar görürse: Yeterli kuvvet oluşturulamayabilir.

Tendon koparsa: Kas kasılsa bile kuvvet kemiğe etkili biçimde aktarılamaz.

Bağ zarar görürse: Eklem kararlılığı azalabilir ve hareket kontrolsüzleşebilir.

Eklem kıkırdağı aşınırsa: Sürtünme ve ağrı artabilir, hareket zorlaşabilir.

Motor sinir zarar görürse: Kas sağlam olsa bile gerekli sinirsel komut kasa ulaşamayabilir.

Kemik kırılırsa: Kaldıraç bütünlüğü bozulur ve kuvvetin aktarılması aksar.

Destek ve hareket sisteminin korunması

• Yaşa ve bireysel duruma uygun düzenli fiziksel etkinlik yapılmalıdır.
• Egzersiz öncesinde uygun ısınma yapılmalıdır.
• Aşırı ve kontrolsüz yüklenmelerden kaçınılmalıdır.
• Yük kaldırırken yalnızca belden eğilmek yerine diz ve kalça eklemlerinden yararlanılmalıdır.
• Sporun özelliğine uygun ayakkabı ve koruyucu donanım kullanılmalıdır.
• Uzun süre aynı pozisyonda kalınmamalıdır.
• Dengeli beslenme ve yeterli uykuya önem verilmelidir.
• Yaralanma sonrasında ağrıya rağmen hareketi sürdürmek yerine sağlık desteği alınmalıdır.

Sık karşılaşılan kavram yanılgıları

1. “Hareketi kemikler oluşturur.”

Kemikler kuvvet üretmez. Kasların oluşturduğu kuvveti eklemler çevresinde harekete dönüştürür.

2. “Kaslar kemikleri iter ve çeker.”

Kaslar yalnızca çekme kuvveti oluşturur. Ters yönlü hareket için karşıt çalışan başka kaslar görev alır.

3. “Tendon ile bağ aynı yapıdır.”

Tendon kası kemiğe, bağ ise kemiği kemiğe bağlar.

4. “Hareket sırasında yalnızca kasılan kas önemlidir.”

Karşıt kasın etkinliği, eklem kararlılığı, sinirsel geri bildirim ve denge de hareketin kalitesini belirler.

5. “Ayakta dururken kaslar çalışmaz.”

Vücut duruşunu koruyabilmek için çok sayıda kas düşük düzeyde ve sürekli olarak çalışır.

Konu özeti

• Destek ve hareket sistemi kemik, kıkırdak, eklem, kas, tendon ve bağlardan oluşur.
• Kas kuvvet üretir, tendon kuvveti kemiğe aktarır.
• Kemikler kaldıraç, eklemler destek ve hareket noktası olarak görev yapar.
• Kıkırdak eklem yüzeylerindeki sürtünmeyi ve darbeyi azaltmaya katkı sağlar.
• Bağlar kemikleri birbirine bağlar ve eklemleri destekler.
• Kaslar yalnızca çekme kuvveti oluşturur.
• Zıt yönlü hareketlerde antagonist kaslar görev alır.
• Sinir sistemi kasların zamanını, sırasını ve kuvvetini düzenler.
• Kas ve eklem reseptörlerinden gelen bilgiler hareketin düzeltilmesini sağlar.
• Sağlıklı hareket bütün yapıların eş güdümlü çalışmasına bağlıdır.

Kendini değerlendir

1. Kemik, eklem ve kasın hareketteki görevlerini karşılaştırınız.
2. Tendon ile bağ arasındaki farkı açıklayınız.
3. Eklem kıkırdağının aşınması hareketi nasıl etkileyebilir?
4. Kasların kemikleri neden itemediğini açıklayınız.
5. Dirseğin bükülmesi ve açılması sırasında antagonist kaslar nasıl çalışır?
6. Bir tendon koptuğunda kas sağlam olsa bile hareket neden bozulur?
7. Motor sinir zarar gördüğünde iskelet kasının çalışması nasıl etkilenir?
8. Kas ve eklem reseptörlerinden gelen bilgiler hareketin kontrolüne nasıl katkı sağlar?
9. Ayakta durmanın neden tamamen hareketsiz bir olay olmadığını açıklayınız.
10. Kemiklerin kaldıraç olarak çalışmasını dirsek hareketi üzerinden açıklayınız.

Bilgi görseli etkinliği

“Hareketin Oluşumu” başlıklı bir bilgi görseli hazırlayınız. Görselinizde aşağıdaki kavramları oklarla doğru sırada ilişkilendiriniz:

Uyaran, duyu organı, merkezî sinir sistemi, motor nöron, iskelet kası, tendon, kemik, eklem, hareket ve duyusal geri bildirim.

Olay analizi

Bir sporcunun diz çevresindeki bağları zarar görmüş ancak kemikleri, kasları ve motor sinirleri sağlamdır.

Bu sporcunun kasları kuvvet oluşturabildiği hâlde koşma ve yön değiştirme sırasında neden dengesizlik yaşayabileceğini; bağların eklem kararlılığındaki görevini kullanarak açıklayınız.

Eleştirel düşünme sorusu

“Güçlü kaslara sahip olmak, her zaman kontrollü ve sağlıklı hareket etmek için yeterlidir.” ifadesini kemik, eklem, tendon, bağ ve sinir sisteminin görevlerinden yararlanarak değerlendiriniz.