Upload
trinhanh
View
225
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
KAS - İSKELET SİSTEMİ ve
BAĞIŞIKLIK SİSTEMİ
Hazırlayan: Yrd.Doç.Dr. Yosun MATER
1.İskelet Sistemi Türleri
Hidrostatik iskelet sistemi, bir gövde duvarının içindeki su basıncını kullanır.
Kas kasılmaları, bir toprak solucanın farklı vücut bölümlerine suyun akması ve
böylece oluşturduğu basınçlar yardımıyla, kasılıp gevşemesi ile hareket etmesi
şeklinde ortaya çıkar (Şekil 47.1).
•Dış iskelet (Exoskeletons) katı bir
dış kaplamadan oluşur.
•Genellikle bu kaplama sert kitin
içerir.
•Böyle bir durumda organizmanın
büyümesi için dış iskeletin çatlayıp,
kırılması ve dökülmesi gerekir (Şekil
47.2a).
•İç iskelet’e (Endoskeletons) sahip
canlılarda, iskelet sabit ve sağlam bir
yapıdadır.
•Omurgalılarda sabit iç iskelet içerir.
•Bu iç iskeletin yapısı; bağ dokularının
kalsiyum fosfat ile mineralize olması
ile oluşmaktadır (Şekil 47.2b).
2. Kemik Yapısı
•Kemiklerde gelişme iki
şekilde olmakta ve
sınıflandırılmaktadır.
•Bunlardan ilki, zar dışında
(Intramembranous)
gelişmedir.
•Yani kemiğin bağ dokusu
içinde bir tabaka şeklinde
oluşmasıdır (Şekil 47.3).
•Diğeri ise Endokondral gelişmedir.
•Endokondral gelişmede bir kıkırdak model oluşturulur ve bunu kemik
doldurur.
•Öncül kemik hücreleri (Osteoblasts) kemik gelişimini başlatabilir ve
kemik hücresi (Osteoscyte, Osteosit) oluşturabilir.
•Osteoklastlar (Osteoclasts) ise kemiğin bozulması ve yıkımından
sorumludurlar.
•Kemik gelişimi, boyuna uzama ve enine genişleyerek büyüme şeklinde
olur.
•Kemik uçlarında (Epifizler) sona kalan kıkırdak, sonradan kemik
yüzeyler arasında bir tampon görevi görür(Şekil 47.4).
Kemik yapısında kan damarları ve sinirler
içerir.
Kuşlar ve balıklarda kemik sistemi damar
içermez (=avasküler) ve hücrelerle ilinti
içine girmez (=asellüler).
Diğer omurgalılarda, kemik; kemik
hücreleri, kan kılcal damarları ve sinirleri
içeren Havers (=Haversian) sistemine
sahiptir.
Kemiklerin kalınlığı veya inceliği onu
kullanıp, kullanmamaya ve onun üzerine
düşen, onu etkileyen güç miktarına
bağlıdır (Şekil 47.5).
3. Eklemler ve İskelet Hareketleri
Hareketli eklemler; tipine bağlı olarak, farklı hareket derecelerine-
aralıklarına sahiptirler.
Yuvalı topuzlu eklemler (Ball-and-socket joints) tüm yönlere
hareket edebilen eklemlerdir.
Sadece ön ve arkaya hareket etmeye izin veren eklemlere, menteşe
eklemleri (Hinge joints) adı verilir ve hareketleri kısıtlıdır.
Kayar eklemler (Gliding joint) ise istikrarlı ve esnekliğe izin veren
eklemlerdir.
Kombine eklemler (Combination joint) diğer eklemler ile beraber
eklem rotasyonuna izin veren ve kayma hareketi yapan eklemlerdir
(Şekil 47.7).
Eklemleri hareket ettirmek için;
kemikler, iskelet kasları ile çekilir.
Bu ya doğrudan kemik zarına
(periosteum) bağlı kaslar
yardımıyla veya tendonlar
vasıtasıyla gerçekleşir.
İskelet kasları birbirlerinin karşı
zıt çiftler (antagonistik)
halinde hareket edebilirler (Şekil
47.8).
4. Kas Kasılması
Kas kasılması, kas liflerinin
bir diğer lif üzerinde kayması ve
bu şekilde liflerin üst üste
gelmesi; örtüşme ile gerçekleşir.
Aktin ve Miyozin adı verilen
bu filamentler, kas kesiti
üzerinde mikroskopik olarak
ayırt edilebilen, farklı bantları
oluştururlar (Şekil 47.10).
Kas, aktin ve miyozin filamentleri birbiri üzerinden kayarak, çapraz
köprüler oluşturduğu zaman kasılır.
Miyozin’in küresel baş kısımlarının, Aktinler ile çapraz köprüler
oluşturması için ATP hidrolize olur ve ADP’ye dönüşür.
Bu sırada bir iyonik fosfat (Pi) açığa çıkar.
Çapraz köprüler üzerinde, bu ince filamentler, sarkomer merkezine doğru
çekilir.
Bu sırada miyozin’in filamentinde yer alan kafa yapısı, aktini
filamentinden ayrılır ve yeni bir ATP bağlar (Şekil 47.14)
•Kas kasılması, sinir uyartıları ile kalsiyum iyon kanallarının
açılmasına bağlıdır.
•Troponin adı verilen protein yapısı tarafından aktin,
miyozine bağlanır ve tropomiyozin bir blok oluşturur
•Böylece çapraz köprüleri meydana getirir.
•Sinir uyarımı (Stimülasyonu) ile kalsiyum iyon kanallarından
hücre içine salınır.
•Bu sarkoplazmik retikulumunda yardımıyla bir troponin-
kalsiyum oluşumu meydana getirir.
•Böylece çapraz köprü oluşturmak için troponin-kalsiyum
kompleksi, tropomiyozin ile yer değiştirir (Şekil 47.16 ve 47
).
Çalışan motor birimleri, tek
bir motor nörondan oluşur ve
ona göre davranırlar.
Her biri bir nöron tarafından
kontrol edilmez (Şekil 47.17).
Kas lifleri, vasıtasıyla iki türlü
kasılma vardır; bunlar yavaş
kasılan ve hızlı kasılan
kaslardır.
Tek kas stimülasyonu ile
ortaya çıkan seğirme, kasılma
ve gevşeme arasındaki aralığa,
duruma verilen isimdir.
Uyartı miktarı artarsa olan
ikinci kasılma ilk kasılmayı
da taşır.
Yani gevşeme olmadan
kasılma devam eder.
Kramp (üst üste
seğirmeler, Tetani) hiçbir
rahatlama olmadan
kasılmaya devam etme
halidir (Şekil 47.18).
İskelet kası liflerinin kasılmayla bağlantılı iki önemli özelliği daha
vardır.
1.Yavaş kasılan lifler dayanıklıdır.
2.Hızlı kasılan lifler ise güçlü kasılırlar.
Kas metabolizması, kullanıma bağlı olarak değişebilir.
İstirahat halindeki iskelet kasları, yağ asitlerinin metabolizmasından enerji
elde ederler.
Ne zaman aktif enerjiye ihtiyaç duyarlarsa o zaman, enerjiyi glikoz ve
glikojen metabolizmasından alırlar.
Kasın yorulmasına bağlı olarak, kullanılmasında azalma olabilir.
Kasın çalıştırılması, yeni kaslar oluşmasına veya kas sayısının
artmasına değil, var olan kasın boyutunun artmasına neden olur.
5.Hayvanlarda Hareket Türleri
•Hayvanlarda farklı hareket türleri vardır.
•Su üzerinden veya içinde hareket eden yüzücü hayvanların
sürtünme ile uğraşmaları gerekir.
•Sucul omurgalılar arasında, su içinde hareket, vücudun bir
kısmı veya bütünüyle suyun itilmesine bağlı olarak
gerçekleşir.
•Birçok omurgalıların vücudunu dalgalandırarak veya sadece
kuyruğunu oynatarak vücudunu ileri doğru iter (Şekil 47.20).
•Diğerleri ise kol ve bacaklarını yani ekstremitelerini
kullanarak yüzerler.
Karasal harekette ise hayvanlar öncelikle yerçekimi ile ilgilenmek zorundadırlar.
Çoğu kara hayvanları öncelikle bedenlerini kaldırmak ve sonrasında kaldırdıkları
bedeni taşımak zorundadırlar.
Bunun için onları taşıyan ve zemine uzanan, uzantılara ihtiyaç duyarlar.
Bu uzantılar ile zemin karşı baskı uygular ona basarlar.
Karasal hayvanlar yürümek veya koşmak içinde aynı mekanizmaları kullanırlar.
Uçan hayvanlar ise destek için doğrudan havayı kullanırlar.
Kanatları ile havayı karşıya ve aşağı iterler.
Böylece havada kalır ve ileri giderler.
Havayı yukarı itmekle de daha büyük kuşlar, bir basınç farkı oluşturmayı sağlarlar
bunun için dışbükey kanatlara sahiptirler ve onları kullanırlar.
Yani uçma ve kayma hareketi ile yol alırlar.
Her iki durumunda birbirine yakın zamanlarda evrimleşmiş olduğu düşünülür.
İhtimal aynı evrim yolları sonucu bu oluşum meydana gelmiştir.
BAĞIŞIKLIK SİSTEMİ
1.Doğal olarak gelişen/varolan bağışıklık sistemi ,
tanıma ve cevap verme yeteneğine sahip bir sistemdir.
Bu özelliğini bilinen, ortak/yaygın patojenlere karşı
geliştirmişlerdir.
Canlılar bu sitemi kullanır ve buna güvenirler (Şekil
43.Giriş)
Omurgasız ve omurgalı her iki grup canlı tipinde de
doğuştan, atadan gelen bağışıklık, hücre bazında fiziksel ve
kimyasal engelleri kullanarak hareket eder.
Böylece canlının savunma sistemini oluşturur ve geliştirir.
Bağışıklık sistemi tüm hayvanlar için doğuştan gelen, ek
olarak omurgalılar için hayatları boyunca karşılaştığı farklı
patojenlere bağlı olarak geliştirilebilen bir sistemdir (Şekil
43.2 ve 43.4).
Diğer bir değişle doğuştan gelen
bağışıklık, patojenlerin en yaygın
karşılaşılan sınıflarında var olan/yer alan
spesifik proteinlerin tanınmasına dayanır.
Canlıya gelen/bulaşan mikroplar
bağışıklık sistemi hücre bariyerleri ile
karşılaştıklarında, mikrobun yüzeyinde
bulunan özel proteinler yardımıyla
tanınır ve ayırt edilirler.
Bağışıklık sistemi hücrelerine nüfüz eden
bu mikroplar, fagosit (phagocytes)
hücreleri tarafından yüzeylerindeki özel
proteinler yardımıyla tanınır, yakalanıp
yok edilirler (Şekil 43.3).
Memelilerin doğuştan gelen
bağışıklık sisteminde, savunma
sırasında, makrofaj zarları
yüzeylerinde ki labut benzeri
tanıma reseptörleri (Toll like
receptors,TLR ) omurgalılarda,
viral, bakteriyal ve mantar kökenli
patojenlerin tanınmasında görev
alan öncül-ilk moleküller olarak
tespit edilmişlerdir.
Bu tespiti içeren araştırma 2011
yılında fizyoloji dalında nobel
ödülü almıştır (Şekil 43.6).
Omurgalılarda bu sistemde hem makrofajları hem de
dendritik hücreler yer alır.
Bunlara ek olarak Virüs ile enfekte olmuş omurgalılarda, bu
hücrelerin ölümünü indükleyebilen/tetikleyen/uyaran doğal
öldürücü hücreler (Natural Killer Cells) yer alır (Şekil 43.7).
Bu sayede virüs içeren , enfekte hücrelerin ölmesini
sağlarlar.
Yine omurgalılarda bu hücrelere ek olarak tamamlayıcı
sistem (Complement System) proteinleri; interferonlar ve
diğer antimikrobiyal peptitler üretilir ve patojenlere karşı
kullanılır.
Inflamatuvar yanıt (yangısal yanıt, inflammatory response), histamin ve diğer kimyasal
ajanlar yaralanma olan bölgedeki kan akışını düzenler ve bağışıklık sistemi hücrelerinin daha etkili
olmasını sağlarlar.
Patojenler bazen doğal bağışıklıktan kurtulurlar.
Örneğin bazı bakteriler, sahip oldukları kapsülleri sayesinde bağışıklık sistemince tanınamaz ve
sindirilmekten kurtulurlar.
2.Kazanılan bağışıklık, patojene özel
reseptörler geliştirme ve tanıma
Kazanılan bağışıklık kemik kök hücrelerinden
türevlenen iki tip limfosit hücresi ile ortaya çıkar.
Bunlar kemik iliğinden üretilen (Bone
marrow) B ve Timus’tan üretilen T Limfositler
(Lymphocytes)’dir (Şekil)
Bunlar yüzeylerinde yabancı moleküllere karşı
tanıma reseptörler, moleküller, antijenler
(Antigens) içeren hücrelerdir.
Canlıda bulunan bütün reseptör moleküller
bir tane B ve/veya T limfositin üzerinde yer alır.
Bununla beraber, canlıda yer alan milyonlarca T ve B limfosit karşılaştığı
bütün yabancı moleküllere karşı antijenleri içerebilir.
Enfeksiyon gerçekleştikten sonra T ve B hücreleri aktive olur ve bu özel
patojene karşı harekete geçerler.
Bazı T hücreleri diğerlerine yardım ederken, plazma hücreleri de denen B
hücreleri, antibodi (Antibody) denilen, çözülebilir yapıda proteinleri
üretirler (Şekil 43.9).
Bu yapılar yabancı hücrelere bağlanarak onları işaretler (Şekil 43.10).
Aynı zamanda bu yapı, hafızası olan T ve B limfositleri için yapılarına
eklenmiş yeni patojen datasını oluşturur.
Böylece gelecekte aynı enfeksiyon ile karşılaşıldığında
bağışıklık sistemi daha hızlı cevap verir.
B hücreleri gelecekte bu patojenleri adına epitop’ta denilen
patojen hücre yüzeyi belirteçleri vasıtası ile patojeni hatırlar ve
tanır, böylece kan ve/veya lenf dolaşım sisteminde yakalarsa
müdehale edebilir hale gelmiştir.
T Hücreleri ise bu epitoplarda yer alan küçük peptit dizilerini
MHC molekülleri (major histocompatibility complex , MHC
molecules) ile işaretleyerek tanır (Şekil 43.11 ve 43.12).
Böylece KAZANILAN BAĞIŞIKLIK ortaya çıkar.
B ve T hücreleri dört farklı
yolla gelişirler (Şekil 43.14).
1.Hücre bölünmesi
2.Hücre çoğalması
3.Kişisel
dayanıklılık/tölerans
4.Bağışıklık hafızası
Bölünme ve hafıza, her ikisi de
klonlanarak
(Değiştirilmeden/birebir aynı)
diğer soya aktarılır (Şekil
43.15).
3.Kazanılmış bağışıklıkta enfeksiyon karşısında vücut
hücrelerinin ve sıvılarının durumu;
Yardımcı T hücreleri (Helper T Cells); yüzeylerinde sınıf II
MHC molekülleri yardımıyla antijen taşıyan dendiritik hücreler,
makrofajlar ve B hücreleri ,bu yardımcı T hücrelerine antijen
parçası vasıtasıyla bağlanırlar (Şekil 43.16).
Böylece aktif T hücrelerinden sitokinlerin (cytokines)
salınmasını uyarırlar/indüklerler.
Bağışıklık sistemi aracılığıyla aktif halae geçen sito-toksik
(Cyto-toxic) T hücreleri de enfeksiyona neden olan
hücrelerin yıkımını tetikler (Şekil 43.17).
Humoral bağışıklık cevabı (Vücut sıvıları ile bağışıklık) antibodiler yardımıyla
antijenleri elemine eder/ etkisiz hale getirir ve makrofaj hücrelerini uyarır ve
lizizi başlatır (Şekil 43.198 ve 43.19).
Kazanılmış bağışıklığın gelişmesi; enfeksiyona karşı oluşan cevaplar 3
şekilde olur.
1.Nötralizasyon (Etkisizleştirme)
2.Opsanizasyon (Opsanize etme, fagosite olmasına yol açma)
3.Karmaşık zar tamamlayıcı sistemlerini ve hücre porlarını, geçitlerini
aktif hale getirmektir.
Bunlara immunizasyon adı da verilir (Bağışıklık).
Kazanılmış bağışıklığı genel olarak özetlersek; vücut sıvıları içinde B
limfositler, vücut hücrelerinde T limfositler vasıtasıyla çalışır.
Her iki hücrede karşılaştığı yabancı enfeksiyonu öğrenir ve hafızasına alır
(Şekil 43.20).
Bağışıklık sistemi kompleks bir mekanizmadır.
Burada ortaya çıkan uyumsuzluklar, alerjileri, oto-immün hastalıkları ve
doku organ transferlerini üzerine verilen red ve/veya anafilaktik tepkileri
tetikler ve/veya ortaya çıkarır (Şekil 43.22 ve 43.23).
Bu bazı durumlarda bu durumlar öldürücü sonuçlar doğurabilir.
Dokuların veya hücrelerin bir insandan diğerine transferi ve bu sırada alıcı
vücut tarafından ret edilmesi, doku ve organ naklini güçleştirmektedir.
Bu doku ve organ nakillerinde görülen reddedilme hadisesinin sebeblerinden
biri MHC molekülleri vasıtasıyla bağışıklık sistemi hücrelerinin uyarılması
ve/veya doğrudan kemik iliği kökenli limfosit hücrelerinden kaynaklanabilir
Kaynaklar Campbell Biology 10th ed.(2014) Neil A. Campbell,
Jane B. Reece, Unit 7, Part:43, p: 946-970 Pearson Benjamin Cummings, 1301 Sansome St., San Francisco, CA 94111.
Biology / 9th ed (2008)Peter H. Raven George B. Johnson, Kenneth A. Mason, Jonathan B. Losos, Susan R. Singer, Chapter 47, p:961-981. The McGraw-Hill Companies, Inc., 1221 Avenue of the Americas, New York, NY 10020.