İskelet kaslarındaki kuvvet üretim mekanizmasının Huxley tipi kas modelleriyle incelenmesi

Yıl 2021, Cilt: 35 Sayı: 3, 415 - 426, 30.12.2021

Faruk Örteş

Öz

bileşenlerinden olan iskelet kasları, kasılma esnasında çeşitli biyokimyasal ve mekanik süreçler sonucunda kuvvet üretirler. Kas kuvvetlerinin çeşitli deneysel veya klinik amaçlar için bilgisayar ortamında benzetiminin (simülasyonunun) yapılabilmesi amacıyla matematiksel kas modelleri kullanılmaktadır. Kas modellerinin, gerçek kas kuvvetlerini yüksek doğrulukla üretebilmeleri modellemede esas alınan varsayımlarla yakından ilişkilidir.
Yapısal modeller olarak da bilinen Huxley tipi kas modelleri, kasılma esnasındaki biyokimyasal ve mekanik etkileşimleri esas alarak kuvvetin yanı sıra çeşitli kas karakteristiklerinin de hesaplanmasında kullanılan matematiksel modellerdir. Çapraz köprü teorisine dayanan ve kas yapısındaki filamentlerin etkileşimi üzerine kurulu bu modeller, halen deneysel çalışmaların da etkisiyle, modifiye edilmeye ve geliştirilmeye devam edilmektedir. Kas modellerinin yapısını, kullanılan varsayımları ve bu modellerin kabiliyetlerini anlamak, gerçeğe yakın kas kuvvetlerinin ve kasın dinamik karakteristiklerinin yeniden üretimi açısından önem arz etmektedir. Bu derleme makalede, Huxley tipi matematiksel kas modellerinin yapı ve özellikleri ile ürettikleri kuvvet cevapları, deneysel olarak elde edilen kas karakteristiklerini kestirmedeki performansları açısından incelenmiştir. Bu amaç doğrultusunda, çalışmada bir Huxley modeli kullanılarak farklı kasılma durumları için kas kuvvetleri elde edilmiş ve model performansları değerlendirilmiştir.
Ayrıca Huxley tipi modellerde gerçekleştirilen değişimler sunulmuş, modellerin avantaj ve dezavantajlarının yanı sıra hangi tür çalışmalar için elverişli oldukları da ortaya konmuştur.
Anahtar Kelimeler: Kas kuvvetleri, Kas modelleri, Huxley tipi modeller, Çapraz köprü modelleri, Kayan filamentler teorisi.

Anahtar Kelimeler

Kas kuvvetleri, Kas modelleri, Huxley tipi modeller, Çapraz köprü modelleri, Kayan filamentler teorisi.

Kaynakça

• 2- Fenn WO, Marsh BS. Muscular force at different speeds of shortening. J. Physiol (Lond.). 1935;85:277-297.
• 3. Hill AV. The heat of shortening and the dynamic constants of muscle. Proc. Roy. Soc. 1938; 8126:136-195.
• 4. Dem RJ, Levine JM, Blair HA. Forces exerted at different velocities in human arm movement Am. J. Physiol. 1947;151:415-437.
• 5. Huxley HE, Hanson J. Changes in cross-striations of muscle during contraction and stretch and their structural implications. Nature. 1954;173:973–976.
• 6. Huxley AF, Niedergerke R. Structural changes in muscle during contraction. Interference microscopy of living muscle fibres. Nature. 1954;173:971–973.
• 7. Huxley HE. The mechanism of muscular contraction. Science, NY. 1969;164:1356-1366.
• 8.Huxley AF. Muscle structure and theories