background image
raz köprüde depolan>r), kalsiyum iyonlar>n> sarkoplazmik
retikuluma geri alan aktif kalsiyum pompalar>na gerekli
enerjiyi sa¤lamak.
ATP molekülü yüksek enerjili fosfat ba¤> içerir. Hücre-
ye enerji gerekti¤inde ATP hidroliz yolu ile ADP ve inor-
ganik fosfat iyonuna (Pi) parçalan>r. Fosfat ba¤>n>n k>r>lma-
s> ile serbestleflen enerji, vücudun ifllevlerinde kullan>l>r.
ATP hücrelerin kullanabilece¤i tek enerji türüdür. Bu ne-
denle hücreler metabolik yollardan aç>¤a ç>kan enerjiyi
ADP'ye aktararak yeniden ATP elde ederler.
hücrelerinde düflük miktarlarda ATP depo-
lan>r. Bu depo, yaln>zca birkaç saniye süren kas kas>lmalar>
için yeterli olaca¤>ndan kas hücresinin kas>lma s>ras>nda
ATP kullanma h>z>na eflit bir h>zla ATP sentezlemesi gere-
kir. Di¤er bir deyiflle kas>lma h>z>n> ATP sentezleme h>z>-
na uydurmas> gerekir. Kas hücresi bu amaçla üç de¤iflik
metabolik yol kullan>r:
1. Kreatin fosfat molekülünün hidrolizi
2. Glikoliz
3. Krebs (sitrik asit) döngüsü ve oksidatif fosforilasyon
Kas liflerinin kas>lma s>ras>nda ATP sentezlemek için
kulland>klar> ilk enerji kayna¤> kreatin fosfat molekülüdür.
Kreatin fosfat da, ATP gibi yüksek enerjili fosfat ba¤lar>
içerir. Kas lifinde ATP ve kreatin fosfat molekülleri aras>n-
da kreatin kinaz enziminin sa¤lad>¤> bir denge vard>r. Din-
lenme halindeki bir kasta ATP düzeyi daima yüksek oldu-
¤u için, enzim kreatin fosfat lehine çal>fl>r. Ancak kas>lma
s>ras>nda ATP kullan>lmaya bafllar bafllamaz, denge ATP
lehine döner. Enzim hidroliz yolu ile kreatin fosfattan
ADP'ye bir Pi ve enerji transfer ederek ATP sentezler. Bu
reaksiyonun çok h>zl> olmas> sayesinde hücrenin ATP kon-
santrasyonunda önemli bir düflüfl gözlenmez. Kas lifinin
kreatin fosfat içeri¤i s>n>rl> olup, kas>lma s>ras>nda 8-10 sa-
niye içerisinde tükenir.
Kreatin fosfat kullan>larak hücreye ATP sa¤lan>rken
glikoliz ve oksidatif fosforilasyon enzimlerinin aktivasyonu
için zaman kazan>lm>fl olur. Kas lifinin kreatin fosfat içeri-
¤i tükendi¤inde enzimler ATP sentezine haz>rd>r.
Kas lifi ATP sentezlemek için kulland>¤> glikozu ya di-
rek olarak kan dolafl>m>ndan al>r ya da kendi depolar>n>
kullan>r. Kas hücreleri glikozu glikojen ad> verilen poli-
merler halinde depolarlar. Bir glikoz molekülü glikoliz yo-
lu ile parçalan>nca iki ATP molekülü ve iki pürivik asit
molekülü aç>¤a ç>kar. Pürivik asit iki ayr> metabolik yol iz-
leyebilir. Bunlar aerobik ve anaerobik yollard>r. Aerobik
yolla ATP elde etmek için oksijene gerek vard>r. Anaerobik
yol ise oksijen olmadan da ATP sentezleyebilir.
Ortamda yeterli düzeyde oksijen yoksa ya da aerobik
yolun h>z> hücrenin ATP kullanma h>z>ndan düflük ise, kas
hücresi pürivik asidi anaerobik yolla laktik aside dönüfltürür.
Bir glikoz molekülünden anaerobik yolla, aerobik yola k>-
yasla çok daha az ATP sentezlenir, fakat ATP sentez h>z>
yüksek oldu¤u için bu yol baz> koflullarda kas hücresinin
tercihidir. Anaerobik koflullar devam ederse laktik asit h>z-
la birikir ve yorgunlu¤a neden olur.
Kas hücreleri gerekli oksijeni iki tür tafl>y>c> proteinden
elde ederler. Bunlar hemoglobin ve miyoglobindir. Dola-
fl>mdaki k>rm>z> kan hücrelerinde bulunan hemoglobin,
dokulardaki düflük oksijen bas>nc> ile karfl>lafl>nca tafl>d>¤>
oksijenden ayr>l>r. Kas liflerinin baz> tiplerinde bulunan
miyoglobin, hemoglobine benzer yap>da bir protein molekü-
lüdür. Oksijene afinitesi hemoglobininkinden fazla oldu¤u
için hem dolafl>mdan hücre içine oksijen geçiflini h>zland>-
r>r hem de bir miktar oksijen depolar.
Aerobik yol Krebs döngüsü ve oksidatif fosforilasyon-
dan meydana gelir. Ortamda yeterli düzeyde oksijen varsa,
pürivik asit sarkoplazmada laktik aside dönüflmek yerine,
mitokondriye girer, asetil KoA'ya dönüflür, Krebs döngüsü
ile parçalan>r ve aç>¤a ç>kan enerji oksidatif fosforilasyon ile
ATP'ye aktar>l>r. Bu yolla bir glikoz molekülünden 36
ATP elde edilir. Bir glikoz molekülünden glikoliz yoluyla
ve aerobik yolla toplam 38 ATP elde edilmifl olur. Lipit ve
proteinler de ATP elde etmek için aerobik yolla metaboli-
ze edilirler. Kas>lman>n ilk befl ya da on dakikas> içinde kas
hücresi kendi glikojen depolar>n> kullan>r. m
saat boyunca dolafl>mdan elde etti¤i glikoz ve ya¤ asitleri-
ni eflit oranlarda kullan>r. Daha uzun süren kas>lmalarda
ya¤ asitlerinin kullan>m> giderek artarken glikoz kullan>m>
azal>r.
Kas lifinde ATP sentezlemek için kullan>lan yollar>n
verimlilikleri ve h>zlar> birbirlerinden farkl>d>r. Kreatin
fosfattan h>zla ATP elde edilebilir. Ancak bu kaynak, ö¤-
rencinin zil çalmadan önce derse yetiflebilmek için yapt>¤>
k>sa koflu için veya büyük bir a¤>rl>¤>n birkaç kez kald>r>l-
mas> gibi k>sa süreli hareketler için yeterli olur; 8-10 sani-
ye içinde tükenir. Glikoliz yolu ile ATP biraz daha yavafl
sentezlenir, ama daha uzun süre enerji elde edilebilir. Öyle
ki, anaerobik yol birkaç dakikal>k kas>lmalar için kullan>-
labilir. Aerobik yol ise belki hepsinin en yavafl>d>r ama,
sonsuz bir enerji kayna¤>d>r. Oksijen ve besin sa¤land>¤>
sürece ATP sentezleyebilir.
Kas hücresi egzersiz yaparken kulland>¤> depolar>n> ye-
nilemek için egzersizden sonra da normalin üstünde oksi-
jen kullan>r. Sarkoplazmada biriken laktik asit yeniden pü-
rivik aside çevrilir ve aerobik yolda kullan>l>r. Kreatin tek-
rar fosforile edilerek kreatin fosfat depolar> yenilenir. Gli-
koz moleküllerinden glikojen sentezlenir. Oksijeni kulla-
n>lm>fl olan miyoglobine tekrar oksijen ba¤lan>r. Bu olayla-
r>n tümüne "oksijen borcunun ödenmesi" denilir (3,8).
153
BÖLÜM 14
n
Fizyolojisi