Miyokinez

“Myokinese” terimi iki Yunanca kelimeden türemiştir: “Kas” anlamına gelen “myo” ve “hareket” anlamına gelen “kinesis“. Dolayısıyla, myokinese kasların hareketini veya aktivitesini ifade eder.

Erken Keşifler

• Kas hareketlerinin incelenmesi, Hipokrat ve Galen gibi ilk hekimlerin ve bilim insanlarının ilk gözlemlerini yaptıkları antik çağlara kadar uzanmaktadır. Bununla birlikte, kas kinematiğinin bilimsel keşfi Rönesans döneminde Leonardo da Vinci ve daha sonra Giovanni Alfonso Borelli’nin çalışmalarıyla önemli ölçüde ilerlemiştir.
• Giovanni Alfonso Borelli (1608-1679): Genellikle biyomekaniğin babası olarak kabul edilen Borelli, kas fonksiyonu ve hareketinin mekanik yönlerini incelemiştir.
• A.V. Hill (1886-1977): Kaslarda ısı üretimiyle ilgili keşifleri nedeniyle 1922 yılında Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü’ne layık görülen Hill’in çalışmaları kas fizyolojisinin anlaşılmasını önemli ölçüde ilerletmiştir.

Kas Kasılması ve Biyomekanik

Sarkomer Yapısı:

Kasılmadan sorumlu kas lifinin temel birimi olan sarkomerin keşfi çok önemliydi. Andrew Huxley ve Rolf Niedergerke ile Hugh Huxley ve Jean Hanson 1950’lerde bağımsız olarak kayan filament teorisini tanımladılar. Bu teoriye göre kas kasılması, aktin (ince) filamentler miyozin (kalın) filamentlerin yanından kayarak sarkomeri ve dolayısıyla kası kısalttığında meydana gelir.

Mekanizma: ATP miyozin başına bağlanarak onun aktinden ayrılmasına neden olur. Miyozin başı daha sonra ATP’yi ADP ve inorganik fosfata hidrolize eder, bu da aktin filamenti üzerinde yeni bir konuma bağlanması için enerji verir. Güç darbesi, ADP ve fosfat serbest bırakıldığında, aktin filamentini sarkomerin merkezine doğru çekerek gerçekleşir.

ATP ve Kas Kasılması:

Adenozin trifosfatın (ATP) kas kasılmasındaki rolü Fritz Lipmann ve Herman Kalckar tarafından aydınlatılmıştır.

ATP kas kasılması için gereklidir. Miyozin başlarının aktinden ayrılması ve başka bir döngü için yeniden bağlanması için gereken enerjiyi sağlar. ATP hidrolizinden gelen enerji ayrıca kalsiyum iyonlarını sarkoplazmik retikuluma geri pompalamak için kullanılır ve kas gevşemesine izin verir.

Miyokinler ve Kas Hareketindeki Rolleri

Miyokinler, kas lifleri tarafından kasılma yoluyla üretilen ve salınan sitokinler veya diğer peptitlerdir. Bu moleküllerin otokrin, parakrin ve endokrin etkileri vardır.

Miyokinlerin Keşfi:

Miyokin kavramı, egzersiz fizyolojisi üzerine yapılan çalışmalardan, özellikle de Bente Klarlund Pedersen’in çalışmalarından ortaya çıkmıştır.

İnterlökin-6 (IL-6):

IL-6, metabolizma ve enflamasyonda rol oynayan, keşfedilen ilk miyokinlerden biridir. IL-6 kas kasılmasına yanıt olarak salınır ve hem pro-inflamatuar hem de anti-inflamatuar etkilere sahiptir. Egzersiz sırasında IL-6, glikoz alımını ve yağ oksidasyonunu artırmak için bir miyokin görevi görerek metabolik sağlığın iyileştirilmesine katkıda bulunur.
Mekanizma: IL-6 kas lifleri tarafından üretilir ve egzersiz sırasında kan dolaşımına salınır. Enerji substratlarını harekete geçirmeye yardımcı olur, lipid metabolizmasını geliştirir ve insülin duyarlılığını artırır.

İrisin:

Nispeten yakın zamanda keşfedilen irisin, membran proteini FNDC5’ten ayrılan ve egzersiz sırasında kan dolaşımına salınan bir miyokindir. İrisin, beyaz yağ dokusunun kahverengileşmesini teşvik ederek enerji harcamasını artırır.
Mekanizma: İrisin, beyaz yağ dokusunda ayrılmayan protein 1’in (UCP1) ekspresyonunu indükleyerek onu metabolik olarak daha aktif olan ve kalori yakabilen kahverengi benzeri yağ dokusuna dönüştürür.

Myokinese’de Modern Uygulamalar ve Araştırmalar

Egzersiz Fizyolojisi

Miyokinlerin egzersize bağlı faydalardaki rolü kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. IL-6, irisin ve miyostatin gibi miyokinler kas büyümesi, metabolizma ve enflamasyonun düzenlenmesinde kritik öneme sahiptir.

Egzersiz ve Metabolik Sağlık:

Düzenli egzersiz miyokinlerin salınımını tetikleyerek metabolik sağlığın iyileşmesine ve kronik hastalık riskinin azalmasına katkıda bulunur.

Hastalıkların Önlenmesinde Miyokinler:

Araştırmalar, miyokinlerin obezite, diyabet, kardiyovasküler hastalıklar ve bazı kanserler gibi durumların önlenmesinde ve yönetilmesinde rol oynadığını göstermektedir.

İleri Okuma

1. Borelli, G. A. (1680). De Motu Animalium.
2. Hill, A. V. (1922). The heat of shortening and the dynamic constants of muscle. Proceedings of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences, 93(653), 143-185.
3. Huxley, A. F., & Niedergerke, R. (1954). Structural changes in muscle during contraction. Nature, 173(4412), 971-973.
4. Huxley, H., & Hanson, J. (1954). Changes in the cross-striations of muscle during contraction and stretch and their structural interpretation. Nature, 173(4412), 973-976.
5. Lipmann, F. (1941). Metabolic generation and utilization of phosphate bond energy. Advances in Enzymology, 1, 99-162.
6. Steensberg, A., et al. (2001). Interleukin-6 production in contracting human skeletal muscle is influenced by pre-exercise muscle glycogen content. Journal of Physiology, 537(2), 633-639.
7. Pedersen, B. K., & Febbraio, M. A. (2012). Muscles, exercise and obesity: Skeletal muscle as a secretory organ. Nature Reviews Endocrinology, 8(8), 457-465.
8. Whitham, M., & Febbraio, M. A. (2016). The ever-expanding myokinome: Discovery challenges and therapeutic implications. Nature Reviews Drug Discovery, 15(8), 719-729.
9. Pedersen, B. K. (2019). Physical activity and muscle–brain crosstalk. Nature Reviews Endocrinology, 15(7), 383-392.