İskelet ve Kas Sistemleri

İskelet ve Kas Sistemleri: Hareketin Ardındaki Mühendislik

Giriş

İnsan varlığının fiziksel dünya ile etkileşimi, en temel düzeyde hareket kabiliyetine dayanır. En basit bir nesneye uzanmaktan en karmaşık atletik performansa kadar her eylem, iskelet ve kas sistemlerinin eşgüdümlü ve hassas bir şekilde işlemesiyle mümkün kılınır. Bu iki sistem, genellikle “kas-iskelet sistemi” olarak tek bir bütün halinde ele alınır ve yalnızca bedenin yapısal bütünlüğünü sağlamakla kalmaz, aynı zamanda onu dinamik, uyarlanabilir ve amaçlı bir varlık haline getiren mekanik ve biyokimyasal altyapıyı da teşkil eder.1 Bu sistemin incelenmesi, yalnızca biyolojik bir yapının anatomik ve fizyolojik analizini değil, aynı zamanda hareketin ardında yatan mühendislik ilkelerinin derinlemesine bir tetkikini gerektirir.

Bu raporun amacı, iskelet ve kas sistemlerini, moleküler bileşenlerinden makroskopik operasyonlarına kadar, en güncel bilimsel bulgular ışığında detaylı bir şekilde incelemektir. Analiz, kemiğin bir malzeme bilimi harikası olarak yapısından, kas kasılmasını sağlayan moleküler motorların hassas mekanizmalarına; biyomekanik kaldıraç sistemlerinden, bu dokular arasındaki karmaşık biyokimyasal iletişim ağlarına kadar uzanacaktır. En basit bir hareketin dahi ardında yatan olağanüstü karmaşıklık, bu sistemin ne denli hassas bir nizam ve gaye üzerine kurulduğuna işaret eder. Rapor, bu bilimsel verileri, sistemin yapısal ve işlevsel ilkelerini ortaya koyacak şekilde sunarak, hareket olgusunun temelindeki mühendislik harikalarını gözler önüne sermeyi hedeflemektedir. İnceleme, sistemin temel bilimsel zeminini ve işleyişini açıklayan bir bölümle başlayacak, güncel akademik bulgularla bu temel zenginleştirilecek ve son olarak bu veriler kavramsal bir çerçevede analiz edilecektir. Bu yaklaşım, kas-iskelet sisteminin sadece biyolojik bir mekanizma olmanın ötesinde, her seviyesinde sanatlı bir tertibin ve amacın gözlemlendiği bir yapı olduğunu ortaya koymayı amaçlamaktadır.

Bilimsel Açıklama ve Güncel Bulgular

A Bölümü: Yapısal Çerçeve – İskelet Sistemi

İskelet sistemi, vücudun merkezi taşıyıcı yapısı olarak hizmet eder; bedene şeklini verir, hareket için bir temel oluşturur, hayati organları korur ve temel mineraller için bir depo görevi görür.2 Yetişkin bir insanda yaklaşık 206 adet kemikten oluşan bu yapı 1, sadece pasif bir iskele değil, aynı zamanda sürekli olarak kendini yenileyen, yüklere uyum sağlayan ve vücudun geri kalanıyla aktif iletişim halinde olan dinamik bir organdır.

1. Kemiğin Mimari İlkeleri ve Malzeme Bilimi

Kemik dokusu, mühendislikte “kompozit malzeme” olarak bilinen yapıların biyolojik bir muadilidir. Kompozit malzemeler, farklı özelliklere sahip iki veya daha fazla bileşenin bir araya getirilmesiyle, bileşenlerin tek başlarına sahip olamayacağı üstün özellikler sergileyen yapılar oluşturmak üzere tasarlanır. Kemik, bu prensibin en ileri düzeyde bir örneğini sunar. Yapısı, temel olarak iki ana bileşenden meydana gelir: organik bir matris ve inorganik mineral fazı. Organik matrisin yaklaşık %90’ını Tip I kolajen proteini oluşturur. Kolajen, esnek ve lifli bir yapıya sahip olup, kemiğe gerilme mukavemeti (tensile strength), yani çekme kuvvetlerine karşı direnç kazandırır.5 Bu, bir halatın çekildiğinde kopmaya karşı gösterdiği dirence benzetilebilir. İnorganik faz ise büyük ölçüde hidroksiapatit adı verilen kalsiyum fosfat kristallerinden oluşur. Bu sert ve kırılgan mineraller, kolajen matrisinin içine yerleştirilmiştir ve kemiğe basma mukavemeti (compressive strength), yani ezilme ve sıkışma kuvvetlerine karşı direnç sağlar.5 Vücudun toplam kalsiyum rezervinin %99’u kemiklerde depolanır.6

Bu iki bileşenin bir araya getirilme şekli, kemiğin olağanüstü mekanik özelliklerinin temelini oluşturur. Eğer kemik sadece mineralden ibaret olsaydı, tebeşir gibi sert ama çok kırılgan olurdu. Sadece kolajenden oluşsaydı, bir lastik bant gibi esnek ama yük taşıyamayacak kadar yumuşak olurdu. Ancak bu iki malzemenin nano-yapısal düzeyde birleştirilmesiyle, hem güçlü hem de kırılmaya karşı dirençli (tok) bir malzeme ortaya çıkarılmıştır. Bu yapı, çatlak ilerlemesini durdurmak için tasarlanmış modern kompozit materyallere (örneğin, karbon fiber takviyeli polimerler) benzer bir strateji sergiler. Kolajen lifleri, bir çatlağın ilerlemesi için gereken enerjiyi sönümleyerek malzemenin aniden ve feci bir şekilde kırılmasını engeller.

Makroskopik düzeyde kemik, iki farklı mimari yapı sergiler: kortikal (kompakt) kemik ve trabeküler (süngerimsi) kemik. Kortikal kemik, uzun kemiklerin gövdesi gibi dış yüzeyleri oluşturan yoğun, sert ve katı tabakadır.7 Yük taşıma ve koruma görevleri için optimize edilmiştir. Trabeküler kemik ise kemiklerin iç kısımlarında ve uçlarında bulunur ve bal peteğine benzer gözenekli bir yapıya sahiptir.6 Bu yapı, kemiğe göreceli olarak hafif kalırken, farklı yönlerden gelen yüklere karşı dayanıklılık sağlar. Ayrıca, geniş yüzey alanı sayesinde metabolik olarak çok aktiftir ve kemik iliği için koruyucu bir yuva oluşturur.5 Bu iki yapının bir arada bulunması, kemiğin mukavemet-ağırlık oranını en üst düzeye çıkaran teknik çözümdür. Bu sayede iskelet, hem hareket için yeterince hafif hem de yerçekimi ve kas kuvvetlerinin oluşturduğu yüklere dayanacak kadar güçlü bir yapıya sahip olur.

2. Yaşayan Matris: Hücresel Dinamikler ve Sürekli Yeniden Modelleme

Kemik, statik ve cansız bir yapı olmaktan çok uzaktır; aksine, yaşam boyu devam eden ve “yeniden modelleme” (remodeling) olarak bilinen bir süreçle sürekli olarak yıkılıp yeniden inşa edilen oldukça dinamik bir dokudur.5 Bu süreç, kemiğin mekanik yüklere uyum sağlamasını, mikro-hasarları onarmasını ve vücudun kalsiyum ve fosfat dengesini düzenlemesini sağlar. Bu dinamik denge, dört ana hücre tipinin koordineli faaliyetleri ile sürdürülür.5

• Osteoklastlar: Kemik yıkımından sorumlu hücrelerdir. Bunlar, kemik iliğindeki hematopoietik kök hücrelerden köken alan büyük, çok çekirdekli hücrelerdir.5 Osteoklastlar, kemik yüzeyine tutunarak asitler ve enzimler salgılar. Bu salgılar, hem mineralize matrisi çözer hem de organik kolajen iskeletini parçalar. Bu sürece “rezorpsiyon” adı verilir.6
  
• Osteoblastlar: Kemik yapımından sorumlu hücrelerdir. Mezenkimal kök hücrelerden farklılaşan bu hücreler, “osteoid” adı verilen, henüz mineralleşmemiş organik kemik matrisini (esas olarak Tip I kolajen) sentezler ve salgılar.6 Daha sonra, bu osteoidin kalsiyum ve fosfat mineralleri ile sertleşmesi sürecini yönetirler.
  
• Osteositler: Kemik matrisinin içine hapsolmuş olan olgun kemik hücreleridir. Aslında, osteoid salgılarken kendilerini çevreleyen matrisin içinde kalan osteoblastlardır.6 Osteositler, kemik hücrelerinin en bol olanıdır (%90-95) ve uzun, ince sitoplazmik uzantılar aracılığıyla birbirleriyle ve kemik yüzeyindeki hücrelerle geniş bir iletişim ağı kurarlar. Bu hücrelerin en önemli görevlerinden biri mekanosensör, yani mekanik algılayıcı olarak işlev görmeleridir. Kemik üzerine binen yürüme, koşma gibi mekanik yükleri algılarlar ve bu bilgiyi, yeniden modelleme sürecini düzenlemek üzere biyokimyasal sinyallere dönüştürürler.8
  
• Kemik Astar Hücreleri (Bone Lining Cells): Kemik yüzeyinde aktif olmayan, yassılaşmış eski osteoblastlardır. Metabolik olarak sessiz dönemlerde kemik yüzeyini kaplarlar ve yeniden modelleme döngüsünün başlatılması için sinyallerin iletilmesinde rol oynadıkları düşünülmektedir.8

Yeniden modelleme süreci, “temel çok hücreli birim” (Basic Multicellular Unit - BMU) adı verilen geçici ve organize bir hücresel yapı içinde gerçekleşir.8 Süreç, osteositlerin algıladığı bir mikro-hasar veya değişen mekanik yük sinyali ile başlatılır. Bu sinyal, belirli bir bölgeye osteoklastların çağrılmasına yol açar. Osteoklastlar, eski veya hasarlı kemiği belirli bir hacimde ortadan kaldırır. Bu yıkım fazını, osteoblastların aynı bölgeye gelerek yeni kemik dokusu oluşturduğu bir yapım fazı takip eder.10 Bu döngü, kemik dokusunun bütünlüğünü koruyan ve yapısını sürekli olarak optimize eden bir “kalite kontrol” mekanizması olarak işlev görür. Bu süreç, bir binanın bakım ekibinin, yapının eskiyen veya hasar gören kısımlarını tespit edip, bunları sökerek yerlerine yenilerini ve daha güçlülerini inşa etmesine benzetilebilir. Bu, sadece basit bir onarım değil, aynı zamanda yapının maruz kaldığı yeni koşullara göre kendini sürekli olarak adapte ettiği, kapalı döngü bir geri bildirim sistemidir. Mekanik stres bir girdi, osteositler sensörler, sinyal molekülleri iletişim kanalı ve osteoblast/osteoklastlar ise yapıyı değiştiren uygulayıcılardır. Bu, mühendislikte bilinen akıllı ve uyarlanabilir sistemlerin temel mantığını yansıtan bir biyolojik mekanizmadır.

3. Eklemlenme Sistemi: Hareket ve Stabilite İçin Mühendislik

İskeletin rijit kemik segmentleri arasındaki hareket, “eklem” adı verilen özelleşmiş bağlantı bölgeleri aracılığıyla sağlanır.1 Eklemler, hem geniş bir hareket aralığına izin verme hem de bu hareket sırasında vücudun ağırlığını ve kasların ürettiği muazzam kuvvetleri taşıyarak stabiliteyi koruma gibi çeşitli iki temel mühendislik problemini aynı anda çözen yapılardır. İşlevlerine göre üç ana kategoriye ayrılırlar: hareketsiz eklemler (örn. kafatası dikişleri), yarı hareketli eklemler (örn. omurlar arası diskler) ve tam hareketli (sinoviyal) eklemler (örn. diz, omuz, dirsek).3

Tam hareketli eklemler, en karmaşık tasarımı sergileyen yapılardır ve birkaç temel bileşenden oluşurlar:

• Eklem Kıkırdağı (Artiküler Kıkırdak): Eklemi oluşturan kemiklerin uçlarını kaplayan pürüzsüz, beyaz ve oldukça dayanıklı bir dokudur.3 Temel görevi, hareket sırasında kemiklerin birbirine sürtünmesini en aza indirmek ve şokları emmektir. Eklem kıkırdağı, bilinen en düşük sürtünme katsayısına sahip malzemelerden biridir; sürtünme katsayısı, ıslak buzun ıslak buza sürtünmesinden bile daha düşüktür. Bu olağanüstü kayganlık, kemik yüzeylerinin aşınmadan yıllarca hareket etmesini sağlar. Aynı zamanda, su içeriği yüksek olan esnek yapısı sayesinde, yürüme veya zıplama gibi aktiviteler sırasında oluşan darbeleri bir yastık gibi emerek kemiklere iletilen stresi azaltır.1
  
• Eklem Kapsülü ve Sinoviyal Sıvı: Eklem, lifli bir bağ dokusundan oluşan bir kapsül ile tamamen çevrilidir.7 Bu kapsül, eklemin yapısal bütünlüğünü sağlar. Kapsülün iç yüzeyi, “sinoviyal membran” adı verilen özel bir zar ile kaplıdır. Bu zar, “sinoviyal sıvı” adı verilen berrak ve viskoz bir sıvı salgılar.7 Bu sıvı, üç temel işleve hizmet eder: eklem kıkırdağını besler (kıkırdakta kan damarları bulunmaz), eklem yüzeylerini yağlayarak sürtünmeyi daha da azaltır ve ek şok emilimi sağlar.
  
• Bağlar (Ligamentler): Eklemin stabilitesini sağlayan en önemli yapılardan biri ligamentlerdir. Bunlar, kemiği kemiğe bağlayan, son derece güçlü ve yoğun lifli bağ dokusu bantlarıdır.1 Ligamentler, eklemin normal hareket sınırlarının dışına çıkmasını engelleyerek çıkıkları ve diğer yaralanmaları önler. Yüksek gerilme mukavemetine sahip olmaları, kasların ürettiği büyük kuvvetler altında bile eklemin bütünlüğünü korumalarını sağlar.

Bu bileşenlerin her biri, belirli bir mekanik görevi yerine getirmek üzere özelleşmiş malzeme özelliklerine sahiptir. Kıkırdağın düşük sürtünmeli ve şok emici yüzeyi, sinoviyal sıvının yağlayıcı ve besleyici özelliği ve ligamentlerin yüksek mukavemetli stabilize edici bantları, bir araya gelerek on yıllar boyunca milyonlarca döngüye dayanabilen, kendini yağlayan ve son derece verimli bir mekanik sistem oluşturur.

B Bölümü: Güç Kaynağı – Kas Sistemi

Eğer iskelet sistemi hareketin yapısal çerçevesi ise, kas sistemi de bu çerçeveyi harekete geçiren motor ve güç kaynağıdır. Vücutta bulunan 600’den fazla iskelet kası, kimyasal enerjiyi (ATP formunda) mekanik kuvvete dönüştürerek, iskeletin kaldıraç sistemini çalıştırır ve her türlü istemli hareketi mümkün kılar.7 Kas dokusunun yapısı, moleküler düzeydeki bir motorun ürettiği minik kuvvetleri, makroskopik düzeyde güçlü ve kontrollü hareketlere dönüştürmek üzere hiyerarşik bir düzende tertip edilmiştir.

1. Hiyerarşik Organizasyon: Makro-yapıdan Moleküler Motora

İskelet kasının yapısı, bir kablonun iç içe geçmiş tellerden oluşmasına benzer şekilde, katmanlı ve hiyerarşik bir organizasyon sergiler. Bu yapı, kuvvetin verimli bir şekilde toplanmasını ve iletilmesini sağlar.11

• Kas: Bütün bir kas, “epimisyum” adı verilen bir bağ dokusu kılıfı ile sarılıdır.
  
• Fasikül (Kas Demeti): Kasın içinde, “perimisyum” ile çevrili çok sayıda kas demeti veya fasikül bulunur.
  
• Kas Lifi (Miyofiber): Her fasikül, “endomisyum” adı verilen daha ince bir bağ dokusu ile sarılmış yüzlerce veya binlerce bireysel kas hücresinden, yani kas lifinden oluşur.11 Kas lifleri, çok çekirdekli, uzun ve silindirik hücrelerdir.
  
• Miyofibril: Her kas lifinin içinde, lif boyunca paralel olarak uzanan yüzlerce miyofibril bulunur.13 Miyofibriller, kasın asıl kasılma elemanlarıdır.
  
• Sarkomer: Miyofibriller, uç uca eklenmiş, tekrar eden birimlerden oluşur. “Sarkomer” adı verilen bu birimler, kasılmanın en temel fonksiyonel ve yapısal birimidir.11 Kasa çizgili görünümünü veren de sarkomerlerin bu düzenli dizilimidir.

Bu hiyerarşik yapı, bir sanat harikasıdır. En temel düzeyde kuvvet, sarkomer içindeki moleküler etkileşimlerle üretilir. Bu minik kuvvet, bir miyofibril içindeki binlerce sarkomerin seri halde dizilmesiyle birleşerek anlamlı bir kısalma hareketi oluşturur. Daha sonra, bir kas lifi içindeki yüzlerce miyofibrilin paralel olarak düzenlenmesiyle bu kuvvetler toplanır ve katlanır. Son olarak, kas içindeki binlerce kas lifinin paralel olarak çalışmasıyla, bütün kasın ürettiği makroskopik ve güçlü kuvvet ortaya çıkar. Bu, mühendislikte “paralel işleme” olarak bilinen bir prensibin biyolojik uygulamasıdır. Milyonlarca minyatür motorun (sarkomerler) senkronize bir şekilde çalışmasıyla, tek ve güçlü bir çıktı (kas kasılması) elde edilir. Bu modüler ve hiyerarşik tasarım, sisteme aynı zamanda dayanıklılık da kazandırır; bazı lifler yorulduğunda veya hasar gördüğünde bile kasın genel fonksiyonu devam edebilir.

2. Kasılmanın Moleküler Motoru: Uyarılma-Kasılma Kuplajı

Kas kasılması, bir sinir sinyalinin hassas bir şekilde mekanik bir eyleme dönüştürüldüğü, “uyarılma-kasılma kuplajı” (excitation-contraction coupling) adı verilen karmaşık bir olaylar zinciri ile başlatılır. Bu süreç, sinir sistemi ile kas sistemi arasındaki arayüz olan “nöromüsküler kavşak”ta (neuromuscular junction - NMJ) başlar.16

1. Sinyalin Gelişi ve Nörotransmitter Salınımı: Süreç, bir motor nörondan gelen elektriksel bir sinyal olan “aksiyon potansiyeli”nin, nöronun kas lifi ile temas ettiği akson terminaline ulaşmasıyla başlar.16 Bu elektriksel sinyal, sinir terminalindeki voltaj kapılı kalsiyum ( Ca2+) kanallarının açılmasına neden olur. Hücre dışından içeriye doğru bir Ca2+ akışı gerçekleşir.16 İçeri giren kalsiyum, “asetilkolin” (ACh) adı verilen nörotransmitter maddeyi içeren sinaptik veziküllerin hücre zarı ile birleşmesini tetikler. Bunun sonucunda, binlerce ACh molekülü, sinir ile kas arasındaki “sinaptik aralık” adı verilen boşluğa salınır.18
   
2. Kas Aksiyon Potansiyelinin Oluşumu: Salınan ACh molekülleri sinaptik aralığı geçerek, kas lifi zarının (sarkolemma) “motor son plak” adı verilen özelleşmiş bölgesindeki ACh reseptörlerine bağlanır.14 Bu bağlanma, reseptörlere bağlı iyon kanallarının açılmasına ve hücre içine büyük miktarda sodyum ( Na+) iyonunun girmesine yol açar. Bu pozitif iyon akışı, kas lifi zarının içini anlık olarak pozitif hale getirir ve “kas aksiyon potansiyeli” olarak bilinen yeni bir elektriksel sinyal üretilir.18
   
3. Sinyalin Yayılması ve Kalsiyum Salınımı: Bu yeni aksiyon potansiyeli, sadece kasın yüzeyi boyunca değil, aynı zamanda “transvers tübüller” (T-tübülleri) adı verilen ve hücrenin derinliklerine uzanan zar invajinasyonları aracılığıyla kas lifinin içine doğru da yayılır.17 Aksiyon potansiyeli T-tübüllerinden geçerken, “sarkoplazmik retikulum” (SR) adı verilen ve kas hücresinin kalsiyum deposu olarak işlev gören özel bir endoplazmik retikulum yapısını uyarır. Bu uyarım, SR’deki kanalların açılmasına ve depolanmış olan devasa miktardaki Ca2+ iyonunun hızla sarkoplazmaya (kas hücresi sitoplazması) salınmasına neden olur.16

Bu süreç, bir sinyalin çok aşamalı bir dönüştürücü ve yükselteç mekanizmasından geçirilmesine benzetilebilir. Başlangıçtaki tek bir nörondan gelen zayıf bir elektriksel sinyal, önce kimyasal bir sinyale (ACh salınımı) dönüştürülür. Bu kimyasal sinyal, daha sonra çok daha geniş bir yüzeye yayılan yeni ve güçlü bir elektriksel sinyale (kas aksiyon potansiyeli) çevrilir. Son olarak, bu elektriksel sinyal, kasılma mekanizmasını tetikleyecek olan muazzam bir kimyasal sinyalin (milyonlarca Ca2+ iyonunun salınımı) ortaya çıkmasına yol açar. Bu çok adımlı amplifikasyon kaskadı, tek bir sinir uyarısının, büyük bir kas lifindeki tüm kasılma birimlerini neredeyse eş zamanlı olarak harekete geçirebilmesini temin eden hassas bir tasarımdır.

3. Kayan Filamentler Mekanizması ve ATP’nin Rolü

Sarkoplazmaya salınan kalsiyum iyonları, kasılmanın moleküler düzeydeki anahtarını çevirir. Kasılma mekanizması, “kayan filamentler teorisi” ile açıklanır. Bu teoriye göre, kas kasılması sırasında kalın (miyozin) ve ince (aktin) filamentler kısalmaz, bunun yerine birbirleri üzerinde kayarak sarkomerin boyunu kısaltırlar.23

Bu kayma işlemini sağlayan döngüsel olaylar zinciri, “çapraz köprü döngüsü” olarak bilinir ve şu adımları içerir:

1. Aktivasyon: Gevşemiş bir kasta, “tropomiyozin” adı verilen bir protein, aktin filamentleri üzerindeki miyozin bağlanma bölgelerini fiziksel olarak bloke eder.14 Sarkoplazmaya salınan Ca2+ iyonları, aktin filamentine bağlı başka bir düzenleyici protein olan “troponin”e bağlanır.15 Bu bağlanma, troponin-tropomiyozin kompleksinin şeklinde bir değişikliğe neden olur ve tropomiyozinin kayarak miyozin bağlanma bölgelerini açığa çıkarmasını sağlar.18
   
2. Çapraz Köprü Oluşumu: Bağlanma bölgeleri açığa çıktığında, daha önceden ATP hidrolizi ile enerjilendirilmiş ve “kurulmuş” pozisyonda bekleyen miyozin başları, aktine sıkıca bağlanarak bir “çapraz köprü” oluşturur.15
   
3. Güç Vuruşu (Power Stroke): Miyozin başı aktine bağlandıktan sonra, depoladığı enerjiyi serbest bırakarak bir “güç vuruşu” gerçekleştirir. Bu vuruş sırasında miyozin başı bükülür ve bağlandığı aktin filamentini sarkomerin merkezine doğru çeker. Bu hareket, sarkomerin kısalmasını sağlayan temel mekanik kuvvettir.15 Bu adım sırasında, miyozin başına bağlı olan ADP ve inorganik fosfat (Pi) serbest bırakılır.
   
4. Çapraz Köprünün Ayrılması: Güç vuruşu tamamlandıktan sonra, miyozin başı aktine bağlı kalır. Bu bağın kopması ve döngünün yeniden başlayabilmesi için yeni bir ATP molekülünün miyozin başına bağlanması zorunludur.18 ATP’nin bağlanması, miyozin-aktin etkileşimini zayıflatır ve miyozin başının aktinden ayrılmasına neden olur.
   
5. Miyozin Başının Yeniden Kurulması: Miyozin başı aktinden ayrıldıktan sonra, bağladığı ATP’yi ADP ve Pi’ye hidroliz eder (parçalar). Bu hidrolizden açığa çıkan enerji, miyozin başının tekrar “kurulmuş” veya yüksek enerjili konformasyonuna dönmesi için kullanılır. Miyozin başı, döngüyü tekrarlamak üzere hazır hale gelir.24

Bu döngü, sarkoplazmada yeterli Ca2+ ve ATP bulunduğu sürece saniyede yüzlerce kez tekrarlanır. Milyarlarca miyozin başının bu asenkron döngüsü, sürekli ve pürüzsüz bir kasılma kuvveti üretir. Kasın gevşemesi ise, sinir uyarısı sona erdiğinde Ca2+ iyonlarının ATP-bağımlı pompalar aracılığıyla aktif olarak tekrar sarkoplazmik retikuluma geri pompalanmasıyla gerçekleşir.17 Kalsiyum seviyesi düştüğünde, tropomiyozin tekrar miyozin bağlanma bölgelerini kapatır ve kasılma sona erer. ATP’nin hem kasılma (güç vuruşu) hem de gevşeme (miyozinin aktinden ayrılması) için gerekli olması, sistemin ne kadar hassas bir şekilde düzenlendiğini gösterir. Ölümden sonra ATP üretiminin durmasıyla ortaya çıkan “rigor mortis” (ölüm katılığı) durumu, ATP yokluğunda miyozin başlarının aktinden ayrılamaması ve kasların kasılı kalmasının bir sonucudur.21

C Bölümü: Bütünleşik Sistemin İşleyişi

İskelet ve kas sistemleri, izole birimler olarak değil, hareketin üretilmesi ve kontrol edilmesi için birbirleriyle kusursuz bir entegrasyon içinde çalışan bir bütün olarak işlev görür. Bu entegrasyon, mekanik prensiplerden biyokimyasal iletişim ağlarına kadar çok katmanlı bir yapı sergiler. Sistem, sadece kuvvet üretip iskeleti hareket ettirmekle kalmaz, aynı zamanda maruz kaldığı yüklere adapte olur ve tüm vücudun metabolik dengesine katkıda bulunur.

1. Biyomekanik Mühendisliği Prensipleri: Kaldıraçlar, Kuvvetler ve Torklar

İnsan vücudunun hareketi, temel fizik ve mekanik yasaları üzerine kurulmuş bir kaldıraç sisteminin işleyişiyle açıklanabilir.27 Bu biyomekanik sistemde her bir bileşenin belirli bir mühendislik rolü vardır 12:

• Kaldıraçlar: Kemikler, rijit kaldıraç kolları olarak görev yapar.
  
• Destek Noktaları (Fulcrum): Eklemler, bu kaldıraçların etrafında döndüğü destek noktaları veya pivotlar olarak işlev görür.
  
• Kuvvet (Efor): Kaslar, kasılarak ürettikleri çekme kuvvetini uygular. Bu kuvvet, kasların kemiklere bağlandığı “tendon” adı verilen güçlü ve esnek bağ dokusu kordonları aracılığıyla kemiklere iletilir.1
  
• Yük: Yük, vücut segmentinin kendi ağırlığı veya elle tutulan bir cisim gibi dış bir direnç olabilir.

Bir kasın kasılmasıyla üretilen kuvvet, eklem etrafında bir “tork” veya “moment” adı verilen bir döndürme etkisi oluşturur.12 Torkun büyüklüğü, iki temel faktöre bağlıdır: kas tarafından uygulanan kuvvetin büyüklüğü ve bu kuvvetin “moment kolu” (lever arm). Moment kolu, eklemin dönme ekseni ile kas kuvvetinin uygulama çizgisi arasındaki dik mesafedir.12 Aynı miktarda kas kuvveti, daha uzun bir moment kolu ile daha büyük bir tork üretebilir.

Vücuttaki kas-iskelet düzenlemeleri, farklı amaçlar için optimize edilmiş çeşitli kaldıraç sınıflarını sergiler. Örneğin, bazı düzenlemeler, düşük bir kas kuvvetiyle büyük bir yükü hareket ettirmek (kuvvet kazancı) için tasarlanmışken, çoğu uzuv hareketi hız ve hareket açıklığı kazancı için tasarlanmıştır. Pazı (biceps) kasının dirseği bükmesi tipik bir örnektir. Biceps kası, dirsek eklemine çok yakın bir noktadan ön kol kemiğine bağlanır. Bu, moment kolunun kısa olduğu ve kasın, eldeki bir ağırlığı kaldırmak için o ağırlıktan çok daha büyük bir kuvvet üretmesi gerektiği anlamına gelir. Ancak bu mekanik dezavantajın karşılığında, kasın çok küçük bir miktar kısalmasıyla elin çok daha büyük bir mesafe kat etmesi ve çok daha yüksek bir hıza ulaşması sağlanır. Bu, hız ve hareket aralığını maksimize eden bir mühendislik değiş-tokuşudur (trade-off). Vücuttaki kasların ve kemiklerin geometrisi, yerleşimleri ve bağlantı noktaları, belirli hareketlerin verimliliğini, gücünü ve hızını optimize etmek üzere hassas bir şekilde ayarlanmıştır.

2. Sistem Çapında İletişim: Biyokimyasal “Crosstalk” Olgusu

Son yıllardaki araştırmalar, kas-iskelet sisteminin sadece mekanik bir yapı olmadığını, aynı zamanda vücudun en büyük endokrin (hormon salgılayan) organlarından biri olarak işlev gördüğünü ortaya koymuştur. Kas ve kemik dokuları, “miyokinler” (kas kaynaklı) ve “osteokinler” (kemik kaynaklı) olarak adlandırılan sinyal moleküllerini sentezleyip kan dolaşımına salgılayarak birbirleriyle ve diğer organlarla (yağ dokusu, karaciğer, pankreas, beyin vb.) sürekli bir biyokimyasal iletişim veya “crosstalk” halindedir.28 Bu keşif, hareketin sadece mekanik bir olay değil, aynı zamanda tüm vücut sağlığını ve metabolizmasını düzenleyen karmaşık bir biyokimyasal süreç olduğunu göstermiştir.

Bu iletişim ağının bazı kilit molekülleri ve işlevleri aşağıdaki tabloda özetlenmiştir:

Molekül	Tip	Kaynak Doku	Hedef Doku(lar)	Crosstalk’taki Temel İşlevi
Irisin	Miyokin	İskelet Kası	Kemik, Yağ Dokusu	Osteoblast aktivitesini uyarır; beyaz yağın kahverengileşmesini teşvik ederek enerji harcamasını artırır.28
Myostatin	Miyokin	İskelet Kası	Kas, Kemik	Kas büyümesini negatif yönde düzenler; kemik yoğunluğunu etkiler.29
FGF21	Miyokin	İskelet Kası	Kemik	Kemik iliğinde yağlanmayı (adipogenez) teşvik ederek kemik mineral yoğunluğunu olumsuz etkileyebilir.28
Osteokalsin	Osteokin	Kemik (Osteoblastlar)	Kas, Pankreas, Beyin	Kas fonksiyonunu, insülin salgısını ve bilişsel fonksiyonları etkiler.28
Sklerostin	Osteokin	Kemik (Osteositler)	Kemik, Kas	Kemik oluşumunu inhibe eder; kas kütlesinin düzenlenmesinde rol oynayabilir.28
RANKL/OPG	Osteokin	Kemik	Kemik, Kas	Kemik yıkımının ana düzenleyicileridir; kas fonksiyonunu etkileyebilirler.28

Bu biyokimyasal diyalog, sistemin bütüncül sağlığı için hayati öneme sahiptir. Örneğin, egzersiz sırasında kaslardan salgılanan irisin, kemik yapımını teşvik ederek iskeleti güçlendirir. Tersine, kemiklerden salgılanan osteokalsin, kasların enerji kullanımını ve performansını artırabilir. Bu karşılıklı etkileşim, yaşlanma süreciyle birlikte bozulabilir. “Osteosarkopeni” olarak adlandırılan, kemik kütlesi (osteoporoz) ve kas kütlesi/fonksiyonunun (sarkopeni) aynı anda azalması durumu, bu iletişim ağındaki aksaklıkların bir sonucu olarak ortaya çıkmaktadır.31 Bu bulgular, kas-iskelet sisteminin, daha önce anlaşılandan çok daha derin bir entegrasyon seviyesine sahip, karmaşık bir meka-biyokimyasal bilgi sistemi olduğunu göstermektedir.

3. Mekanotransdüksiyon Yoluyla Adaptasyon: Dokuların Kuvvete Cevabı

Kas-iskelet sisteminin en dikkat çekici özelliklerinden biri, maruz kaldığı mekanik yüklere uyum sağlama yeteneğidir. Düzenli olarak ağırlık kaldıran bir bireyin kaslarının büyümesi (hipertrofi) ve kemiklerinin yoğunlaşması bu adaptasyonun en bilinen örnekleridir. Bu adaptif yanıtın temelinde, “mekanotransdüksiyon” adı verilen hücresel bir süreç yatar.36 Mekanotransdüksiyon, hücrelerin mekanik uyarıları (gerilme, sıkışma, akışkan basıncı gibi) algılayıp bunları biyokimyasal sinyallere dönüştürme ve bu sinyaller aracılığıyla hücresel davranışlarını değiştirme mekanizmasıdır.38 Bu, dokuların kendi mekanik çevrelerini “hissetmelerini” ve buna göre kendilerini yeniden yapılandırmalarını sağlayan temel bir “akıllı” mekanizmadır.

• Kasta Mekanotransdüksiyon: Bir kas lifi, kasılma veya pasif gerilme sırasında mekanik strese maruz kaldığında, hücre iskeleti ve zarındaki özelleşmiş proteinler bu gerilimi algılar. Bu mekanik sinyal, hücre içinde bir dizi sinyal yolunu aktive eder. Bu yolların en önemlilerinden biri, protein sentezinin ana düzenleyicisi olan mTOR (mechanistic Target of Rapamycin) yoludur.33 mTOR yolunun aktivasyonu, kas hücrelerinde yeni proteinlerin (özellikle aktin ve miyozin) üretimini artırır. Bu, kas liflerinin kalınlaşmasına ve dolayısıyla kasın büyümesine (hipertrofi) yol açar. Bu süreç, kas dokusunun artan taleplere daha fazla kuvvet üreterek cevap vermesini sağlayan bir adaptasyon mekanizmasıdır.
  
• Kemikte Mekanotransdüksiyon: Kemik dokusunda mekanotransdüksiyonun birincil sensörleri osteositlerdir.8 Kemik, yük altında hafifçe büküldüğünde, osteositlerin içinde bulunduğu küçük boşluklardaki (laküna) ve bunları birbirine bağlayan kanalcıklardaki (kanalikül) sıvı hareket eder. Osteositler, bu akışkan kayma stresini algılar ve bunu biyokimyasal sinyallere çevirir. Bu sinyaller, kemik yüzeyindeki osteoblastların aktivitesini artırıp osteoklastların aktivitesini baskılayarak yanıt verir. Sonuç olarak, yükün en fazla olduğu bölgelerde net kemik yapımı artar ve kemik, maruz kaldığı strese daha iyi dayanacak şekilde güçlenir. Yükün azalması (örneğin, uzun süreli yatak istirahati veya uzayda yerçekimsiz ortam) ise tersi bir etkiye yol açar; kemik yıkımı artar ve kemik kütlesi azalır.

Mekanotransdüksiyon, dokuların sadece pasif yapılar olmadığını, aksine kendi bütünlüklerini korumak ve işlevlerini optimize etmek için çevreleriyle sürekli etkileşim halinde olan aktif ve “bilgili” sistemler olduğunu gösterir. Bu süreç, embriyonik gelişimden 40 yetişkinlikteki adaptasyona kadar yaşamın her aşamasında kritik bir rol oynar. Bu mekanizma, kas-iskelet sistemini bir bütün olarak bir bilgi işleme ağı olarak görmemizi sağlar: Mekanik stres bir “veri” veya “girdi” olarak işlev görür. Mekanotransdüksiyon, bu verinin hücresel düzeyde “işlenmesi” ve biyokimyasal bir dile çevrilmesidir. Doku adaptasyonu (hipertrofi, yeniden modelleme) ve sistemik sinyalleşme (miyokin salınımı) ise bu işlemin “çıktıları”dır. Bu, basit bir makineden ziyade, dinamik, öğrenen ve iletişim kuran bir ağın varlığına işaret eder.

Kavramsal Analiz

Bilimsel verilerin ortaya koyduğu kas-iskelet sistemi tablosu, her bir parçasının belirli bir işlevi yerine getirmek üzere hassas bir şekilde tertip edildiği ve bu parçaların birbiriyle hem mekanik hem de biyokimyasal düzeyde kusursuz bir uyum içinde çalıştığı, çok katmanlı ve bütünleşik bir yapıyı gözler önüne sermektedir. Bu veriler, belirli bir kavramsal çerçeve içinde analiz edildiğinde, sistemin ardındaki nizam, gaye ve sanat hakkında derin tefekkürlere kapı aralamaktadır.

a. Nizam, Gaye ve Sanat Analizi

Kas-iskelet sisteminin incelenmesi, her ölçekte dikkat çekici bir nizam, yani düzenlilik ve hassas ayar ortaya koymaktadır. Moleküler düzeyde, aktin ve miyozin proteinlerinin sarkomer içindeki geometrik dizilimi, kayan filamentler mekanizmasının işlemesi için mutlak bir zorunluluktur. Bu proteinlerin rastgele bir yığın halinde değil, belirli bir polarite ve aralıkla, tekrar eden bir desen içinde organize edilmesi, kasılma kuvvetinin üretilebilmesinin ön şartıdır.11 Benzer şekilde, uyarılma-kasılma kuplajı sürecindeki olaylar zinciri – aksiyon potansiyelinin yayılması, nörotransmitter salınımı, reseptör bağlanması, iyon kanallarının açılması ve kalsiyumun serbest kalması – belirli bir sırayı takip eden, her adımı bir sonrakini tetikleyen ve sinyalin bozulmadan ve hatta güçlenerek iletilmesini sağlayan hassas bir kaskattır.16 Bu süreçteki tek bir halkanın dahi eksikliği, sistemin tamamen işlevsiz kalmasıyla sonuçlanır. Böylesine ardışık ve birbirine bağımlı adımlardan oluşan bir sürecin belirli bir gaye, yani kasılmanın gerçekleştirilmesi hedefine yönelik olarak tertip edilmesi dikkat çekicidir.

Yapısal düzeyde, kemiğin kompozit malzeme olarak tasarımı, bir sanat eseri niteliğindedir. Esnek kolajen ile sert mineralin birleştirilmesiyle, her iki bileşenin de tek başına sahip olamadığı, hem mukavemetli hem de tokluğa sahip bir malzemenin ortaya çıkması, mühendislik prensiplerinin biyolojik bir yansımasıdır.5 Kemiğin kendini onaran ve yüke göre adapte olan canlı bir yapı olması 8, bu sanatlı yapının aynı zamanda dinamik ve “akıllı” bir nitelik taşıdığını gösterir. Bir yapının sadece inşa edilmesi değil, aynı zamanda ömür boyu bakımını ve optimizasyonunu yapacak mekanizmalarla donatılmış olması, sistemdeki nizamın derinliğini ortaya koymaktadır.

Sistemin bütününe bakıldığında, farklı dokuların (kemik, kas, kıkırdak, tendon, ligament) malzeme özelliklerinin, üstlendikleri mekanik görevlerle tam bir uyum içinde olduğu görülür. Kasların ürettiği kuvvetleri kemiklere iletmek için yüksek gerilme mukavemetine sahip tendonların kullanılması; eklemlerde sürtünmesiz hareketi sağlamak için ultra düşük sürtünmeli kıkırdak yüzeylerin varlığı; ve eklem stabilitesini sağlamak için esnek ama sağlam ligamentlerin bulunması, her bir parçanın bütünün işleyişine hizmet edecek şekilde özelleştirildiğini gösterir. Son olarak, bu mekanik sistemin, miyokinler ve osteokinler aracılığıyla bir biyokimyasal iletişim ağına dönüştürülmüş olması 28, sistemin sadece hareket üretmekle kalmayıp, aynı zamanda tüm vücudun sağlığını gözeten bütüncül bir gaye taşıdığına işaret eder. Böylesine çok katmanlı, birbiriyle entegre ve her seviyesinde belirli bir amaca yönelik işleyen bir sistemde gözlemlenen nizam ve sanat, düşünen bir zihin için derin anlamlar barındırmaktadır.

b. İndirgemeci ve Materyalist Safsataların Eleştirisi

Bilimsel literatürde ve popüler anlatımlarda, karmaşık biyolojik süreçleri açıklamak için kullanılan dil, çoğu zaman olguları sadece isimlendirerek açıkladığı yanılgısına düşen veya faili mefule (etkeni edilgene) atayan indirgemeci bir yaklaşım sergiler. Örneğin, “doğa kanunları kemiği bu şekilde şekillendirdi” veya “moleküller kasılmak için birleşmeyi seçti” gibi ifadeler, bir açıklama sunmaktan ziyade, gözlemlenen bir sürecin tanımını, o sürecin faili gibi sunan birer dilsel kısayoldur.

Bu raporda sunulan bilimsel veriler, bu tür bir dilin neden yanıltıcı olduğunu ortaya koymaktadır. “Doğa kanunu” olarak adlandırılan olgular, bir işi yapan failler değil, o işin nasıl yapıldığını betimleyen kurallar bütünüdür. Yerçekimi kanunu, bir nesnenin neden düştüğünü değil, nasıl düştüğünü (hangi ivmeyle, hangi yörüngede) tarif eder. Benzer şekilde, biyokimya kanunları, ATP hidrolizinin enerji açığa çıkardığını ve kalsiyumun troponine bağlandığında ne tür bir şekil değişikliğine yol açtığını tarif eder. Ancak bu kanunlar, bu moleküllerin neden ve nasıl belirli bir amaç (yani kasılma) için sarkomer gibi son derece organize bir yapı içinde bir araya getirildiğini açıklamaz. Kanunlar, işleyişin tanımıdır; işleyişi kuran ve devam ettiren iradenin kendisi değildir.

Aynı şekilde, “moleküllerin seçimi” veya “hücrenin kararı” gibi ifadeler, cansız ve şuursuz atomlara veya molekül topluluklarına irade ve şuur atfetme yanılgısıdır. Bir kas hücresinin kasılması, bir “karar” veya “seçim” süreci değildir. Aksine, bir sinir sinyalinin tetiklediği, her adımı bir önceki tarafından zorunlu olarak belirlenen, deterministik bir olaylar zincirinin kaçınılmaz bir sonucudur.16 Kalsiyum iyonları, troponine bağlanmayı “seçmez”; elektrokimyasal eğilimler ve moleküler yapılar arasındaki uyum, bu bağlanmayı zorunlu kılar. Bu dil, karmaşık süreçleri basitleştirmek için bir kolaylık sağlasa da, nedensellik zincirini eksik ve hatalı bir şekilde atfeder. Gerçekte olan, cansız ve iradesiz bileşenlerin, kendilerinde olmayan bir plan ve kanunlar dizisi uyarınca, belirli bir sonucu doğuracak şekilde hareket etmeleridir. Fail, süreçlerin veya kanunların kendisi değil, o süreçleri işleten ve o kanunları koyan nihai kudret ve irade sahibidir.

c. Hammadde ve Sanat Ayrımı Analizi

Kas-iskelet sisteminin analizi, “hammadde” ile bu hammaddeden inşa edilen “sanat eseri” arasındaki derin farkı net bir şekilde ortaya koyar. Bu sistemin hammaddesi, evrendeki diğer tüm maddeler gibi, temelde proton, nötron ve elektronlardan oluşan atomlardır: karbon, hidrojen, oksijen, azot, kalsiyum, fosfor gibi.6 Bu temel parçacıklar ve atomlar, tek başlarına incelendiğinde, kendilerinde hayat, kendini onarma veya adaptasyon gibi özellikler barındırmazlar. Onlar, cansız temel yapı taşlarıdır.

Ancak bu basit ve temel hammaddeden, olağanüstü özelliklere sahip bir “sanat eseri” inşa edilmiştir. Bu eser, bileşenlerinin basit bir toplamından çok daha fazlasıdır ve hammaddede bulunmayan yepyeni özellikler sergiler:

• Kasılma Sanatı: Tek tek amino asitlerde veya hatta aktin ve miyozin proteinlerinde bulunmayan “kasılma” özelliği, bu proteinlerin sarkomer adı verilen hassas bir moleküler makine içinde tertip edilmesiyle ortaya çıkar.11 Cansız moleküller, kendilerinde olmayan bir planı takip ederek, kimyasal enerjiyi mekanik işe çeviren bir motoru nasıl oluşturmuştur?
  
• Duyumsama ve Adaptasyon Sanatı: Kalsiyum ve fosfat atomlarında bulunmayan “mekanik yükü algılama” ve “yapıyı buna göre yeniden şekillendirme” özelliği, bu atomların osteositler ve diğer kemik hücreleri şeklinde organize edilmesiyle varlık sahasına çıkmıştır.8 Cansız ve hissiz atomlar, kendilerini onaran ve güçlendiren “akıllı” bir malzemeyi nasıl inşa etmiştir?
  
• Entegrasyon ve İletişim Sanatı: Ayrı ayrı kas ve kemik dokularında bulunmayan “sistemik iletişim” ve “bütüncül sağlık regülasyonu” özelliği, bu dokuların miyokinler ve osteokinler salgılayan endokrin organlar olarak görevlendirilmesiyle meydana gelmiştir.28 Birbirinden habersiz dokular, tüm vücudun faydasına olacak şekilde birbiriyle konuşan bir ağı nasıl kurmuştur?

Bu analiz, şu temel soruları gündeme getirir: Hammaddede bulunmayan bu yeni ve üstün özellikler, sanat eserine nereden gelmiştir? Cansız atomlar, kendilerinde olmayan bir bilgi ve planı takip ederek, nasıl olur da kendilerinden çok daha karmaşık, işlevsel, amaçlı ve sanatlı bir bütünü meydana getirmiştir? Bu durum, bir tuğla, kum ve çimento yığınının, kendi kendine birleşerek, içinde ısıtma, aydınlatma ve iletişim sistemleri bulunan akıllı bir binaya dönüşmesine benzetilebilir. Hammadde (atomlar) mevcuttur, ancak sanat eseri (kas-iskelet sistemi), o hammaddeye dışarıdan bir ilim, irade ve kudret ile şekil verilmesini, bir plan dahilinde tertip edilmesini ve belirli bir gaye için görevlendirilmesini zorunlu kılar.

Sonuç

Bu rapor, iskelet ve kas sistemlerinin, hareketin ardındaki mühendislik olarak detaylı bir analizini sunmuştur. İnceleme, kemik dokusunun, hem sağlamlık hem de esneklik sunan sofistike bir kompozit malzeme olarak yapılandırıldığını ve sürekli kendini yenileyen dinamik bir matris olduğunu ortaya koymuştur. Kas sisteminin, moleküler motorların kuvvetini makroskopik harekete dönüştüren hiyerarşik bir mimariye sahip olduğu ve kasılma sürecinin, bir sinir sinyalini hassas bir dizi biyokimyasal olaya çeviren çok aşamalı bir sinyal amplifikasyon mekanizması ile yönetildiği gösterilmiştir.

Bu iki sistemin entegrasyonu, vücudun, kemikleri kaldıraç, eklemleri destek noktası ve kasları kuvvet kaynağı olarak kullanan karmaşık bir biyomekanik sistem olarak işlediğini göstermiştir. Güncel bulgular, bu mekanik etkileşimin ötesinde, kas ve kemik dokularının miyokinler ve osteokinler aracılığıyla birbirleriyle ve tüm vücutla sürekli bir biyokimyasal iletişim içinde olduğunu, böylece sistemin bütüncül bir endokrin regülatör olarak da görev yaptığını açığa çıkarmıştır. Ayrıca, mekanotransdüksiyon süreci, bu dokuların mekanik çevrelerini algılayıp kendilerini bu uyarılara göre adapte etmelerini sağlayan, hücre düzeyinde yerleşik bir “akıllılık” mekanizmasının varlığına işaret etmiştir.

Sunulan bilimsel veriler, her seviyede – molekülden sisteme – gözlemlenen hassas nizamı, yapı ile işlev arasındaki kusursuz uyumu ve belirli bir gayeye yönelik olarak tertip edilmiş karmaşık mekanizmaları gözler önüne sermektedir. Cansız ve temel yapı taşlarından, kendini onaran, adapte olan, iletişim kuran ve amaçlı hareket üreten böylesine sanatlı bir sistemin inşa edilmiş olması, derin bir tefekküre davet etmektedir. Bu deliller ışığında, bu olağanüstü sanat eserinin kökenine dair nihai hükmü vermek, her bir bireyin kendi aklına ve vicdanına bırakılmıştır. Şüphesiz, hakikate giden yol, eser üzerinde sergilenen delillerle aydınlatılmıştır; bu yolda ilerleyip bir sonuca varmak, okuyucunun kendi tercihidir.

Kaynakça

Akçalı, İ. D. (2009). Kas iskelet sistemi biyomekaniği. Akademisyen Kitabevi. 41

Aydın, S. (2010). Kemik doku mühendisliği. Arşiv Kaynak Tarama Dergisi, 19(3), 163-176. 42

Boström, P., Wu, J., Jedrychowski, M. P., Korde, A., Ye, L., Lo, J. C.,… & Spiegelman, B. M. (2012). A PGC1-α-dependent myokine that drives brown-fat-like development of white fat and thermogenesis. Nature, 481(7382), 463-468. 28

Buckwalter, J. A., & Mankin, H. J. (1998). Articular cartilage: tissue design and chondrocyte-matrix interactions. Instructional course lectures, 47, 477-486. 5

Burkholder, T. J. (2007). Mechanotransduction in skeletal muscle. Frontiers in bioscience: a journal and virtual library, 12, 174-191. 37

Chen, J., & Galloway, J. L. (2014). The development of the tendon-to-bone insertion. Development, 141(2), 247-255. 43

Colaianni, G., Cuscito, C., Mongelli, T., Pignataro, P., Buccoliero, C., Liu, P.,… & Grano, M. (2015). The myokine irisin increases cortical bone mass. Proceedings of the National Academy of Sciences, 112(39), 12157-12162. 28

Das, D. K., Dutta, A., & Mahapatra, S. (2020). An insight into the crosstalk of myokines in skeletal muscle homeostasis and metabolic disorders. Journal of cellular physiology, 235(10), 6548-6565. 28

Delp, S. L., Loan, J. P., Hoy, M. G., Zajac, F. E., Topp, E. L., & Rosen, J. M. (1990). An interactive graphics-based model of the lower extremity to study orthopaedic surgical procedures. IEEE transactions on biomedical engineering, 37(8), 757-767. 12

Florencio-Silva, R., Sasso, G. R. D. S., Sasso-Cerri, E., Simões, M. J., & Cerri, P. S. (2015). Biology of bone tissue: structure, function, and factors that influence bone cells. BioMed research international, 2015. 9

Gaut, L., & Duprez, D. (2016). Tendon development and maintenance. Development, 143(3), 369-373. 43

Huxley, A. F., & Niedergerke, R. (1954). Structural changes in muscle during contraction. Nature, 173(4412), 971-973. 24

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. 24

Kim, G., Kim, J. H., & Kwon, K. S. (2019). Sarcopenia: molecular mechanism and therapeutic strategy. Journal of Bone Metabolism, 26(1), 1-10. 44

Kjaer, M. (2004). Role of extracellular matrix in adaptation of tendon and skeletal muscle to mechanical loading. Physiological reviews, 84(2), 649-698. 39

Lai, Y. T., Yang, S. N., Lin, C. T., & Kuo, C. H. (2017). The role of myokines in the exercise-induced brisket disease in broilers. Journal of animal physiology and animal nutrition, 101(5), 941-951. 19

Li, G., Zhang, L., Wang, D., & Wang, F. (2019). The role of myokines in the development of osteoporosis. Frontiers in physiology, 10, 98. 28

Nordin, M., & Frankel, V. H. (2021). Basic biomechanics of the musculoskeletal system. Lippincott Williams & Wilkins. 45

Nowlan, N. C., Chandaria, V., & Sharpe, J. (2014). Mechanobiology of musculoskeletal development and disease. Current topics in developmental biology, 109, 235-260. 43

Özdemir, F. (2007). İskelet kaslarının mekanik özellikleri üzerine. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 23(1-2), 1-11. 11

Reginster, J. Y., Beaudart, C., Buckinx, F., & Bruyère, O. (2016). Osteoporosis and sarcopenia: two diseases or one? Current opinion in clinical nutrition and metabolic care, 19(1), 31-36. 28

Sanes, J. R. (2003). The basal lamina of the neuromuscular junction. Annual review of neuroscience, 26(1), 467-495. 19

Severinsen, M. C. K., & Pedersen, B. K. (2020). Muscle-organ crosstalk: the emerging roles of myokines. Endocrine reviews, 41(4), 594-609. 28

Slater, C. R. (2017). The structure of the human neuromuscular junction: some unanswered questions. Neuroscientist, 23(5), 461-474. 19

Squire, J. M. (2017). The sliding filament theory of muscle contraction: a historical and personal perspective. Journal of Muscle Research and Cell Motility, 38(3-4), 141-164. 46

Su, N., Xu, J., & Zhou, W. (2019). The role of miR-29b-3p in the regulation of insulin resistance in senescent bone marrow-derived mesenchymal stem cells. Cellular and molecular biology letters, 24(1), 1-11. 28

Totsuka, M., & Uehara, Y. (1981). The fine structure of the neuromuscular junction in the sartorius muscle of the frog. Journal of electron microscopy, 30(4), 283-294. 19

Vaynman, S., Ying, Z., & Gomez-Pinilla, F. (2004). Hippocampal BDNF mediates the efficacy of exercise on synaptic plasticity and cognition. European journal of neuroscience, 20(10), 2580-2590. 28

Wang, N., Tytell, J. D., & Ingber, D. E. (2009). Mechanotransduction at a distance: mechanically coupling the extracellular matrix with the nucleus. Nature reviews Molecular cell biology, 10(1), 75-82. 38

Weilner, S., Schraml, E., Wieser, M., Messner, P., Schneider, K., Wassermann, K.,… & Grillari, J. (2016). Secreted microvesicular miR-31 inhibits osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells. Aging cell, 15(4), 744-754. 28

Xin, C., Liu, J., Zhang, J., Zhu, D., Wang, H., & Xiong, L. (2016). Irisin improves fatty acid oxidation and glucose utilization in type 2 diabetes by regulating the AMPK signaling pathway. International journal of obesity, 40(3), 443-451. 28

Yu, R., Liu, M., & Zhai, Y. (2023). Research advances in crosstalk between muscle and bone in osteosarcopenia (Review). Experimental and Therapeutic Medicine, 25(3), 1-1. 35

Zajac, F. E. (1989). Muscle and tendon: properties, models, scaling, and application to biomechanics and motor control. Critical reviews in biomedical engineering, 17(4), 359-411. 12

Alıntılanan çalışmalar

1. İnsan kas-iskelet sistemi - Vikipedi, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://tr.wikipedia.org/wiki/%C4%B0nsan_kas-iskelet_sistemi
   
2. Skeletal System: What It Is, Function, Care & Anatomy - Cleveland Clinic, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://my.clevelandclinic.org/health/body/21048-skeletal-system
   
3. İskelet Sisteminin Görevleri, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://www.biometilac.com/blog/icerik/iskelet-sisteminin-gorevleri
   
4. Sağlıklı Bir İskelet Sistemi | Dynavit.com.tr, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://www.dynavit.com.tr/aradiginbilgi/saglikli-bir-iskelet-sistemi
   
5. Bone structure and function - PubMed, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3325555/
   
6. Bones: Types, structure, and function - Medical News Today, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://www.medicalnewstoday.com/articles/320444
   
7. Modül1:1.HAFTA İSKELET VE KASLARIN YAPI VE İŞLEVLER Anatomi; vücut bölümlerinin yapısını ve gelişimini inceleyen bi, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://manisaciraklik.meb.k12.tr/meb_iys_dosyalar/45/01/182171/dosyalar/2020_12/01153404_10F.pdf
   
8. Biology of Bone Tissue: Structure, Function, and Factors That Influence Bone Cells - PMC, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4515490/
   
9. pmc.ncbi.nlm.nih.gov, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4515490/#:~:text=Bone%20is%20a%20mineralized%20connective,marrow%20%5B3%2C%204%5D.
   
10. Biology of Bone Tissue: Structure, Function, and Factors That …, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4515490/
    
11. İskelet Kaslarının Yapısı ve Biyomekaniği Biomechanics and Structure of Skeletal Muscles - DergiPark, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/25221
    
12. chapter 6 - biomechanics of the musculoskeletal system, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, http://server0.unhas.ac.id/tahir/BAHAN-KULIAH/BIO-MEDICAL/NEW/HANBOOK/Biomechanics_Of_The_Musculoskeletal_System.pdf
    
13. KAS FİZYOLOJİSİ, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://uyg.mehmetakif.edu.tr/vetadh/files/bahar/sinif-2/18204-fizyoloji-II/kas-fizyolojisi.pdf
    
14. 3.3. uyarIlabİlİr DOKULAR(devamI) İSKELET KASLARINDA KASILMA MEKANİZMASI, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://acikders.ankara.edu.tr/mod/resource/view.php?id=38809
    
15. Physiology, Muscle Contraction - StatPearls - NCBI Bookshelf, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK537140/
    
16. Physiology, Neuromuscular Junction - StatPearls - NCBI Bookshelf, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK470413/
    
17. 10.3 Muscle Fiber Excitation, Contraction, and Relaxation – Anatomy & Physiology, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://open.oregonstate.education/aandp/chapter/10-3-muscle-fiber-excitation-contraction-and-relaxation/
    
18. Kas kasılması - Vikipedi, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://tr.wikipedia.org/wiki/Kas_kas%C4%B1lmas%C4%B1
    
19. The Neuromuscular Junction in Health and Disease: Molecular Mechanisms Governing Synaptic Formation and Homeostasis - Frontiers, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://www.frontiersin.org/journals/molecular-neuroscience/articles/10.3389/fnmol.2020.610964/full
    
20. Neuromuscular junction: Structure and function - Kenhub, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://www.kenhub.com/en/library/anatomy/the-neuromuscular-junction-structure-and-function
    
21. Kas Doku ve Çeşitleri - Çizgili Kasların Çalışma Prensibi Biyotik Yazarı, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://erbakan.meb.k12.tr/meb_iys_dosyalar/63/13/763119/dosyalar/2020_12/30152049_C._Kas_doku_ve_cYesYitleri-KaslarYn_CYalYsYmasY.pdf
    
22. Anlamayan Kalmasın #12 Çizgili Kasların Kasılması - YouTube, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://m.youtube.com/watch?v=lnIHJEq3SLc
    
23. 13.1: Muscle Contraction - Biology LibreTexts, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://bio.libretexts.org/Bookshelves/Introductory_and_General_Biology/Introductory_Biology_(CK-12)/13%3A_Human_Biology/13.01%3A_Muscle_Contraction
    
24. Sliding filament theory - Wikipedia, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://en.wikipedia.org/wiki/Sliding_filament_theory
    
25. Sliding Filament Model of Contraction | Biology for Majors II - Lumen Learning, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://courses.lumenlearning.com/wm-biology2/chapter/sliding-filament-model-of-contraction/
    
26. Sliding Filament Theory Of Muscle Contraction Explained - YouTube, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://www.youtube.com/watch?v=nTZnBdeIb5c
    
27. biyomekanik_72.pdf, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://docs.neu.edu.tr/staff/asli.aykac/biyomekanik_72.pdf
    
28. Bone and Muscle Crosstalk in Aging - Frontiers, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://www.frontiersin.org/journals/cell-and-developmental-biology/articles/10.3389/fcell.2020.585644/full
    
29. Crosstalk between muscle and bone | Request PDF - ResearchGate, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://www.researchgate.net/publication/376365394_Crosstalk_between_muscle_and_bone
    
30. Role of Physical Activity in Bone–Muscle Crosstalk: Biological Aspects and Clinical Implications - MDPI, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://www.mdpi.com/2411-5142/6/2/55
    
31. Research advances in crosstalk between muscle and bone in osteosarcopenia (Review) - PMC - PubMed Central, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10067545/
    
32. An Overview of the Molecular Mechanisms Contributing to Musculoskeletal Disorders in Chronic Liver Disease: Osteoporosis, Sarcopenia, and Osteoporotic Sarcopenia - PubMed, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33807573/
    
33. Influencing Factors and Molecular Pathogenesis of Sarcopenia and Osteosarcopenia in Chronic Liver Disease - PMC, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8468289/
    
34. Identification of shared gene signatures and pathways for diagnosing osteoporosis with sarcopenia through integrated bioinformatics analysis and machine learning - PubMed Central, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11149362/
    
35. Research advances in crosstalk between muscle and bone in osteosarcopenia (Review), erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://www.researchgate.net/publication/369251864_Research_advances_in_crosstalk_between_muscle_and_bone_in_osteosarcopenia_Review
    
36. Mechanical effects in aging of the musculoskeletal system: Molecular signaling and spatial scale alterations - PubMed Central, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12282447/
    
37. Mechanotransduction in skeletal muscle - PubMed, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17127292/
    
38. Mechanotransduction in skeletal muscle - PMC - PubMed Central, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2043154/
    
39. Bone and Skeletal Muscle: Key Players in Mechanotransduction and …, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4600534/
    
40. Mechanical regulation of musculoskeletal system development - PubMed, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29183940/
    
41. Kas İskelet Sistemi Biyomekaniği Cilt 1-2 - 9789756813898 - Akademisyen Kitabevi, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://akademisyen.com/kas-iskelet-sistemi-biyomekanigi-cilt-1-2-9789756813898
    
42. Kemik Doku Mühendisliği - DergiPark, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/25383
    
43. Mechanical regulation of musculoskeletal system development - PMC - PubMed Central, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6514418/
    
44. Molecular mechanisms and therapeutic interventions in sarcopenia - PMC, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6372765/
    
45. Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System - Wolters Kluwer, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://shop.lww.com/Basic-Biomechanics-of-the-Musculoskeletal-System/p/9781975141981
    
46. Muscle contraction: Sliding filament history, sarcomere dynamics and the two Huxleys - PMC, erişim tarihi Ağustos 16, 2025, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5642817/