Kategoriler
Bilim & İnsan

Kasları büyüten nedir? Bilimsel sürecin açıklaması

Kişisel eğitmenler ve spor uzmanları sayısız saatler boyunca makaleler okuyarak ve yeni eğitim programları üzerine araştırmalar yaparak kas zindeliğini artırmayı sağlayan egzersiz fikirleri geliştirir. Bununla birlikte büyük ölçüde fizyolojik karmaşıklığı nedeniyle çok az fitness uzmanı kasların yoğun yükteki egzersize nasıl adapte olduğunu ve büyüdüğünü biliyor. Aslında, iskelet kası insan vücudundaki en uyarlanabilir dokudur ve kas hipertrofisi (boyut artışı) çok araştırılmış bir konudur. Hala verimli bir araştırma alanı olarak kabul edilir. Öyleyse uydu hücre hipertrofi teorisi olarak adlandırılan ve kas büyümesine yol açan hücresel değişikliklerden bahsedelim.

Kas travması: Uydu hücrelerin aktive olması

Tıpkı bir direnç antrenmanında (ağırlık egzersizi) olduğu gibi kaslar yoğun egzersize girdiğinde kas hasarı oluşur ve bilimsel araştırmalarda buna kas lifinde travma denir. Kas hücresi organelinde meydana gelen bu bozulma bazal lamina (taban zarı) ile kas lifinin plazma zarı (sarkolemma) arasında yer alan uydu hücreleri yaralanma bölgesinde çoğalmaya itiyor. Bunlar kas liflerinin dışındadır.

Özünde, hasarlı kas liflerini onarmak veya değiştirmek için yürütülen biyolojik bir çabadır. Süreç uydu hücrelerin birbirine ve kas lifine kaynaşmasıyla başlar ve genellikle kas lifinin enine kesit alanında artışa yani hipertrofiye yol açar. Uydu hücrelerin yalnızca tek çekirdeği var ve bölünerek çoğalabiliyor. Uydu hücreler çoğaldıkça bazıları kas lifi üzerinde organel olarak kalır ve çoğunluğu ise farklılaşarak (hücrelerin normal hücrelere dönüşmesi süreci) kas lifine kaynaşır ve yeni kas protein standları (miyofibril) oluşturur ve/veya hasarlı lifi onarır. Böylece kas hücrelerindeki miyofibril kalınlık ve sayı olarak artar.

Kas lifi ile birleşmeden sonra bazı uydu hücreler, büyüyen kas lifini desteklemek için yeni çekirdek kaynakları halini alır. Bu ek çekirdekler sayesinde, kas lifi iskelet kası hücresinde daha fazla protein sentezler ve aktin ve miyozin olarak bilinen daha kasılabilir miyofilamentler oluşturur. Aynı kastaki hızlı kasılan kas lifine kıyasla yavaş kasılan kas lifinde yüksek sayıda uydu hücresi bulunması ilginçtir. Çünkü bunlar günlük aktiviteden sonra düzenli olarak hücre bakım onarımından geçiyorlar.

İLGİLİ:  Beyindeki kraniyal sinirlerin tanımı ve işlevleri

Büyüme faktörleri (Growth factor)

Büyüme faktörleri veya growth, uydu hücreleri kas lifi boyutunda kazanımlar üretmesi için uyaran hormon veya hormon benzeri bileşiklerdir. Bu büyüme faktörlerinin, uydu hücre aktivitesini düzenleyerek kas büyümesini etkilediği biliniyor. Hepatosit büyüme faktörü (HGF), uydu hücre aktivitesinin önemli bir düzenleyicisi. Hasar görmüş kastaki aktif faktör olduğu ve ayrıca uydu hücrelerinin hasarlı kas bölgesine göç etmesine neden olduğu gösterilmiştir.

Fibroblast büyüme faktörü (FGF), egzersiz sonrası kas onarımındaki bir başka önemli büyüme faktörü. FGF'nin rolünün kas rejenerasyonu sırasındaki revaskülarizasyon (yeni kan kılcal damar oluşumu) olduğu düşünülüyor.

İnsülin benzeri büyüme faktörü 1 ve 2'nin (IGF'ler) kas büyümesindeki rolü üzerine pek çok araştırma yapıldı. IGF'ler, kas kütlesinin büyüme miktarını düzenlemede, DNA'da meydana gelen protein sentezi değişikliğini teşvik etmede ve kas hücresi onarımını artırmada birincil rol oynuyor.

İnsülin ayrıca protein sentezini artırarak ve glikozun hücrelere girişini kolaylaştırarak kas büyümesini uyarır. Uydu hücreler, glikozu yakıt substratı olarak kullanır ve böylece hücre büyümesini sağlar. Glikoz, kas içi enerji ihtiyaçları için de kullanılıyor.

Büyüme hormonu veya growth hormon kas büyümesindeki rolü ile de oldukça tanınıyor. Direnç egzersizi, ön hipofiz bezinden büyüme hormonu salınmasını sağlar ve salınım seviyesi egzersiz yoğunluğuna bağlıdır. Büyüme hormonu, kas büyüme sürecinde enerji için yağ metabolizmasının tetiklenmesine yardımcı oluyor. Büyüme hormonu ayrıca iskelet kasındaki amino asitlerin proteine dönüşmesini sağlıyor.

İLGİLİ:  Robert H. Goddard | Roketin mucidi bilim adamının hayatı

Son olarak, testosteron da kas hipertrofisini etkiler. Bu hormon hipofizde büyüme hormonu tepkisini başlatır ve iskelet kasındaki hücresel amino asit alımını ve protein sentezini artırır. Ek olarak testosteron, lif bölgesindeki nörotransmiter varlığını yükseltir ve doku büyümesini etkinleştirmeye yardımcı olur. Steroid hormonu olarak testosteron, DNA üzerindeki nükleer reseptörle etkileşime girerek protein sentezini sağlıyor. Testosteron ayrıca uydu hücreler üzerinde bir tür düzenleyici etkiye sahip.

Kas büyümesi uyarımını etkileyen noktalar

Direnç egzersizinin bir sonucu olarak meydana gelen kas büyümesinin çok sayıda hücresel organel ve büyüme faktörünün etkileşimini içeren karmaşık bir moleküler biyolojik hücre süreci olduğunu görüyoruz. Bununla birlikte kas protein sentezi hızı, kas proteini parçalanma oranından yüksek olduğunda kas büyümesinin meydana geldiğini bilmek önemli. Hem protein sentezi hem de parçalanması ayrılmaz hücresel mekanizmalardır.

Direnç egzersizi, kas hücresi hipertrofisini ve sonuçta ortaya çıkan güç kazanımını derinden uyarabiliyor ancak hipertrofik zaman süreci nispeten yavaştır ve gözle görünür olması genelde birkaç hafta veya ay alır. İlginç bir şekilde, tek bir egzersiz programı dahi egzersizden sonraki 2-4 saat içinde protein sentezini uyarıyor ve bu sentez 24 saate kadar yüksek seviyede kalabiliyor. Bu kas büyümesi uyarımlarını etkileyen belirli faktörler var.

Cinsiyet önemli. Tüm araştırmalar erkeklerin ve kadınların direnç egzersizine çok benzer tepki verdiğini göstermiştir. Bununla birlikte, vücut büyüklüğü, vücut kompozisyonu ve hormon seviyesindeki cinsiyet farklılıkları kişinin ulaşabileceği hipertrofi seviyesinde önemli etkiye sahip. Ayrıca bir eğitim programına başlarken daha fazla kas kütlesi olan kişilerde kas kütlesinde daha büyük değişiklik meydana gelmektedir.

Yaşlanma da kastaki hücresel değişikliğe aracılık ederek gerçek kas kütlesini azaltıyor. Bu kas kütlesi kaybına sarkopeni denir. Ne mutlu ki düzenli direnç egzersizinin yaşlanmanın kas üzerindeki zararlı etkisini kısıtladığı ve hatta tersine çevirdiği gösterilmiştir. En önemlisi, direnç egzersizi aynı zamanda kası çevreleyen bağ doku demetini geliştirir, böylece yaralanmanın önlenmesinde ve fiziksel rehabilitasyon terapisinde en yararlı olanıdır.

İLGİLİ:  Probiyotik türlerinin özellikleri ve yararları

Kalıtım iki farklı lif türünün yüzdesini ve miktarını belirliyor. İnsanlarda kardiyovasküler tipte liflere kırmızı, tonik, Tip I, yavaş kasılan (ST) veya yavaş oksidatif (SO) lif gibi çeşitli isimler verilir. Anaerobik tipteki lifler ise beyaz, fazik, Tip II, hızlı kasılan (FT) veya hızlı glikolitik (FG) liflerdir. Tip II liflerin bir başka alt bölümü ise IIa (hızlı oksidatif-glikolitik) ve IIb (hızlı glikolitik) lif olarak bilinir.

Örneğin, ayakta duruş ve yürüme ile ilgili bir kas olan soleusun genellikle %25 ila %40 daha fazla Tip I lif içerdiğini, triceps'in ise diğer kol kaslarından %10 ila %30 daha fazla Tip II lif içerdiği biliniyor. Kas liflerinin oranları ve türleri yetişkinler arasında büyük farklılığa sahip. Hafif, orta ve yüksek yoğunluklu egzersiz aşamalarını içeren bir egzersiz eğitiminin, vücuttaki farklı kas lifi tiplerini tatmin edici şekilde aşırı yüklemesi ve de protein sentezi oluşması için yeterli dinlenme sağlaması önerilir.

Kas büyümesi veya hipertrofisinin özeti

Direnç eğitimi, kastaki hücresel proteinlerin travmasına veya hasar görmesine neden olur. Bu durum hücrenin uydu hücreleri etkinleştiren mesaj göndermesini sağlar ve kas onarımına ve büyümesine yol açan olaylar zincirini başlatır. Kas içindeki protein sayısını ve kas boyutundaki değişim mekanizmasını belirleyen birkaç büyüme faktörü var.

Kasın, direnç egzersizinin sağladığı aşırı yük stresine adapte olması egzersizden hemen sonra başlar ancak kas büyümesinin fiziksel olarak kendini göstermesi genellikle haftalar veya aylar alıyor. İnsan vücudundaki en uyarlanabilir doku iskelet kasıdır ve sürekli dikkatlice tasarlanmış bir direnç egzersizi programından sonra dikkat çekici şekilde yeniden şekillenir.