Germe eklem hareket açıklığını artırmak için önemli bir terapötik ve egzersiz eğitimi  modalitesidir. Germe  veya gerim, vücutta uzayabilme özelliğine sahip (elongation) dokulara uygulayabildiğimiz fiziksel bir strestir. Bu fiziksel stresin nasıl uygulandığı ve etkileri için uzayabilen dokuların yapısı bilinmelidir.

KASLAR

Kas hücreleri, kimyasal enerjiyi mekanik enerjiye çevirebilme ve sonucunda da kuvvet ve hareket oluşturabilme yeteneğine sahip, lokomotor sistemin aktif kısımlarıdır. Kasılabilme ve gevşeyebilme özelliğine sahip bu kaslar, organizmada vücut ağırlığının yaklaşık %50’sini ( %40 iskelet, %10 düz kas ve kalp kası) oluşturur. Kaslar yapı, kasılma özellikleri ve kontrol mekanizmalarına göre üçe ayrılır:

1-ÇİZGİLİ KASLAR: İskelet kasları olarakta adlandırılan ve organizmanın hareket sisteminin aktif unsurları olan çizgili kasların, miyofibrilleri enine çizgilidir. Bu kaslar aktin ve miyozin adı verilen protein yapısındaki miyoflamentlerden oluşur. Vücut ağırlığının yaklaşık %40-45’ini oluşturan çizgili kaslar istemli olarak kasılırlar.

2-DÜZ KASLAR: Aktin ve myozin flamentlerinin düzenli bir şekilde bir araya gelmemesi nedeniyle çizgi göstermeyen kaslara düz kas denir. Düz kaslar troponin taşımazlar. Az miktarda mitokondriaları vardır. Enerji ihtiyaçlarını daha çok glikoliz yoluyla sağlarlar. Sarkoplazmik retikulum ya yoktur ya da az gelişmiştir.

Düz kaslar genel olarak;

1.       Visseral

2.       Multi ünit (çok üniteli) düz kaslar olmak üzere ikiye ayrılır.

1.       Visseral kaslarda meydana gelen potansiyel tüm hücrelere yayılır. Genellikle içi boş organlarda bulunur (Mide, bağırsak, üreter vb.) Örneği az da olsa içi dolu organlarda da bulunur (dalak, lenf düğümleri vb.) Sinir uyarısı olmadan (spontan) kasılabilirler.

2.       Multi ünit düz kaslar büyük damarların duvarlarında ve gözde iriste bulunur. Bu düz kas hücreleri arasında özel bağlantı bölgeleri yoktur ve kasılmalar için sinirsel uyarı şarttır.

 

3-KALP KASI: Myokard adı verilen kalp kası iskelet kasları gibi çizgili görünümlüdür. Ancak istem dışı çalışır. Kalp kası hücreleri  tek hücrelidir. Fibrilleri sarkolemma ile çevrilidir. Miyofibrilleri de çizgili karakterlidir. Aktin ve myozinin dağılımı ve düzeni çizgili kaslardaki gibidir. Kalp kasında da Z çizgileri mevcuttur. Z çizgilerinin bulunduğu alanlara interkalar diskler adı verilir. İnterkalar diskler sayesinde kalp kası hücreleri arasında ilişki sağlanır ve tek bir fibril uyarıldığı zaman bu uyarı diğer hücrelere de yayılır. Buna sinsituum kasılma denir.

 

Her 3 kas grubunun anatomik yapıları farklı olmakla birlikte tüm kasların ortak bir takım özellikleri vardır.

 

2.       Kontraktibilite: Bir stimulusa kasılarak cevap verme özelliğidir. Kasılabilme, sinir sisteminin kontrolü altında kuvvet açığa çıkartabilmektir. Bir kasın üretebildiği kuvvetin büyüklüğü, kasılabilme becerisine, yapısına ve biyomekaniksel/biyokimyasal özelliklerine bağlıdır.

3.       İletebilme (İletkenlik): Kaslar doğal olarak sinirler yolu ile sinir sisteminden gelen uyarılarla uyarılırlar ve gelen normal uyaran kasa, sinir-kas arasındaki sinaps yolu ile ulaşır. Kaslar gelen bu uyarıyı iletebilme özelliğine sahiptir. Bir elektrik akımını yayabilmeyi sağlar.

4.       Viskosite: Visköz bir kitle olma özelliğine sahip kaslar şeklini değiştirmek isteyen kuvvetlere karşı iç sürtünmeler yolu ile bir direnç gösterirler.

 

Tüm kasların ortak özelliklerin yanı sıra iskelet kaslarında bazı temel fonksiyonlar bulunur. Bu fonksiyonlar: Hareket, koruma, ısı üretimi, solunuma yardım etme, mekanik iş yapabilme yeteneği ve postürün devamlılığını sağlamadır. Lokomotor sistemde, hareket için iskelet pasif rol oynarken, kaslar aktif rol üstlenmektedirler. Germe egzersizleri, iskelet kasları üzerine uygulanıp, bu doku üzerinde fizyolojik cevaplar açığa çıkar.

İskelet kaslarının kasılmaları tüm vücut hareketleri için stabilite ve güç sağlar. Sonuç olarak, iskelet kası fonksiyonundaki herhangi bir bozulma, bir dereceye kadar dengesizlik veya hareketsizlik ile sonuçlanır. İskelet kasları üzerine uygulanan germe egzersizlerinin fizyolojik etkilerini anlamak için, iskelet kaslarının anatomik fizyolojisinin bilinmesi önemlidir.

İskelet kası, fibril veya lif olarak adlandırılan binlerce kas hücresinin bir araya gelmesiyle oluşur. Kasların çoğunda lifler, kasın bütün boyunca uzanır ve liflerin yaklaşık yüzde iki kadarının dışında, lifin ortasına yakın bulunan tek bir sinir lifi ile inerve edilir.

Sarkolemma: Sarkolemma kas lifinin hücre membranıdır. Aslında sarkolemma plazma membranı denen gerçek bir hücre membranı ile, çok sayıda kollajen lifi içeren ince polisakkarit tabakasından oluşan, bir dış örtüden ibarettir. Kas lifinin uçlarında sarkolemmanın bu yüzey tabakası bir tendon lifiyle kaynaşır. Tendon lifleri de demet halinde toplanarak kemiklere tutunurlar.

Kalın filamentler miyozin, ince filamentler de aktindir. Kısmen birbirinin arasına giren aktin ve miyozin filamentleri, miyofibrillerde birbirini izleyen aydınlık ve karanlık bantları yapar. Yalnız aktin filamentlerini içeren aydınlık bantlara I bantları adı verilir. Çünkü bunlar izotropik görünüm verir. Miyozin filamentleriyle birlikte, onların arasına giren aktin filamentlerinin de uçlarını içeren karanlık bantlara, polarize ışıkta anizotropik görünümleri nedeniyle A bantları adı verilir. Miyozin filamentlerinin kenarlarında çapraz köprüler adı verilen küçük uzantılar da görülür. Bu çapraz köprülerle aktin filamentlerinin etkileşmesi kontraksiyona neden olur.

Aktin ve miyozin filamentlerinden farklı birçok filamentlerden oluşan Z diskleri, bir miyofibrilden ötekine doğru uzanarak kas lifinin içindeki miyofibrilleri birbirine bağlarlar. Böylece her bir miyofibrilde olduğu gibi tüm kas lifinde aydınlık ve karanlık bantlar görülür. Bu bantlar iskelet ve kalp kaslarına çizgili görünüm kazandırır. Birbirini izleyen her iki Z diski arasındaki miyofibril ( ya da tüm kas lifi) bölümüne bir sarkomer denir. Kas lifi istirahatteki normal tam gerilmiş durumda iken sarkomerin boyu yaklaşık 2.0 mikron uzunluğundadır. Bu uzunlukta aktin filamentleri miyozin filamentlerinin üzerini tamamen örttükleri gibi, karşılıklı olarak da birbiri üzerine gelirler. Bir kas lifi bu istirahat uzunluğundan daha fazla gerilirse aktin filamentlerinin uçları birbirinden ayrılarak A bandının ortasında bir aydınlık alan bırakırlar, bu aydınlık alana H bölgesi denir. Normal görev yapan kasta H bölgesinin çok seyrek görülmesinin nedeni normal sarkomer kontraksiyonunun 2.0 mikron ile 1.6 mikron arasında gelişmesindedir. Bu sınırlar içinde aktin filamentleri yalnız miyozin filamentlerini değil, fakat birbirlerini de kısmen örter.

KAS KASILMASI

Sinir-kas kavşağından bir elektriksel uyarım geçtiğinde kas fibrilleri uyarılır. Bu, kas fibrillerinin içerisindeki 18 ince ve kalın miyofilamentlerin birbiri üzerine kaymalarına neden olan kalsiyum akışını uyarır. Bu oluştuğunda, sarkomerin kısalmasına (güç üretilmesine) neden olur. Kastaki milyarlarca sarkomerin kısalması, kas fibrilinin kasılması ile sonuç verir . Bir kas fibrili kasıldığında, bir bütün olarak kasılır. Kısmen kasılmış bir kas fibrili yoktur. Kas fibrillerinin kasılma şiddetleri değişemez. Öyleyse bir kasın kasılma gücü kuvvetliden zayıfa doğru nasıl değişir? Bir işi yapmada daha fazla kas fibriline ihtiyaç duyulur ve ihtiyaç duyulan kas fibrilleri devreye girer. Kas kasılması ile daha büyük güç üretmek için bu kas fibrilleri merkezi sinir sistemi tarafından devreye sokulur.

İskelet kaslarında kasılma;

·        Merkezi sinir sisteminde sinirsel bir uyarının oluşması,

·        Uyarının alfa motor nöronlar ile motor son plağa ulaştırılması,

·        Motor son plaktan nörotransmitter olarak asetilkolin salınması,

·        Asetilkolin sayesinde kas lifi membranındaki çok sayıda asetilkolin kapılı kanalların açılması,

·        Asetilkolin kapılı kanalların açılması ile kas lifi membranından sodyum iyonunun içeri girmesi ve kas lifinde aksiyon potansiyelinin başlaması,

·        Aksiyon potansiyelinin sarkolemma ve T-tüpleri sayesinde yayılması,

·        Sarkoplazmik retikulumdan kalsiyum iyonunun sarkoplazmaya çıkışı,

·        Kalsiyum iyonlarının troponin filamentine bağlanması,

·        Troponin ve tropomiyozin arasında konformasyonel bir değişimin oluşması ve tropomiyozinin aktif aktin bölgeleri üzerinden çekilmesi, aktin ve miyozin arasında çapraz köprülerin oluşması, miyozin başının kürek hareketi yapması sonucu filamentlerin bir biri üzerinde kayması ile gerçekleşir.

 

İskelet kas lifi, kuvvet oluşumu için kasıldığında, her sarkomer içerisindeki aktin filamentleri, miyozin filamentleri üzerinde kayar ve birbirleri üzerine gelirler. Böylelikle Z çizgileri yaklaşır, sarkomerin boyu kısalır. Kasılamayı, filamentlerin kayması olarak tanımlayan bu teori “Kayan Filament Teorisi” olarak adlandırılır.

KASLAR GERİLDİĞİNDE NE OLUR ?

NOT: Eğer uygulanan gerim, kas liflerinin maksimum uzunluğunu aşarsa konnektif doku tarafından kompanse edilir.

Bir kas gerildiğinde, o kasın bazı fibrilleri uzarken bazı fibriller dinlenimdeki durumlarında kalırlar. Bir kasın geçerli uzunluğu, gerilen fibril miktarına (kasılan kasın toplam kuvveti kasılmaya katılan fibril sayısına) bağlıdır. Ne kadar çok sayıda fibril gerilmeye katılırsa, gerilmiş olan kasın uzunluk gelişimi daha fazla olur.

 

GERMENİN NÖROFİZYOLOJİSİ

Kas, ligament ve eklemlerdeki özelleşmiş duyu reseptörleri uzama, gerilme ve basınca karşı duyarlıdırlar. Proprioseptör olarak bilinen bu “duyu organları” kas dinamiği ve ekstremite hareketleri hakkındaki bilgileri hızlı bir şekilde merkezi sinir sistemine gönderirler. Böylece merkezi sinir sistemi, vücut kısımlarının çevremize göre pozisyonunu algılamamızı sağlar . İskelet-kas sistemiyle ilgili bütün bilgileri merkezi sinir sistemine ileten sinir sonlarına "proprioseptör" adı verilir. Proprioseptörler ("mekanoreseptörler olarak da bilinir") tüm propriosepşinlerin (kişinin kendi vücut pozisyonunu ve hareketini algılamasıdır) kaynağıdır. Proprioseptörler her türlü fiziksel değişikliğe (hareket ya da pozisyon), vücut içindeki her türlü stres ya da güç değişikliğine duyarlıdırlar. Eklemlerin, kasların ve tendonların sinir sonlarında bulunurlar. Kassal germelerle ilgili olan proprioseptörler, kas fibrillerine ve tendonlara yerleşik vaziyette bulunurlar.

A)      Kas liflerindeki duysal reseptörler

Kas fibrilinde duysal reseptörler olan kas iğciği, ekstrafuzal liflere paralel şekilde kasın orta bölümünde yerleşmiş, kapsüllü, 3-12 arasında değişen intrafüzal kas liflerinden oluşur. Kas iğciği, sinir sistemine, kasın uzunluğu ve uzunluğundaki değişmelerin hızı ile ilgili bilgi verir.

 

Her intrafuzal lif, kasılabilen kutup uçları ve kasılamayan merkeze (aktin ve miyozin filamentleri yok veya çok az sayıda), orta kısmından köken alan kalın çaplı miyelinli afferent liflere (tip Ia ve tip II) ve kasılabilir kutup uçlarını destekleyen küçük çaplı, miyelinli efferent sinirlere sahiptir. İntrafuzal liflerin kasılamayan orta bölümü, kas iğciğinin reseptör kısmıdır. Kas iğciği reseptörü;

1-      Kasın tümüyle uzaması ile iğciğin orta bölümünün gerimesi veya

2-      Kasın boyu tümüyle değişmese de iğcikteki intrafüzal liflerin uç bölümlerinin kasılması sonucu liflerin orta kısmının gerilmesi ile uyarılır.

Kasın uzunluğundaki değişimler bildiren kas iğciği, kas boyundaki değişimin, eklem açısındaki değişim ile bağlantılı olmasından dolayı aynı zamanda pozisyon hakkında da bilgi sağlar. Kas iğcikleri ya da "germe reseptörleri" kastaki başlıca proprioseptörlerdir. Kasta en fazla bulunan proprioseptördür.

 

B)      Tendondaki Duysal Reseptörler

Golgi tendon organı (GTO), tendon demetleri arasında ağ görünümlü ve dallara ayrılmış birçok sinir sonlanmasından oluşan, kapsüllü bir duysal reseptördür. Görevi tendondaki gerim veya gerimin değişme hızı ile ilgili bilgileri iletmek olan organdan gelen sinir lifleri, miyelinli ve hızlı ileten Ib tipidir. Kas gerildiğinde veya kasıldığında tendona gerim uygulanır, bu tendon demetlerini gerer ve reseptörü deforme ederek uyarır. GTO’nun uyarılma eşiği düşüktür. Kasın pasif gerilmesinde, gerilmenin büyük bir kısmı, daha esnek olan kas lifleri tarafından emileceğinden, GTO’nun uyarılma derecesi büyük olmaz. Bu nedenle pasif gerilme ile kasın gevşemesinin sağlanması isteniyorsa daha kuvvetli bir gerilme gereklidir. Aksine kasın aktif kasılması ile oluşan gerim, tendonun çok daha fazla gerilmesine neden olur. Bu duruma cevap olarak GTO devamlı deşarj yapar ve merkezi sinir sistemine aksiyon potansiyelleri iletir.

NOT: GTO kasın gerilimini algılarken, kas iğciği kasın uzunluğunu ve uzunluğundaki değişimleri algılar. Bu, kas iğciği ve GTO arasındaki temel farklılıktır.

 

 

 

Gerilme refleksi (stretch reflex) bir kasın pasif olarak uzatılmasının neden olduğu reflekstir. Temel duyusal uyaran grup 1a ve grup 2 kas iğciği afferentlerinden gelir ve birkaç fazdan oluşur.

 

Gerilme refleksi (miyotatik refleks) kas iğciği fonksiyonunun en basit göstergesidir. Bir kas ne zaman gerilirse, iğciklerin uyarılması aynı kasın ve yakın işbirliği yapan sinerjistik kasların büyük iskelet kası liflerinde refleks kasılmalara neden olur. Gerilme refleksi, özelleşmiş kas içi iğcikleri (intrafuzal kas lifleri) kasta zamana bağlı boyca uzama sırasında merkezi sinir sistemine (MSS) bilgi iletirler ve karşıt hareket buna göre düzenlenir. Eğer gerilme düşükse yalnızca birkaç motor ünitenin devreye girmesiyle hareket gerçekleştirilebilir. Eğer şiddet yüksekse uyarı şiddeti ve cevap daha yüksek oluşacak, daha fazla motor ünitenin devreye girmesi ile hareketin tamamlanabilmesi refleks olarak gerçekleştirilecektir. Kas iğciklerinin uyarılması, primer ve sekonder sinir sonlanmalarının seklini değiştirir. Bu, Grup Ia ve II duysal liflerde aksiyon potansiyelini başlatır. Bu sinirler omuriliğe ulaşır ve alfa motor nöronların hücre gövdelerinde sonlanır. Eğer duysal nöronlar, motor sinirde yeterince depolarizasyon sağlarsa, aksiyon potansiyeli devreye girer. Motor sinirin aksonu iskelet kasına iletir ve refleks kasılma (miyotatik refleks) gerçekleşir.

 

2.Resiprokal İnnervasyon

 

Kas iğciklerinden kalkan afferent sinir lifleri dalları, antagonist kasları inerve eden motor nöronla sinaps yapan inhibitör ara nöronlarla bağlantılıdırlar. Uyarıldıkları zaman, antagonistik kasları kontrol eden motor nöronları inhibe ederler. Bir kası innerve eden nöronların eş zamanlı inhibisyonu ile birlikte aktivasyonuna resiprokal innervasyon denir. Kısaca, aganist kas kasıldığı zaman antagonisti gevşer. Resiprokal innervasyon olmadan, kas aktivitesinin koordinasyonu imkansızdır.

 

 

Kas kasıldığı takdirde, intrafüzal lifler üzerindeki gerim azalır. Bu, kas iğciğindeki duysal sinir liflerin aktivasyonunu azaltır. Bu durumu ortadan kaldırmak ve kas iğciğinin duyarlılığının devamı için ekstrafüzal lifleri inerve eden alfa motor nöronlar uyarıldıklarında intrafüzal lifleri inerve eden gama motor nöronlarda eş zamanlı olarak uyarılır. Buna alfa-gama motor nöronların koaktivasyonu denir. Ektrafüzal liflerle eş zamanlı intrafüzal liflerde de kasılma sağlanır. Bu şekilde gerim reseptörlerinin yer aldığı intrafüzal liflerin orta bölgesindeki gerim korunmuş olur.

 

 

Şiddetli yapılan germeler veya kasın aktif olarak kasılması GTO’nun uyarılmasını sağlar. GTO’dan omuriliğe taşınan uyarılar, o kasta inhibitör nitelikli refleks etkilere yol açar. Agonist kasta gevşemeye neden olan bu inhibisyona ters miyotatik refleks veya “otojenik inhibisyon” denir. Kasın yırtılmasını veya tendonun bağlandığı kemikten kopmasını önleyici koruyucu bir mekanizmadır.

 

 

 

 

1-      Fizyoterapi ve Rehabilitasyon cilt 1,Editörler: Prof. Dr. A. Ayşe Karaduman, Prof. Dr. Öznur Tunca Yılmaz, sayfa: 249-253, baskı: 2016, Ankara

2-      TEXTBOOK OF MEDİCAL PHYSIOLOGY 7.Edition, sayfa: 178-180, Guyton yayınları

3-      The biomechanics of stretching-Duane Knudson, Journal of Exercise Science & Physiotherapy, Vol. 2: 3-12, 2006 (article)

4-      KİNEZYOLOJİ VE BİYOMEKANİK, Prof. Dr. Gül Yazıcıoğlu- Prof. Dr. Fatih Erbahçeci, sayfa:163-165, 3. Baskı

5-      T.C. ABANT İZZET BAYSAL ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ANTRENÖRLÜK EĞİTİMİ PROGRAMI, İKİ FARKLI GERME EGZERSİZİNİN BAZI FİZİKSEL VE FİZYOLOJİK PARAMETRELER ÜZERİNE ETKİS , YÜKSEK LİSANS TEZİ FATİH KAYA, TEZ DANIŞMANI Yrd. Doç. Dr. BEKİR YÜKTAŞIR, TEMMUZ-2004 BOLU

6-      CURRENT TOPICS FOR TEACHING SKELETAL MUSCLE PHYSIOLOGY, Susan V. Brooks, Department of Molecular and Integrative Physiology and Institute of Gerontology, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan 48109, (article)

7-      AKTİF STATİK GERME VE FARKLI DİNLENME ARALIKLARININ İZOKİNETİK BACAK KUVVETİ ÜZERİNE ETKİSİ,  Adil SONĞUR YÜKSEK LİSANS TEZİ , BEDEN EĞİTİMİ VE SPOR ANABİLİM DALI SPOR VE SAĞLIK BİLİMLERİ PROGRAMI, GAZİ ÜNİVERSİTESİ SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, EKİM 2015