Prof. Dr. Hasan Dursun, NNY Ü, Kayseri 2017

1. Giriş

Biyolojik olarak hücreler dokuları, dokular organları, organlar sistemleri ve sistemler organizmayı (vücudu) oluşturur. Dokuların temel birimleri hücre gruplarıdır. Bu gruplardaki hücrelerin yapı ve fonksiyonları benzerdir. Dokular bu hücrelerin düzenlenme biçimine, hücreler arasında bulunan materyalin türüne ve miktarına göre sınıflandırılırlar. Hücreler interstisyel materyal ile sıkı bir şekilde paketlenmiş veya birbirinden ayrılmış olabilir.

Epitelyal, konnektif (bağ) dokusu, kas ve sinir olmak üzere dört temel doku türü vardır. Her tür kendi içinde, daha özel alt gruplara ayrılır. Bu dokular bir araya gelerek organları oluştururlar. Organlar da fonksiyonları ve kompleks dünyada hayatta kalmamızı sağlarlar.

2. Epitel Doku

Epitel vücudun tüm iç yüzeyini (mide-barsak kanalı, solunum yolları, damarlar) ve dış yüzeyini (deri) örter. Salgı bezlerini oluşturur. Epitel dokusu dört temel yolla işlev görür.

         ·   Altta yatan dokuları koruma: Cildimiz epitel dokusudur ve bizi güneşin ve bazı kimyasalların zararlı ışınlarından korur. Sindirim kanalının astarı epitel dokusundan oluşur ve alttaki dokuyu gıdalar geçerken aşınmaya karşı korur.

         ·   Emilim: Sindirilmiş besinler kılcal kan damarlarına ince bağırsağın astarından girer ve vücudumuzun diğer hücrelerine taşınır.

         ·   Salgılama (sekresyon): Tüm salgı bezleri epitel dokusundan oluşur. Endokrin bezler hormon, mukoza mukus salgılar ve bağırsak kanalı da (sindirim enzimleri salgılayan pankreasa ve karaciğere ilaveten) sindirim enzimleri salgılayan hücreler içerir.

         ·    Boşaltım (ekskresyon): Ter bezi üre gibi atık maddeleri dışarı atar.

Epitel dokusu cilt ya da bağırsak gibi bir yüzeyi kaplıyorsa koruyucu veya emici bir işleve sahiptir. Yüzeyden alta, içteki dokulara giderek salgı bezi oluşturmuşsa salgılama işlevi vardır.

Epitelyal dokuda hücreler arası materyal azdır. Hücreler sıkı bir şekilde birbirine temas eder ve bu nedenle epitele diğer dokulara olduğu kadar kolay nüfuz edilemez.

Epitelyal hücreler, bazal membran adı verilen özel bir zarla birbirlerine ve altta yatan dokulara yapışırlar. Bu zar zemindeki fayans tutkalı gibi davranır; fayans epitel hücreleridir. Bazal membran alttaki bağ dokusu gibi diğer dokulara koruma sağlar.

Epitel dokusu hücrelerin şekline, düzenine ve fonksiyonlarına göre sınıflandırılabilir.

a. Hücre şekline göre sınıflandırma:

Epitelyal hücreler hücre şekline göre yassı (skuamöz), küboid veya silindirik (columnar) olarak sınıflandırılır.

Skuamöz hücreler yassıdır ve şekilleri hafif düzensizdir. Koruyucu bir katman olarak işlev görürler. Ağzı, boğazı, yemek borusunu, anüsü, kan ve lenf damarlarını, böbrek tübüllerini ve deriyi örterler.

Küboid hücreler küçük küplere benzer. Bunlar salgı bezlerinde bulunur ve salgı bezi bez kanallarını (ter ve tükrük), yumurtalıkların germinal tabakalarını ve retinanın pigment tabakasını örterler. Görevleri salgı ve koruma olabilir. Böbrek tübüllerinin bulunduğu bölgelerde emilim de vardır.

Silindirik (kolumnar) hücreler uzun boylu ve dikdörtgen görünümlüdür. Bazı bezlerin kanallarını (örneğin meme bezleri) ve karaciğerin safra kanalını örterler. Aynı zamanda mide mukozası, ince bağırsak villusu, uterin tüpler ve üst solunum yolları gibi mukus salgılayan dokularda bulunurlar. Bu hücrelerin birçoğu silialıdır.

b.Hücre düzenine göre sınıflandırma:

Epitel hücreleri genel olarak basit (simple), çok katlı (strafied), yalancı çok katlı (psödoostratified) ve transisyonel olmak üzere dört şekilde düzenlenmişlerdir.

Epitel hücreleri hem şekil hem de düzenlerinin kombinasyonu ile sınıflandırılır.

Basit düzenlemede epitel tek bir hücre tabakasıdır. Kılcal damarlarda, akciğerlerin alveollerinde ve böbrek tüplerinin Henle kıvrımında bulunur. Glandüler kanalların astarında basit küboid epitel, ince bağırsağın villüslerinde ve rahimde basit silindrik epitel bulunur.

Çok katlı düzenlemede epitel birkaç kat hücre kalınlığındadır. Çok katlı yassı epitel ağız, boğazı ve cildin dış yüzeyinde; çok katlı küboid epitel ter ve tükrük bezi kanallarında; çok katlı silindirik epitel ise meme bezlerinde ve erkek idrar yollarında bulunur.

Yalancı çok katlı düzenlemede epitel, çekirdeğin hücrede çeşitli şekillerde konumlanması nedeniyle birkaç katmandan oluşuyor gibi görünse de gerçekte tüm hücreler bazal membrandan hücrelerin dış veya serbest yüzeye uzanır. Bu düzenleme genellikle silindirik hücrelerde görülür. Bu doku boğaz, trakea ve bronşlarda bulunur.

Transitional epitel sıkıca bir araya gelmiş esnek ve kolayca gerilen birkaç katmandan oluşur. Hücreler gerildiğinde yassı veya düz görünürler, ancak boş bir mesanedeki gibi doku rahatladığında hücrelerin katmanları bir testerenin dişleri gibi dağınık görünür. Bu tip epitel böbreğin pelvisinde, üreterler, mesane ve üretranın üst kısmında bulunur

c. Fonksiyona göre sınıflandırma

Epitel dokusu işlevine göre de adlandırılabilir veya sınıflandırılabilir. Muköz membran, salgı bezleri, endotelyum ve mezotelyum terimlerinin her biri bir epitel dokusunu ifade eder.

Muköz membran sindirim, solunum, üriner ve üreme kanallarını örter. Dışa açılan tüm vücut boşluklarını kaplar. Genellikle silialıdır. En belirgin görevi mukus üretmektir. Ancak safra kesesinde safrayı konsantre eder. Bağırsakta emilimden (abzorpsiyon) önce besinlerin sindirilmesi için enzimler salgılar. Muköz membranlar alttaki dokuları korur, besinleri emer (abzorbe eder) ve mukus, enzimler ve safra tuzlarını salgılar.

Glandüler epitel salgı bezlerini oluşturur. Salgı bezleri özel bileşiklerin sentezlenmesi için uzmanlaşmış epitel hücreleridir. Salgı bezleri çok hücreli veya tek hücreli olabilir. Vücutta ekzokrin ve endokrin olmak üzere iki tip çok hücreli (multisellüler) salgı bezi bulunur. Ekzokrin bezlerin, salgılanan materyali yüzeye ileten ekskretuvar kanalları vardır. Ekzokrin bezler de basit ve birleşik olmak üzere iki gruba ayrılır. Ter bezleri, sindirim kanalındaki bezlerin çoğu ve yağ bezleri basit ekzokrin bezlerdir. Meme bezleri ve büyük tükrük bezleri ise kanalları birleşen birleşik eksokrin bezlerdir. Diğer multisellüler tip salgı bezi endokrin bezlerdir. Bunlar kanalsızdırlar ve doğrudan kana hormon salgılarlar. Ör. tiroid ve hipofiz bezleri. Goblet hücreleri, mukus salgılayan tek hücreli bezlerdir. Mukoza zarını oluşturan epitelyal hücreler arasında dağılırlar.

Endotel dolaşım sisteminin iç yüzeyini kaplayan epitele verilen özel bir addır. Tek katlı skuamoz hücrelerden oluşur. Endotel kan ve lenf damarlarını kaplar. Kalbi çevreleyen endotel endokard olarak adlandırılır. Kılcal kan damarları sadece tek katmanlı endotel ile kaplıdır. Bu tek hücreli katman sayesinde oksijen, karbon dioksit, besin maddeleri ve atıklar kan hücreleri tarafından vücudumuzun çeşitli hücrelerine taşınır.

Mezotelyum fonksiyona dayalı epitel dokusunun son türüdür. Bu dokuya ayrıca seröz doku da denir. Vücudun dışarıyla bağlantısı olmayan büyük iç boşluklarını kaplar. Bu zarlar bir bağ dokusu tabakasının üzerine yerleştirilmiş basit bir skuamöz (yassı) hücreli tabakadan oluşur. Plevra torasik boşluğu kaplayan seröz membran veya mezotelyal dokudur. Perikard kalbi, periton ise karın boşluğunu kaplayan seröz membrandır. Bu doku koruyucudur, sıvı salgılar ve organları arasındaki sürtünmeyi azaltır. Parietal terimi seröz boşluğun dış duvarını, visseral ise organın üzerini örten tabakayı ifade eder.

3. Bağ dokusu

İkinci ana doku türü bağ dokusudur. Bağ dokusu doku tipleri içinde en yaygın, fonksiyon ve çeşitlilik bakımından en zengin olanıdır. Bağ dokusu hareketi sağlar, vücudun diğer doku ve organlarını anatomik (yapısal) ve metabolik olarak destekler. Epitel doku bağ dokusu üzerine oturur, sinir ve kas dokuları bağ dokusu içine gömülmüş yapılardır. Damar ve sinirler bağ dokusunun içinde seyrederler. Bağ dokusu aynı zamanda diğer dokular arasındaki iletişimi ve madde transpotunu da sağlar. Daha önemlisi enflamasyonun olduğu ortam bağ dokusudur. İmmun defansta yer alan başlıca hücre tipleri bağ dokusunda bulunur.

Bağ dokusunda epitelden farklı olarak bol miktarda hücreler arası materyal (matriks) vardır. Hücreler matrikste tek tek, dağınık halde bulunurlar; epitel doku hücreleri gibi birbirlerine sıkı bir şekilde bağlı değillerdir. Matriks yapısal bir örgü veya hücreler arası bir materyal solüsyonudur; liflerden (kollajen, elastin) ve ara maddeden (ground substance) oluşur.

Matriksin hem tipi hem de miktarı değişkenlik gösterir. Bu değişkenlik çeşitli bağ dokuları arasındaki farklılığın başlıca nedenidir. Her bağ dokusunun matriksi kendine özgüdür. Örneğin kanın matriksi çoğunluğu su olan plazma iken kemiğin matriksi öncelikle sert ve güçlü olan kalsiyum tuzlarından oluşur. Ayrıca matrikste gömülü kollajen ve elastin lifleri bulunur. Bu lifler bazen mikroskopta çok belirginken (örn. tendon), diğer bazı dokularda belirgin değildir (örn. kıkırdak).

Bağ dokusu embriyonik mezenkimden gelişir. Yani bağ dokuları mezenkimal dokulardır. Biyomekanik açıdan en önemli bağ dokuları kemik, kıkırdak, ligament, tendon ve fasyadır. Kasların doğurduğu tensil kuvvetler (internal kuvvet) ile hareketin ve ağırlığın oluşturduğu yüklenme (eksternal kuvvet) bu dokuları etkiler.

a. Bağ dokusunun sınıflandırılması

Bağ dokusu üç alt gruba ayrılabilir: Gevşek (loose), yoğun (sıkı, dens) ve özelleşmiş (spesialize).

ı. Gevşek (loose) bağ dokusu

Gevşek bağ dokusu deri, yüzeyel fasya, endomisyum, endonörium, endotenon, tubüler iç organların lamina propria ve submukoza tabakalarında, salgı bezlerinin çevresinde bulunur, kan ve lenf damarlarının etrafını sarar. Gevşek bağ dokusunda tüm bağ dokusu hücreleri bulunur. Ara madde fazla, lifler ince ve nispeten seyrektir. Her üç lif tipini (kollajen, elastin, retikülin) de içerir. Lifler gevşek düzenlenmiştir, aralarında sıkı bir örgü (network) bulunmaz. Visköz, jel benzeri bir kıvama sahiptir ve oksijen ve besin maddelerinin küçük damarlardan dokulara ve metabolitlerin dokulardan damarlara geri difüzyonu için önemlidir. Bulunduğu yerler genellikle epitel yüzeyini geçen antijen, bakteri veya diğer ajanların imha edileceği ilk yerlerdir.

Üç farklı gevşek bağ dokusu türü vardır: areolar, adipoz ve retiküler.

Areolar bağ dokusu: Areolar doku gevşek bağ dokusunun en yaygın türüdür. Kolayca gerilir, ancak yırtılmaya direnir. Bu dokunun narin lifleri arasında dağılmış üç ana hücre türü vardır: fibroblastlar, histiyositler ve mast hücreleri. Fibroblastlar fibril (küçük lif) sentezleyen hücrelerdir. Hasarlı bölgeye göç ederek doku tamirinde aktif rol oynarlar. Histiyositler kan dolaşım sistemi dışındaki parçacıkları (debrisleri) ve mikroorganizmaları yiyen büyük, sabit fagositik hücrelerdir. Bunlar aslında kanda sirküle eden monositlerdir. Doku içine girdiklerinde makrofaj adını alırlar. Gevşek bağ dokusundaki makrofajlara histiyosit denir. Histiyositler hareketsizdir veya dokuya sabitlenmişlerdir. Mast hücreleri küçük damarların yakınında bulunurlar. Bu hücreler heparin ve histamin üretirler. Doku hasarı olduğunda enflamatuvar kimyasallar salgılayarak enflamatuvar yanıtı başlatırlar. Bu enflamatuvar yanıt doku tamiri için gereklidir.

Areolar doku, organlar, kaslar, kan damarları ve sinirler etrafındaki temel destek dokusudur. Omurilik ve beynin etrafındaki ince membranları oluşturur. Deride dermisin ve dışa açılan tüm vücut sistemlerindeki epitel dokusunun altında bulunur.

Histiyositlerin (makrofajlar, beyaz kan hücreleri) bir fonksiyonu patojeni yok etmektir. Bakteri ve virüsler vücuda çoğu kez derideki çatlaklardan veya aldığımız nefes ve yediğimiz gıdalarla girdikleri solunum ve sindirim sistemindeki epitelyal örtüyü geçerek girer ve doku hasarına neden olabilirler. Areolar doku, histiyositler patojenlere daha kana karışmadan müdahale edecek şekilde, stratejik olarak yerleşmiştir.

Adipoz (yağlı) bağ dokusu: Yağ dokusu gevşek bağ dokusunun ikinci tipidir. Beyaz ve kahverengi olmak üzere iki farklı yağ dokusu vardır. Beyaz yağ dokusu daha boldur ve daha iyi bilinir. Kahverengi yağ daha azdır ve az bilinir.

Yağ hücreleri (adipositler) yağ depolamak üzere özelleşmiş mezenkimal hücrelerdir. Yağlar uzun vadeli enerji depolamanın kimyasal formudur. Adipositler mitoz ile çoğalabilirler, ancak vücuttaki adiposit sayısının ömür boyunca nispeten sabit kaldığı düşünülmektedir. Sadece boyutları değişebilir; daha fazla yağ depolanırsa daha irileşirler veya yağlar enerji için kullanıldığında küçülürler.

Yağ hücreleri sıkıca bir araya gelerek loblar oluştururlar. Hücrelerde yağ tek bir vakuol halindedir (univakuoler, unilokuler). Yağ dokusundaki matriks miktarı azdır ve doku sıvısı ve birkaç kollajen liften oluşur. Yağ hücreleri retikulum iplikleri ile kuşatılmıştır. Arada kapiller ağlar bulunur.

Yağ en fazla deri ve kaslar arasındaki subkutan bağ dokusunda depolanır. Bu katmanın kalınlığı bireyler arasında farklılık gösterir. Depolanan yağ miktarı arttıkça subkutan dokunun kalınlığı da artar. Kadınlarda vücut ağırlığının %20-25'i, erkeklerde %15-20'si yağdır. Sağlıklı bir bireydedepo yağ yaklaşık 40 günlük enerji rezervidir.

Yeni doğanda vücudun her tarafındaki yağ dokusu eş kalınlıktadır. Zamanla, hormonların etkisi ile vücudun bazı yerlerinde yağ miktarı azalırken bazı yerlerinde artar. Erkeklerde başlıca ense, 7. servikal omur hizası, deltoid ve triseps kasları çevresi, lumbosakral bölge ve baldırlarda birikir. Kadınlarda ise meme, baldır, kalçaların ön bölümü, epitrokanterik bölge yağların biriktiği bölgelerdir. Ayrıca her iki cinste de karında (omentum, mezenteryum, retroperitoneal bölgeler) yağ birikimi vardır. Bu birikmiş yağlar mobildir. Bazı yerlerde ise (orbita, avuç içi, ayak tabanı) destek görevi gören stabil yağ dokusu bulunur. Göz kapağı, penis derisi, skrotum, kulak aurikulasında yağ bulunmaz.  

Yağ dokusu ayrıca organların, kas lifleri demetlerinin ve sinirlerin çevresinde ve arasında sağlam, koruyucu bir ambalaj görevi görür ve kan damarlarını destekler. Böbreklerin ve gözün çevresinde, onları sert darbelerden veya sarsıntılardan koruyan tampon görevi görür. Buna ek olarak, yağ zayıf bir ısı iletkeni olduğundan vücudumuz için bir yalıtım görevi görür ve bizi aşırı ısı kayıplarına veya ısı artışlarına karşı korur.

Yağ dokusu aynı zamanda endokrin bir dokudur, çünkü en az bir hormon üretir. Leptin, yeterli yağ depolandığında adipositlerden salınan ve hipotalamusu uyararak iştahı baskılayan bir hormondur. Leptin salgısı azaldığında iştah artar. Leptin aynı zamanda osteoblast tarafından kemik matrisinin oluşumunu uyarır. Adipositler insülinin şeker ve yağ metabolizmasındaki aktivitesini düzenleyen en az iki kimyasal madde daha salgılarlar. Yağ dokusu, beyaz kan hücrelerini aktive eden kimyasallar olan sitokinler ürettiği için, vücudun yaralanmaya karşı ilk tepkisi olan enflamasyonla da ilgilidirler.

Yani yağ dokusu basitçe hareketsiz bir yağ deposu değildir. Daha çok düzgün beslenmemizi sağlayan ve bizi deriden bulaşan patojenlere karşı koruyan karmaşık sistemlerin bir parçasıdır.

Kahverengi yağ, bebeklerde bol miktarda, yetişkinlerde daha az bulunur. Beyaz yağ dokusunun aksine kahverengi yağ bir enerji depolama dokusu değildir. Hücre solunumu ile glikozun (veya yağın) hızla parçalandığı termojenik (ısı üreten) bir dokudur. Ancak bu hücrelerde glikozun yıkılması ATP sentezinden kopuktur ve enerjinin çoğu ısı olarak açığa çıkar. Erişkinlerde düzenli egzersiz veya soğuğa maruz kalma kas hücrelerini uyararak beyaz adipositleri kahverengi adipositlere dönüştüren irisin hormonu salgılanmasına neden olur. Kahverengi yağ hücreleri, daha fazla kalori tüketir ve ısı üretir.

Retiküler bağ dokusu: Retiküler doku, gevşek bağ dokusunun üçüncü tipidir. Karaciğer, kemik iliği ve dalak ve lenf düğümleri gibi lenfoid organların iskeletini oluşturan ince lif ağlarından oluşur. Bu ağlarda kollajen ve elastik lifler bulunmaz. Kollajen ve elastin sadece organı saran kapsül ve ondan ayrılan trabeküller içinde bulunur. Retikulum hücreleri (retikülosit) ve bunları dıştan destekleyen retikulum ipliklerinden oluşur. Sıvı ve hücre geçişine izin veren ince, üç boyutlu bir ağ örgüsü (süngerimsi bir yapı) oluşturur.

ıı.Yoğun (dens) bağ dokusu

Mekanik yüklenmenin olduğu yerlerde bulunur. Adından da anlaşılacağı gibi lif demetleri yoğun (çok ve sık), hücre sayısı ve kan damarları azdır, bu nedenle metabolizmaları da yavaştır. Liflerin yerleşim şekline ve kollajen / elastin lif oranlarına göre düzenli (regüler) ve düzensiz (irregüler) olmak üzere iki alt gruba ayrılır.

Düzenli (regüler) yoğun bağ dokusu: Kollajen lifler dokuya etki yapan kuvvete göre; paralel (tendon, ligament), dikey (dişte periodont) ya da hem paralel hem dikey (derin fasya) seyrederler ve birbirlerine sıkı şekilde sokularak demetler yaparlar. Tendonlar daha çok sert kollajen liflerinden oluşurken, ligamentler hem sert kollajen hem de esnek elastin içerirler.

Düzenli yoğun bağ dokusu ayrıca içerdiği lif türüne göre fibröz düzenli yoğun bağ dokusu (tendon, ligament, fasya), elastik düzenli yoğun bağ dokusu (ses telleri, elastik ligament, elastik membran, elastik arterlerin tunika medyası) olmak üzere iki gruba ayrılırlar.

         ·         Fibröz düzenli yoğun bağ dokusu esasen paralel (düzenli) seyreden kollajen liflerden oluşur. Bu paralel düzenleme kollajene büyük güç kazandırırken, esnekliğini korur. Yüksek kan basıncı altında olan arterlerin dış duvarları fibröz bağ dokusu ile takviye edilmiştir. Tendonlar ve ligamentler fibröz bağ dokusundan oluşur. Bu yapılar büyük mekanik kuvvetlere dayanabilirler. Fibröz bağ dokusunun kanlanması nispeten zayıftır. Bu nedenle onarım süreci yavaştır. Ayak bileği şiddetle burkulduğunda (bağlar aşırı gerilmiş demektir) tam iyileşme birkaç ay sürebilir.

         ·         Elastik düzenli yoğun bağ dokusu esas olarak elastin liflerinden oluşur. Elastini stabilize eden fibrilin lifleri de önemlidir. Bu doku aort ve dalları gibi büyük arterlerin duvarlarında, akciğerlerin alveollerini çevreleyen elastik bağ dokusu da bulunur. Bu dokunun kan dolaşımında ve solunumda önemli işlevleri vardır.

Düzensiz (irregüler) yoğun bağ dokusu: Buradaki kollajen lifler birbirine paralel değildir. Ancak doku hala güçlüdür, fazla miktardaki kollajen dokuya dayanıklılık verir. Bu kollajen lifler çeşitli streslere dayanacak şekilde, farklı yönlerde (irregüler) birbirlerini çaprazlayarak yerleşmişlerdir. Arada elastik lifler de bulunur. Derinin dermis tabakası, subkutan dokunun trabekula ve septaları, kas kılıfları (fasyalar), periost, organ kapsülleri, dura mater ve arter gibi vücut tüplerinin dış örtüleri düzensiz yoğun bağ dokusudur. Dermis, iyi bir kan dolaşımına sahip olduğu için diğer lifli bağ dokusundan farklıdır.

ııı. Özelleşmiş bağ dokular

Kemik, kıkırdak ve kan özelleşmiş bağ dokularıdır.

Kemik: Kemik, çok sağlam ve özelleşmiş bir bağ dokusudur. Bir kemik kesildiğinde kabaca (makroskopik) iki tür kemik dokusu görülür: yoğun, solid dış tabaka (kompakt, kortikal kemik) ve iç kısımda, kompakt kemiğin altında süngerimsi bir doku (kansellöz , tarabeküler, spongiöz kemik). Kompakt kemiğin iç (mikroskobik) yapısı ağaç halkalarına benzeyen ‘haversiyan sistemi - osteon’lardan oluşur. Trabeküler kemiğin iç yapısı ise ikiye bölünmüş (yarım) osteona benzeyen ‘trabekula’lardan oluşur. Osteosit olarak adlandırılan kemik hücreleri kavitelerde veya lakünelerde bulunur. Kemik matriksi mineral tuzlar, özellikle de kalsiyum ve fosfor ile emprenye edilmiştir ve bu da kemiğin sağlam ve sert görünmesini sağlar.

Kemik iyi bir kan dolaşımına sahiptir ve bu da kalsiyum için bir saklama alanı olarak işlev görmesini ve kırık sonrası nispeten hızlı bir şekilde onarılmasını sağlar. Sternum ve pelvis gibi bazı kemiklerde kan hücreleri üreten birincil hemopoetik doku olan kırmızı kemik iliği bulunur. Kemik dokusunun diğer işlevleri, kemik matrisinin kuvveti ile ilgilidir. İskelet vücudu destekler ve bazı kemikler iç organları mekanik yaralanmalardan korur.

Dentin: Bir diğer özelleşmiş bağ dokusu olan dentin dişleri oluşturan maddedir. Dentin yapısı kemiğe benzer, ancak daha sert ve daha yoğundur. Dentin dişin taç (crown) kısmında mine (emaye) denen beyaz görünüşlü başka bir malzeme ile kaplıdır. Dentin açık kahverengidir. Mine dentinin üzerine spesifik epitel hücreleri tarafından salgılanır. Bu salgı, dişler çıkmadan (damağı yarmadan) hemen önce oluşur.

Kıkırdak: Kıkırdak; yumuşak dokular için destek, eklemler için şokları emen kaygan bir yüzey oluşturur. Kan ve lenf damarları ve sinir lifleri bulunmaz. Kıkırdak hücreleri kondrosit olarak adlandırılır. Bu kondrositler de kemik hücreleri gibi laküna denen kavitelerde bulunur. Lakünalar protein ve polisakaritlerden oluşan sağlam bir matristeki boşluklardır. Kıkırdağın türüne bağlı olarak, matrikste çeşitli miktarlarda kollajen ve elastin lifleri gömülüdür ve bu da kıkırdağın esnek ya da çok güçlü ve dirençli olmasına neden olur.

Hyalin , fibröz ve elastik olmak üzere 3 tip kıkırdak vardır.

Mikroskopla bakıldığında hyalin kıkırdağın matriksinde lifler görülmez. Bundan dolayı açık, saydam anlamına gelen hyalin adı verilir. İntrauterin hayatın ilk 3 ayında iskelet sistemi tamamen hyalin kıkırdaktan oluşur. Bu hyalin kıkırdağın çoğu daha sonra ossifikasyon adı verilen bir süreçle kemik ile yer değiştirir. Ancak bir miktar hyalin kıkırdak eklemlerdeki kemik yüzeylerinde bir kaplama olarak kalır. Üst yedi kaburganın ucunu sternuma bağlayan kostal kıkırdaklar hyalin kıkırdaktır. Trakea ve bronşlar hyalin kıkırdağının inkomple halkaları sayesinde açık kalır. Burnumuzun septumu da hyalin kıkırdaktan yapılmıştır.

Fibröz kıkırdakta matrikse gömülmüş önemli miktarda sert kolajenöz lif bulunur. Bu lifler bu kıkırdak tipini yoğun ve gerilmeye karşı daha dirençli hale getirir. Vertebraların arasında amortisör görevi gören intervertebral diskler bu kuvvetli kıkırdaktan yapılıdır. Aynı zamanda iki pelvik kemiği pubis simfizine bağlar. Böylece omurgamızı esnetebilir ve belirli bir hareket aralığında bükebiliriz. Pubis simfizindeki fibrokartilajdan dolayı doğum esnasında doğum kanalı bir miktar genişler.

Üçüncü tip kıkırdak elastik kıkırdaktır. Bu kıkırdak türünün matriksinde gömülü lifler arasında elastin lifleri baskındır. Bu lifler bu kıkırdak tipinin kolayca esneyebilmesini, bükülebilmesini ve sonra yeniden orijinal şekline dönebilmesini sağlar. Kulak kepçesi, işitme kanalları, östaki tüpü ve epiglotis elastik kıkırdaktan oluşur.

Kan, lenfoid doku ve retiküloendotelyal sistem: Kan ve hematopoietik doku, özelleşmiş bağ dokusunun diğer örnekleridir. Kemik iliği ve lenfoid organlara hematopoietik doku denir. Kan sıvı bir bölüm (plazma) ile trombositler, eritrositler (alyuvarlar, kırmızı kan hücreleri) ve lökositlerden (akyuvarlar, beyaz kan hücreleri) oluşur. Kan hücreleri kırmızı kemik iliğinde ve beyaz kan hücrelerinin bazıları da lenfoid organlarda oluşur.

Kan vücudu dolaşan sıvı dokudur (sıvı sirkülasyonu = kan dolaşımı). Oksijen, besin maddeleri, hormonlar, enzimler ve karbondioksit ve üre gibi atık ürünleri nakleder. Vücut ısısını düzenlemeye yardımcı olur. Ayrıca beyaz kan hücreleri vasıtasıyla vücudu korur. Sadece kırmızı kan hücreleri kan damarları dışına çıkamaz. Kandaki diğer tüm hücre türleri ve çoğu plazma bileşeni serbestçe bağ dokusuna geçebilir ve sonra damar içine geri dönebilir. Böylece bağ dokularındaki mobil hücrelerin çoğu kandaki hücrelerle değiştirilebilir.

Kanın matriksi vücuttaki toplam kan hacminin yaklaşık % 52-62'sini oluşturan plazmadır. Plazmada çözünmüş tuzlar, besinler, gazlar ve atık maddeler bulunur. Plazmanın başlıca işlevlerinden biri bu materyallerin vücut içinde taşınmasıdır. Kan hücreleri kalça kemiği ve vertebra gibi yassı ve düzensiz kemiklerde bulunan ve vücudun birincil hemopoetik (kan oluşturan) dokusu olan kırmızı kemik iliğindeki kök hücrelerden farklılaşırlar. Kan hücreleri; alyuvarlar, trombositler ve beş çeşit akyuvardan (nötrofiller, eozinofiller, bazofiller, monositler ve lenfositler) oluşur. Hücreler toplam kanın %38-48'ini oluşturur ve her hücrenin kendi özel fonksiyonu vardır. Alyuvarlar hemoglobindeki demirle oksijen bağlarlar. Akyuvarlar fagositoz, antikor üretimi veya diğer kimyasal yöntemlerle patojenleri yok eder ve bazı hastalıklara karşı bağışıklık sağlarlar. Trombositler kan kaybını önler; kan pıhtılaşma süreci trombositleri içerir.

Lenfoid doku lenf bezlerinde veya düğümlerinde, timus bezinde, dalakta, bademciklerde ve adenoidlerde (geniz eti) bulunur. Lenf dokusu B lenfositleri gibi plazma hücreleri üretir. Bu dokunun başlıca rolü antikor üretimi olup bizi hastalıktan ve yabancı mikroorganizmalardan korur.

Lenfositler, dalak, lenf düğümleri ve timus bezini oluşturan lenfatik dokuda olgunlaşır ve bölünürler. Timusta da kök hücreler vardır, ancak sadece T lenfositlere farklılaşır. Kök hücreler dalakta ve lenf düğümlerinde de bulunur, ancak ürettikleri lenfosit sayısı toplamın küçük bir bölümüdür.

Retiküloendotelyal (RE) sistem fagositoz yapan özelleşmiş bağ dokusu hücrelerinden oluşur. Bu kategoriye üç tip hücre girer. Birincisi karaciğer, dalak ve kemik iliğinde bulunan RE hücreleridir (karaciğerdekiler Kupffer hücreleri olarak bilinir). İkincisi makrofajlardır. Bu hücrelere histiyosit ya da "konar – göçer (resting-wandering)" hücreler denir. Çünkü bir istilacıyla karşılaşıp onu yiyene kadar dokuya sabitlenmişlerdir. RE sisteminin herhangi bir fagositik hücresi makrofaj olarak adlandırılabilir. Üçüncü RE hücre tipi nörogliadır. Nöroglia santral sinir sisteminde bulunan bir fagositik hücredir.

Sinoviyal membran: Sinovyal membranlar sinoviyal eklem kapsülünün iç yüzeyini kaplarlar ve özelleşmiş bir bağ dokusu olarak sınıflandırılırlar. Bu membranlar aynı zamanda bursaları da da iç yüzeyini kaplarlar. Bursalar kas, tendon, kemik ve cilt ile alttaki yapılar arasında bulunan ve sinoviyal sıvı içeren küçük keselerdir. Sürtünmeyi önlerler.

b. Bağ dokusunun görevleri

Bağ dokusu vücudun yapısal ve mimari çerçevesini oluşturur; organizmaya şeklini verir ve destekler. Dokuları ve organları bir birinden ayırır ve birbirine bağlayarak bir arada tutar. Vücudu yabancı maddelerden korur, doku ve hücrelere metabolik destek sağlar. Ayrıca hücre göçünü, büyümesini ve farklılaşmasını düzenler.

Bağ dokusunun başlıca görevleri şunlardır;

·       Yapısal ve mekanik destek: Kemik ve kıkırdak kompressif yüklere karşı direnç sağlarlar. Kemik iskeleti oluşturur ve iç organları destekler. Tendon, ligament ve fasya gerilmeye karşı dirençli, ancak esnek dokulardır; bir miktar uzayabilirler. Gevşek bağ dokusu organlar arasındaki boşlukları doldurur.

·       Bağlantı: Tendonlar kasları kemiğe, ligamentler ise deriyi kemiğe bağlar. Deri alttaki kaslara bağ dokusu ile bağlanır. Bağ dokusu aynı zamanda organların etrafında ve organlar arasında tabakalar oluşturur.

·       Hareket: Kaslar kemikleri tendonlar aracılığı ile çekerek kemikleri ve vücudumuzu hareket ettirirler.

·       Korunma: Kemikler kalp, akciğer, beyin ve omurilik gibi hayati organları korur. Kan hücreleri, özellikle beyaz kan hücreleri bizi yabancı mikroorganizmalara ve doku hasarına karşı korur.

·       Transport (nakil): Kan gazları, enzimleri ve hormonları hücrelere taşır.

·       Beslenme: Hücreler arasındaki besin hareketleri bağ doku komponentleri tarafından düzenlenir. Kan besin maddelerini vücuttaki hücrelere taşır. Metabolitler damarları terk ettikten sonra da komşu bağ dokusu aracılığı ile hücre ve dokulara ulaşır. Aynı şekilde hücre ve dokuların atık metabolitleri kapiller kana dönmeden önce gevşek bağ dokusundan geçer. Eklem kapsüllerindeki sinovyal membranlar kemiklerin üstünde bulunan kıkırdağı besler.

·       Depolama: Kemik mineral tuzları şeklinde kalsiyum ve fosfor depolar. Yağ dokusu kullanılacak yüksek enerjili yağ moleküllerini depolar ve gerektiğinde adenozin trifosfata dönüştürür.

·       Yalıtım: Adipoz (yağ) doku bizi aşırı ısı kaybına ve aşırı ısı artışına karşı izole eder.

c. Bağ dokusunun genel karakteristik özellikleri

Bağ dokusu fonksiyonlarını kendi farklı komponentleri aracılığıyla görür. Bu komponetlerin çoğu kendi aralarında ve hücrelerle etkileşen makromoleküllerdir. Bunların oranlarındaki ve düzenlenmelerindeki farklılık çeşitli dokuların fonksiyonunu belirler. Birçok hastalık bir ya da daha fazla komponentin asıl yapısındaki defektlerden kaynaklanır.

Bağ dokusu: Hücreler ve lifler. (Proteoglikanlar ve glikoproteinler gösterilmemiş).

Bağ dokuları üç temel komponent içerir; hücreler, lifler ve ara madde (ground substance). Lifler ve ara madde hücrelerin dışındadırlar ve ekstrasellüler matriks olarak adlandırılırlar.

 

Hücreler ekstrasellüler matriksi sentezler, onarır ve yeniler. Ekstrasellüler matriksin primer fonksiyonu dokunun spesifik mekanik ve biyokimyasal özelliklerini sağlamaktır. Matriks ayrıca hücrelerin fonksiyonlarını da etkiler. Hücre-matriks etkileşimi spesifik hücre reseptörleri ve bazı matriks moleküllerinin bu reseptörlere bağlanan epitopları vasıtası ile olur. Bu epitoplar sadece hücreye bağlanma ve migrasyonda (hücre göçü) rol oynamazlar, aynı zamanda hücre farklılaşmasını ve gen ekspresyonunu da düzenler veya teşvik ederler. Perisellüler matriks, hücreyi zararlı mekanik etkilerden korurken, mekanik kaynaklı sinyal iletimine aracılık eder. Ekstrasellüler matriks ayrıca büyüme faktörlerinin salınmasında ve depolanmasında da rol oynar.

 

Tablo 1.Bağ dokusunda bulunan hücre tipleri ve görevleri.

(Enflamasyonla gelen ve sonra kaybolan alyuvarlar hariç)

Hücre tipi

Dağılımı

Ana ürünü/fonksiyonu

Fibroblast

Tüm bağ dokuları

Yapısal lifler ve ara madde

Kondroblast

Kıkırdak

GAG’lar ve Tip II kollajen

Osteoblast

Kemik

Kollajen lifleri ve matriks

Adiposit

Yağ dokusu

Metabolik, enerji depolama

Makrofaj

Kemik iliğinden kaynaklanır

Tüm bağ dokularda bulunur

Defans: yabancı cisim ve debrislerin fagositozu

Mast hücreleri

Kemik iliğinden kaynaklanır

Tüm bağ dokularda bulunur

Histamin, sitokin, v.b. immun fonksiyonlar

a. Hücreler: Bağ dokusundaki çeşitli hücreler fibröz proteinleri ve ekstrasellüler matriksin diğer komponentlerini sentezlerler ve vital metabolitleri depolar. Bunlar immun ve enflamatuvar yanıtlarda olduğu gibi doku yenilenmesi ve onarımında da önemli rol oynarlar. Bu hücrelerin birçoğu bağ dokusuna özgüdür. Bazıları ise kemik iliği kaynaklıdır, fakat bağ dokusunda hep vardırlar. Bağ dokusunda sürekli olarak bulunan bu hücreler ve fonksiyonları Tablo 1’de özetlenmiştir. Diğer hücreler doku yaralanması, enflamasyon ve onarıma tepki olarak kan damarlarından göçerler. Bunlar iyileşme ilerledikçe ve enflamasyon azaldıkça kaybolma eğilimindedirler. Bu hücreler; plazma hücreleri, nötrofiller, monositler ve bazofillerdir.

Her dokunun matür ve immatür formda kendine özgü temel bir hücre tipi vardır. Bu hücrelerin hepsi mezenkim kaynaklıdır. Hücreye ihtiyaç olduğunda mezenkimal kök hücreler immatür hücreye dönüşür. Matriksi salgılayan bu aktif immatür hücreler –blast (oluşturan) eki ile gösterilir. Primer blast hücreler fibroblastlar, kondroblastlar ve osteoblastlardır (Tablo 1). Matriks olgunlaştıktan sonra –blast hücrelerin aktiviteleri azalır, olgunlaşır ve –sit (hücre) eki ile tarif edilirler. Olgun hücreler birbirleri ile ve diğer ekstrasellüler moleküllerle iletişim halindedirler. Doku yaralandığında enflamasyonu ve kök hücrelerin aktif (-blast) hücreye dönüşümünü uyararak matriks komponentlerinin yenilenmesini ve onarılmasını sağlarlar.

Hücrelerin matriks elemanlarını salgılama hızı yaşa ve hormonal etkilere göre farklılıklar gösterir. Doku hasarı yoksa ve yeni hücre gerekmiyorsa kök hücre uyarılmaz. Enflamasyon ve tamir esnasında kök hücreler uyarılır bağ dokusundaki fibroblast sayısı artar. Ekstrasellüler matriks hücre çoğalmasını (proliferasyon) ve farklılaşmasını (diferansiyasyon) büyük ölçüde etkiler.

Germe ve sıkıştırma (tensil ve kompressif) güçler de hücre fonksiyonunu etkiler. Hücre şeklinin değişmesi hücrelerin hormonlara ve büyüme faktörlerine yanıtını değiştirebilir. Egzersize bağlı doku hipertrofisi ve inaktiviteye bağlı atrofi bu şekilde açıklanmaktadır.

b. Lifler: Bağ dokuda üç majör fibröz protein görülür: kollajen, elastin ve retikülin. Dokular bir veya daha fazla kollajen tipi ve farklı oranlarda kollajen ve elastik lif içerir. Lifler ekstrasellüler matriksin diğer komponentleri ve mineraller ile birleşerek spesifik bağ dokusunu oluştururlar. Bir dokunun spesifik özelliklerini genellikle baskın (predominant) lif tipi belirler. Konnektif doku tiplerinin ekspresyonu büyük ölçüde doğal hücre tipine, dış çevreye ve organizmanın fizyolojik yaşına bağlıdır.

Kollajen: Kollajen en çok bulunan proteindir. Total vücut ağırlığının %30’dan fazlası kollajendir. Şimdiye kadar 28 kollajen tipi izole edilmiştir. Kollajen tipleri güç veya esneklik sağlayan fibril veya tabakalar oluşturabilirler. Kimyasal kompozisyonu, makromolekül organizasyonu, doku dağılımı ve fonksiyonu değişse de tüm kollajenlerin yapısı ortaktır. Dokuların çoğunda birkaç kollajen tipi bulunur. En sık görülen kollajenler Tablo 2’de verilmiştir. Diğer tipler hemen tüm dokularda az miktarda bulunsa da minör olarak kabul edilirler. Fibröz kollajen beyaz renktedir.

Tablo 2. Major kollajen tipleri ve karakteristik özellikleri

Kollajen tipi

Doku dağılımı

Ultrastrüktür

Sentez

Fonksiyon

I

Deri, kemik, tendon, fasya, ligament

Sıkı kalın lif paketleri

Fibroblast, osteoblast, kondroblast

Mekanik stabilite, gerilmeye direnç

II

Hyalin  kıkırdak

Oldukça ince lifler

Kondroblast

Tensil güç

III

Deri, damarlar, iç organlar, düz kas

Gevşek ince lif paketleri

Düz kas, fibroblast, hepatoblast

Fleksibilite

IV

Ara madde,

bazal lamina

Non-fibröz, amorf

Endotel, epitel hücreleri

Destek ve filtrasyon

 

 

Şekil 1:Kollajen molekülü

Şekil 2:Kollejen bantlarının yapısal organizasyonu.

Kollajen sentezi orijinal yapı taşları olan prokollajenin biyokimyasal modifikasyon kaskadıyla olur. Pek çok enzim, ko faktör ve büyüme faktörü olgun kollajenin yapısı ve işlevi için çok önemli olan bu değişiklikleri etkiler. En fazla bulunan Tip I kollajen üç polipeptit zincirinden oluşur. Bu polipeptit zinirlerinin kimyasal yapısındaki farklılıklar kollajenin tipini belirler. Bu zincirler üçlü sarmal şeklinde (saç örgüsü gibi) içe geçerek prokollajen denen molekülleri oluşturur. Prokollajen hücre içinde yapılır ve daha sonra hücre dışına; ekstrasellüler matrikse transfer edilir. Prokollajenler hücre dışında birleşerek tropokollajeni, tropokollajenler mikrofibrili, mikrofibriller de kollajen fibrillerini oluşturular (Şekil 1 ve 2). Mikrofibriller birbirlerine ile hidrojen bağları ve hidrofobik etkileşme ile tutunurlar ve tropokollajen molekülleri arasındaki çapraz bağlarla takviye edilirler. Kolajen liflerinin mekanik özelliklerini büyük ölçüde çapraz bağların türü  ve miktarı belirler. Beslenme ve farmasötik maddeler kollajen sentez veya metabolizmasının kritik aşamaları üzerinde etkili olabilirler.

Tip I ve III kollajen fibrilleri lif  (fiber) oluştururlar. Tip I kollajende bu lifler demetler oluşturacak şekilde bir araya gelirler(ör: kemik, tendon), ancak Tip II kollajen demetler oluşturmaz (ör: kıkırdak). Liflerin çapı içerdikleri fibril sayısına bağlıdır. Fibril çapındaki değişiklikler genellikle yaşlanmada görülür ve anabolik steroid gibi bazı ilaçlardan etkilenir.

Genel olarak kollajen lifleri bükülebilirler (fleksible), fakat fazla esnek (elastik) değildirler. Yine de bir miktar uzayabilirler. Sahip oldukları büyük tensil kuvvet, içinde bulundukları dokulara eşsiz bir kuvvet ve esneklik kombinasyonu sağlar. Gerilmeye karşı mukavemet lif çapına, liflerin stres hattındaki oryantasyonuna ve moleküller arasındaki çapraz bağlantıların tip ve miktarına bağlıdır.

Şekil 3:Elastik lifler.

Kollajen türleri ile oryantasyon arasındaki kalıplar, çeşitli bağ dokuları ve hatta türler arasında farklılık gösterir. Genel olarak, kolajen elyaflar elastik değildir, ancak içerdikleri dokulara esneklik ve mukavemet kombinasyonu veren büyük gerilme mukavemetine sahiptirler. Liflerin çapı ve stres çizgileri boyunca bunların yönlendirilmesi, bir dokunun gerilme mukavemetini oluşturur.

Elastik lifler: Elastik lifler ligament gibi gerilmeye maruz kalan dokularda daha fazladır. Ayrıca tendon, arter ve deride de bulur. Uzunluğu, kalınlığı ve dağılımı çeşitli dokularda farklıdır. Elastinin yüksek oranda olduğu dokular sarı renkte görünür.

Elastik lifler kollajenden daha incedirler ve üç boyutlu bir yapı oluştururlar. Her bir elastik lif, diğer elastik liflere çapraz bağlarla bağlanır. Arterdeki elastin mikrofibril içermez, non fibrillerdir.

Elastik liflerin uzayabilme ve genişleyebilme yeteneği üç boyutlu ve değişken sarmal yapısına bağlıdır. Bu lifler orijinal boylarının 1-1,5 katına kadar kolaylıkla uzayabilirler (Şekil 3). Elastik lifler, genişleyebilme özelliğini sınırlamak ve kopmaları önlemek için kollajen liflerle iç içe geçmiş olarak bulunur.

Retriküler lifler: Retiküler lifler gözle görülemeyecek kadar incedirler ve düz kas, yağ dokusu ve kemik iliği gibi bazı organlarda geniş bir ağ oluştururlar. Bunların Tip III kollajenin özel bir formu olduğu kabul edilmektedir.

Retiküler lifler normalde fibroblastlar tarafından salgılanır. Ancak hemopoietik ve lenfatik dokularda (timüs hariç) retiküler hücreler (retikülosit) denen özel hücreler tarafından sentezlenirler.

Bu lifler farklı organlarda hücreler ve hücre grupları arasında ince örgülü bir ağ oluştururlar. Enflamasyon ve yara iyileşmesi esnasında çoğu bağ dokusunda bol miktarda retiküler lif salgılanır, daha sonra bunların yerini düzenli kollajen lifler alır.

c. Ara madde (Ground substance): Ara madde hücreler tarafından sentezlenir ve hücreler ve lifler arasında kalan boşlukları doldurur. Yüksek su içeriğinden dolayı viskozitesi lubrikant olarak işlev görür. Ara madde içinde bol miktarda fibröz proteinlerin, proteoglikanların, glikoproteinlerin ve hücreler tarafından salgılanan diğer moleküllerin çözünebilir prekürsörleri bulunur.Ara maddenin iki ana bileşeni, su moleküllerini tutan ve ekstrasellüler matrikse direnç, sağlamlık ve dayanıklılık kazandıran proteoglikanlar (PG) ve yapısal glikoproteinlerdir (GP).

Tablo 3: Proteoglikanlar

Büyük PG’lar

Küçük PG’lar

GAG’lar

Versikan

Dekorin

Biglikan

Kondroitin sülfat/

Dermatan sülfat

Perlekan

Testikan

Heparan sülfat /

Kondroitin sülfat

Nörokan,

Aggrekan,

Brevikan,

Bikunin

Kondroitin sülfat

 

Fibromodulin,

Lumican,

Keratan sülfat

Not: PG'lar büyüklüklerine göre (büyük ve küçük) ve glikozaminoglikan zincirlerine göre sınıflandırılır. Dekorin, biglikan, fibromodulin ve lumikan "küçük, lösinden zengin proteoglikan (SLRP) tanımlanırlar.

PG’ların boyutlarını ve işlevlerini kimyasal yapıları belirler. PG’lar çok sayıda glikosaminoglikandan (GAG) oluşan büyük moleküllerdir (Tablo 3). PG’lar bir protein çekirdeğe (core protein) bağlanan GAG zincirlerinin uzunluğuna ve türün e göre gruplandırılır. GAG’lar kondroitin sülfat, dermatan sülfat, keratan sülfat, heparin, heparan sülfat ve hiyaluronik asit şeklinde sıralanabilir.

Bu GAG zincirleri, bir şişe fırçasının kılları gibi çekirdekten dışarı uzanır (Şekil 4 ve 5). GAG'lar iki şekerli bir alt birimin tekrarı ile oluşurlar. Tekrar eden bu alt birimlerdeki iki şekerden biri daima bir amino şekerdir (glukozamin veya galaktozamin). Bu alt birimler sülfat gruplarının eklenmesiyle modifiye edilir. GAG'lerin sülfasyonu biyolojik aktivitelerini belirler.

Proteoglikan monomerleri sülfatlanmamış bir GAG olan hiyalüronik asit zinciri ile daha birleşerek daha büyük bir proteoglikan kompleksleri oluşturabilirler. Örnek olarak, yüzlerce proteoglikan agregatı içerebilen bu kompleksler kıkırdak dokusunda önemli bir rol oynar (Şekil 5).

Şekil 4: Bir proteoglikan monomeri (keratan sülfat + core protein)

PG’lar matriksteki proteinlerin ve sinyal moleküllerinin aktivitesini ve stabilitesini etkileyebilirler. Hücre hareketlerini ve besleyici ve inflamatuar maddeleri düzenleyen moleküler bir süzgeç görevi görürler. Ayrıca, dokuya su çekilmesinden ve su dengesinin sürdürülmesinden sorumludur. GAG'ların uzun zincirleri amino şekerlerinin karboksilik (COO-) ve sülfat (SO4-) gruplarından dolayı negatif yüklüdür. Yüksek yoğunluklu negatif yükler su moleküllerini çeker ve bağlar (Şekil 4 ve 5).

GAG’lar yapısına ve tipine bağlı olarak, kendi ağırlıkların 50 katı kadar su tutabilirler. Kıkırdaktaki hyaluronik asit - proteoglikan aggregat molekülü kıllı bacakları olan uzun kırkayaklara benzer. Negatif yüklü GAG’lar (kıllar) birbirlerini iterler ve komplekse çok yer kaplayan, açık bir yapı özelliği verirler. Yüksek derecede polarize “kıllar” su moleküllerini çeker ve kompleks, kollajen ağ tarafından sınırlanan sert bir sünger gibi davranır. Bu sünger sıkıştırıldığında bağlanan suyun bir kısmı çözülür ve bu arada kuvvetler tamponlanır ve etrafa eşit bir şekilde dağılır. Ara madde viskozitesi yüksek sıvı içeriği nedeni ile lubrikan olarak da görev yapar. Bunlar kıkırdağın eklemi mekanik hasardan nasıl koruduğunu açıklar.

Şekil 5: Bir proteoglikan agregatı. Bir proteoglikan monomeri glikosaminoglikan (GAG) zincirlerine kovalent bağlarla 'çekirdek -core- protein'den oluşur. GAG zincirleri negatif yüklü sülfat ve üronik asit grupları içeren uzun, lineer karbonhidrat polimerleridir. Proteoglikan monomerleri iyonize olmayan, sülfatiçermeyen bir GAG olan hyaluronikasite bağlanarak büyük aggregatlar oluştururlar.

 

Glikoproteinler proteoglikanlara benzerler. Farklı olarak protein fraksiyonu, dallı yapılar olan karbonhidratlardan daha fazladır. Glikoproteinler çok önemli görevleri olana geniş bir protein grubudur. Çeşitli hormonlar, kollajen gibi yapısal proteinler ve hücre yüzey molekülleri bu grup içinde yer alır. Bağ dokusundaki primer glikoproteinler fibronektin, laminin ve kondronektindir. Bunların ara maddedeki rolü hücrelerin, kendi subtratlarına migrasyonu ve adezyonudur. Mesela fibronektin fibroblastları kollajene bağlar (connection) ve proteoglikanları bağlar (bind). Bu bileşenler bağ dokusu iskeletini desteklerler ve hücre hareketlerine katkıda bulunurlar. 

d. Bağ dokusu fizyolojisi

Bağ dokusunun belli bir ömrü vardır. Yıpranan ve/veya yaşlanan doku komponentleri yıkılır, temizlenir ve yenileri ile ikame edilir. Turnover (döngü) denen bu doku degradasyonu ve sentezi kesintisiz bir süreçtir ve doku tamiri ve yenilenmesinin (remodeling) ayrılmaz bir parçasıdır. Enzimler ve ko-faktörler, hormonlar ve büyüme faktörleri ve sitokinler gibi birçok modülatör bağ dokusu bileşenlerinin parçalanmasını ve yeniden sentezini düzenler. Mekanik enerji, beslenme durumu ve çeşitli ilaçlar buna dahildir.

Doku komponentlerinin degradasyonu büyüme, remodeling, enflamasyon ve yaralanma sonrası doku onarımı esnasında olur. Planlanmış hücre ölümü (apoptozis) ve mekanik etkiler de (inaktivite veya egzersiz) degradasyonu uyarır. Degradasyonu spesifik enzimler başlatır. Kollajenleri parçalayan kollajenazlar çeşitli hücreler tarafından sentezlenir ve hormonlar, prostoglandinler ve lenfosit ve makrofajlardan salınan diğer substanslar (TNFα, İL-1) tarafından stimüle edilir. Kalsiyum gibi iyonlar kollajenaz aktivitesini düzenler. Fagositik hücrelerdeki lizozomal enzimler de proteoglikanları parçalar.

Doku döngüsü (turnover) makromolekül degradasyonu ve sentezi arasındaki net bir dengedir. Tamir süreci normlde makromolekül sentezinin degradasyona eşit miktarda olacak şekilde düzenlemesini içerir. Negatif turnover dengesi degradasyonun sentezden daha fazla (veya sentezin degradasyondan daha az) olduğu birçok enflamatuvar ve dejenatif eklem hastalığının karakteristik özelliğidir.

Doku remodelingi doku komponentlerinin yenileriyle yer değiştirme işlemidir. Ekstrasellüler matriksteki proteoglikanlar tamir süreci esnasında kollajen formasyonunu etkileyerek remodelingi düzenliyor gibi görünüyor. Remodeling ayrıca mekanik stimülasyonla da düzenlenir. Mekanik gerilme ve kompresyon kemik ve kıkırdak remodelingini modifiye eder. Bu dokularda doğrudan kanlanma olmadığı için beslenme difüzyona bağlıdır.

Çeşitli bağ dokusu komponentlerinin döngüsü farklıdır. Elastinin yenilenmesi, aylar, yıllar sürebilir. Kollajen döngüsü farklı yapılarda değişir. Normalde kollajen stabil bir proteindir ve yenilenmesi yavaştır. Matür kollajenin yenilenmesi için haftalar, aylar gerekebilir. Ancak organları kuşatan gevşek bağ dokusunda bulunan kollajen oldukça hızlı yenilenir. Proteoglikan döngüsü de hızlıdır. Hyaluronik asit 2-4 gün, sülfat içeren proteoglikanlar 7-10 gündür.

e. Bağ dokunun onarılması

Bağ dokusunun yaralanması hücrelere ve dokunun yapısal komponentlerine zarar verir. Birçok yanıt doku tamirini tetikler ve olaylar serisini başlatır. Yaralanmaya karşı oluşan vasküler, hücresel ve biyokimyasal yanıtlar burada özetlenmiştir.

Tamir sürecinin üç fazı bağ dokusunun genel iyileşmesine uygulanabilir. Ancak bu fazlar örtüşebilir. Bu yanıtlar zararlı ajanların çevre dokulara yayılmasını engeller, hasarlı hücreyi yok eder ve hasarlı dokuyu yeni sentezlenen komponentlerle değiştir.

a.Akut enflamasyon fazı: Yaralanmadan hemen sonra çeşitli vasküler ve sellüler reaksiyonlar enflamasyon denen yanıtı başlatır. Doku hasarı önce mast hücrelerinden histamin salınımını uyarır; histamin lokal bir alanda kan damarlarının dilatasyonuna neden olur ve vasküler permeabiliteyi artırır. Artan kan akımı ve geçirgen damarlardan sızan sıvı ve proteinler dokuda ödeme ve buna bağlı şişliğe neden olur. Yakın damarlardan hasarlı bölgeye hücre migrasyonu olur ve bu hücrelerden salınan kinin ve prostoglandin gibi maddeler daha fazla enflamatuvar mediatörün salgılanmasına neden olur. Lokal doku basıncı ve bu mediatörlerin bazı etkileri yakındaki sinirleri irrite eder. Bu olaylar enflamasyonun klasik bulgularına neden olur; kızarıklık, şişlik, ağrı ve sıcaklık.

Enflamasyonun birinci amacı homeostazi sağlamak, bölgeyi hasarlı hücrelerden temizlemek ve zemini doku onarımı için hazırlamaktır. Akut enflamasyon genellikle yalanmadan hemen sonra başlar ve 1-6 gün sürer. Başlangıçta trombositler kanamayı durdurur ve homeostazisi sağlar, en sonunda da makrofajlar fagositozla nekrotik hücre ve matriks komponentlerini temizler. Bu süre içerisinde meydan gelen olaylar tamir sürecini başlatır.

Prostoglandinler enflamasyonun önemli mediatörü olarak kabul edilirler ve anti enflamatuvar ilaçların hedefidir. Ancak prostoglandinler doku tamirinde de önemli rol oynarlar. Birçok göçmen hücre doku remodelinginde önemli görevler üstlenir. Nötrofil ve monosit gibi lökositler (göçmen beyaz kan hücreleri ) bölgede bulunan (yerli) makrofajlar ile birlikte hasarlı dokuda toplanırlar. Bu hücrelerden salınan enzimler nekrotik hücrelerin sindirilmesine yardım eder ve matriks proteinlerini parçalar; nötrofiller ve makrofajlar hücre atıklarını (debrisleri) içlerine alırlar. Trombositlerden salınan büyüme faktörleri yeni lif ve matriks molekül sentezini uyarır.

b.Matriks ve sellüler proliferasyon (granülasyon) fazı: Enflamatuvar hücrelerden salınan kimyasal mediatörler kök hücreri uyararak blast hücrelere farklılaşmalarını, blast hücrelerin proliferasyon ve migrasyonunu uyarırlar. Enflamasyonla başlayan bu süreç 2-3 hafta sürer. Bu süre içinde fibroblastlar fibronektin, proteoglikan ve küçük çaplı Tip III kollajen salgılarlar. Bu liflere ilave olarak yeni oluşan kapiller kanallarla birlikte granülasyon dokusu oluşur. Ancak bu granülasyon dokusunun tensil gücü azdır.

c.Remodeling (maturasyon) fazı: Remodeling proliferasyon fazında oluşan granülasyon dokusu şeklindeki matriksin yeniden şekillenmesi ve güçlendirilmesidir. Yaralanmadan 2-3 hafta sonra başlayan bu süreç 3  – 24 ay devam edeblir. Tamir ilerledikçe enflamatuvar hücreler kaybolur, kan damar sayısı ve fibroblast yoğunluğu azalır. Tip I kollajenin oranı artar ve matriks organizasyonu optimize olur. Kollajen lifleri yüklenme doğrultusunda yeniden oryante olur ve lifler arası çapraz bağlar artar. Kollajen olgunlaşır, elastin oluşur ve tensil kuvvet artar. Ancak yeniden modellenen doku tam olarak orijinaline benzeyemeyebilir ve mekanik özellikleri değişmiş olabilir.

f. Patofizyoloji

Yaralanmaların çoğunda bağ dokusunun yapısal komponentleri hasar görür. Spor faaliyetlerinde yaralanmalar akut ve aşırı kullanım (overuse) yaralanmaları olmak üzere iki gruba ayrılır. Akut travmalarda dokuda laserasyon veya parsiyel veya total rüptür oluşur. Bu yaralanmalar yukarıda açıklanan onarım süreçleriyle iyileşir. Kronik aşırı yüklenme veya tekrarlayan hareketten kaynaklanan aşırı kullanım yaralanmaları oldukça yaygındır. Degradasyon dokunun onarım kapasitesini büyük ölçüde aşar ve hücresel metabolizma değişiklikleri hücresel ve strüktürel seviyelerde hasara neden olur.

Enflamasyon, her iki yaralanma tipinin de en belirgin semptomudur. Enflamasyon herhangi bir yaralanma sonrası iyileşme sürecinin doğal bir parçasıdır. Ancak kronik enflamasyon artmış doku ykımına (degradasyona) ve onarım sürecinin bozulmasına neden olabilir. Gerçekten de kronik inflamasyon birçok bağ dokusu hastalığında özellikle eklemlerde önemli bir faktördür. Bağ dokusu enflamasyonuna bağlı semtomlarla başetmek için genellikle ilaç kullanılır. Fakat bu eksojen maddelerin birçoğu iyileşme ve onarım sürecini değiştirebilir.

Bağ dokuları yaşlandıkça kollajen ve proteoglikanlar bileşimi değişir ve dokunun mekanik özellikleri zayıflar. Diyabetiklerde bağ dokusunda meydana gelen değişiklikler de yaşlanma sürecine paraleldir ve diyabetin ileri evrelerinde görülen birçok komplikasyonun nedenidir.

Aşırı veya yüksek yoğunluklu egzersiz iskelet sistemini için travmatik olabilir ve akut veya aşırı kullanım yaralanmalarına neden olabilir. Hareketsizlik de bağ dokusunun normal metabolizmasını ve remodelingini bozabilir. İnaktivite hücrelerin ve matriks bileşenlerinin normal dögüsünü (turnover) engeller.

4. Kas dokusu

Kas dokusunun temel karakteristiği kısalma ve kalınlaşma ya da kontraksiyon yeteneğidir. Bunun nedeni, kas hücresindeki aktin ve miyozin denen iki proteinin etkileşimindir. Kas hücresinin kasılabilme yeteneği (kontraktilite) daha sonra ayrıntılı olarak ele alınacaktır. Kas hücresinin uzunluğu genişliğinden çok daha büyük olduğu için kas hücreleri genellikle kas lifleri olarak adlandırılır. Kas dokusu düz kas, çizgili veya iskelet kası ve kalp kası olmak üzere üç tiptir.

Düz kas hücreleri tek çekirdekli ve iğ şeklindedir. Çizgili değillerdir, yani mikroskopla bakıldığında yan yana sıralanmış koyu ve açık bantlar görülmez. Bu kas dokusu istemsizdir. Yani kasılma iradi olarak kontrol edilemez, otonom sinir sistemi tarafından kontrol edilir. Düz kas sindirim kanalı, arter ve venler gibi içi boş organların duvarlarında bulunur. Kas hücreleri dışta longitüdinal tabaka ve içte sirküler tabaka olmak üzere katmanlar halinde düzenlenir. İki tabakanın aynı anda (simültane) kasılması içi boş organlar içindeki maddeleri bir yönde iter. Dolayısıyla gıdalar peristaltizm denen sindirim kanalındaki düz kasların kasılmasıyla itilir ve arter ve venlerdeki kan sirküle eder. İdrar da düz kasın kasılmasıyla böbreklerden aşağı, üreterlere doğru itilir.

Kas denince akla çizgili veya iskelet kası gelir. Kemikleri çekerek vücudun hareketine neden olan dokudur. Bu nedenle iskelet kası adı verilir. İskelet kasının uzun ince hücreleri çok çekirdekli ve çizgilidir. Işık mikroskopunda aktinin ince protein filamanlarının açık bantlarını ve miyozinin kalın protein filamanlarının koyu bantlarını dönüşümlü olarak görebiliriz. Hayvanların ve balıkların "etini" yediğimizde, genellikle tükettiğimiz kas budur. Çizgili kas istemlidir (iradi) ve merkezi sinir sisteminin kontrolü altında çalışır. Kas toplam vücut ağırlığı ve kütlesinin yaklaşık %40'ını oluşturur. Vücutta her biri anatomik olarak ayrı bir organ kabul edilen yaklaşık 430 iskelet kası vardır. Postür ve vücut hareketlerinin büyük bölümü bu 430 kasın yaklaşık 75'i tarafından sağlanır.

Kalp kası yalnızca kalpte bulunur. İskelet kası gibi çizgili ve düz kas gibi tek çekirdeklidir ve otonom sinir sisteminin kontrolü altındadır. Kalp kası hücreleri, diğer kardiyak hücrelere bağlanan dalları olan silindir biçimindedir. Bu dallar interkalat diskler adı verilen özel alanlar vasıtasıyla birbirleriyle bağlantı kurarlar. Hücreler iskelet ya da düz kas hücrelerinden çok daha kısadır. Bu kalbin kasılmasına veya atmasına neden olan kastır; Böylece vücuda kan pompalar. Kalp kası hücrelerinin birbirine bağlı dalları, kalbin pompalama eyleminin eşgüdümünü garanti eder.

5. Sinir dokusu

Sinir dokusunun temel birimi sinir hücresi veya nörondur. Aslında nöron iletken bir hücredir; oysa sistemin nöroroglia denen diğer hücreleri destek hücreleridir. Nöronlar çok uzun hücrelerdir, bu nedenle kas hücreleri gibi sinir lifleri de denilmektedir. Esasen bütün bir nöronun mikroskop altında görüntülenmesi, uzunluğu nedeniyle imkansızdır. Bununla birlikte bir nöronun parçaları mikroskop slaytı taranırken görüntülenebilir. Hücre gövdesi çekirdek içerir. Uyarıları alıp hücre gövdesine yönlendiren dendritler adlı kök benzeri uzantılara da sahiptir. Aksonlar hücre gövdesinin uzun ve ince uzantılarıdırlar, impulsları akson uçlarına doğru iletirler.

Sinir dokusu beyin, omurilik ve vücuttaki çeşitli (periferik) sinirlerden oluşur. Vücudun en iyi organize olmuş dokusudur. Vücut hareketlerini kontrol ve koordine eder. Çevremizi algılamamıza ve değişen koşullara uyum sağlamamıza izin verir. İskelet kaslarımızı koordine eder. Özel duyuları arasında görme, tad, koku ve işitme bulunur. Duygularımızı ve akıl yürütme yeteneklerimizi kontrol eder. Hafıza prosesi sayesinde öğrenmemizi sağlar.

Periferik sinirler merkezi sinir sistemi (beyin ve omurilik) ile kas, duyu organları ve çeşitli sistemler arasında iki yönlü bir iletişim düzeneği oluşturur.

 

-----------------------------------------------0-----------------------------------------------------------