duyu-fizyolojisi

(1)

Duyu

(2)

Dersin bu bölümünde…

• Duyu nedir? Nasıl oluşur?

• Duyu sisteminin bileşenleri

• Reseptör fonksiyonları

•Reseptör tipleri

• Duyu şiddetinin ayırt edilmesi

•Reseptör adaptasyonu

(3)

“Nihil est in intellectu

nisi fuerit in sensu”

Zihinde hiçbirşey yoktur ki

öncelikle duyularca algılanmamış

olsun

Aristoteles MÖ 384-322

(4)

anestezi

(5)

• Duyu organları aracılığıyla merkezi sinir sistemine

saniyede 1250 MB(1,25 GB) veri gelir

• (bir kitap yaklaşık 1 MB )

(6)

• Duysal sinirler ses, ışık, koku iletmez…

Aksiyon potansiyelleri

?

(7)

Duyu & Algı

Vestibular korteks Somatosensorik korteks Tad alma merkezi Görme merkezi Duyma merkezi Koku alma

(8)

Beynin uyarımlara verdiği

subjektif

yanıtlar

(9)

(10)

Bilinçli Bilinçaltı I. Somatik duyular • Temas/basınç • Isı • Ağrı • Propriosepsiyon

II. Özel Duyular

• Görme • Duyma • Tat alma • Koku alma • Denge Somatik uyarımlar

• Kas uzunluğu ve gerilimi

Visseral uyarımlar

• Kan basıncı

• Kan pH’sı ve oksijen düzeyi • Vücut sıvılarının osmolaritesi • Kan şekeri

(11)

Gelişmiş canlılarda duyu sisteminin üç temel

bileşeni vardır:

• Reseptör

• Afferent sinir

• Beyindeki duyu merkezi

(12)

Duyusal algı süreci duyu

reseptörlerinde başlar.

Duyu reseptörleri

• İç ve dış ortamdaki değişiklikleri algılama

• Değişime uğramış nöronlar (sinir hücreleri) / epitelyal hücreler

(13)

1. Alma ( Resepsiyon )

2. Dönüştürme ( Transdüksiyon)

3. Güçlendirme ( Amplifikasyon)

4. İletme ( Transmisyon )

5. Entegrasyon

Reseptör fonksiyonları

(14)

•Enerjiyi absorbe etme (soğurma) yeteneği •Enerji formuna göre özelleşmiş bölge

•Isı, ışık, basınç vb.

1.Alma (Resepsiyon)

Enerji

Membran potansiyel değişimi

(15)

• Mekanoreseptörler

• Kemoreseptör

• Termoreseptörler

• Fotoreseptörler

• Nosiseptörler

Reseptör tipleri

(16)

1. Eneteroseptör (Interoceptor)

2. Eksteroseptör (Exteroceptor)

3. Proprioseptör (Proprioceptor)

• Kas mekiği

• Golgi tendo organı

• Eklemlerdeki kinestetik reseptörler

Reseptör tipleri

(17)

• Uyarım enerjisi - elektriksel potansiyel değişimi

• Membran iyon geçirgenliğinde değişim

reseptör potansiyeli

• Uyarım enerjisinin formuna göre membran iyon geçirgenliği farklı

mekanizmalarla değişebilir

(18)

Basınç Sıcaklık Koku/Tad molekülü ışık İyon kanalı kapalı Mekanoreseptör Termoreseptör Kemoreseptör Fotoreseptör

(19)

• Uyarım enerjisinin güçlendirilmesidir

• Ses dalgalarının kulakta yaklaşık 20 kat güçlendirilmesi

• Güçlendirme dönüştüme (Transduction) işleminin bir parçası olarak da

gerçekleşebilir

(aksiyon potansiyeli ışık fotonlarının enerjisinden 100.000 kat büyük)

(20)

• Reseptör potansiyelinin merkezi sinir sistemine iletimi

• Reseptörün kendisi bir sinir hücresi olabilir

• Reseptör hücresi sensorik nöronlarla sinaptik bağlantılar

kurabilir (kimyasal iletim)

(21)

(22)

1.Reseptörün

yarattığı impulsun frekansı değişir.

 Uyaran

şiddeti arttıkça frekans da artar.

2. Uyarılan reseptör sayısı değişir.

 Reseptör

sayısı arttıkça beyine ulaşan impuls sayısı

da artar.

Duyu Şiddetinin Ayırt Edilmesi

(23)

Aksiyon potansiyeli Sinir hücresi Deri Uyarım Uyarım basıncı zaman

(24)

Aksiyon potansiyeli

Reseptör potansiyeli

Uyarım

(25)

5.Entegrasyon:

Alınan duyusal bilginin işlenerek düzenlenmesidir

Reseptör adaptasyonu

• Sürekli uyarıma bağlı olarak gelişen tepkisizlik

•Genellikle mekanoreseptörler de görülür.

(26)

5.Entegrasyon:

Adaptasyon hızına göre reseptörler ikiye ayrılır:

1.Çabuk adapte olan reseptörler (fazik)

2. Yavaş adapte olan reseptörler (Tonik)

(27)

(28)

1. Alma ( Resepsiyon )

2. Dönüştürme ( Transdüksiyon)

3. Güçlendirme ( Amplifikasyon)

4. İletme ( Transmisyon )

5. Entegrasyon

Reseptör fonksiyonları

(29)

Duyuların sınıflandırılması

I.SOMATİK DUYULAR

• Mekanoreseptif duyular



Dokunma duyusu



Propriyoseptif duyular

• Termoreseptif duyular

• Nosiseptif duyular

II.ÖZEL DUYULAR (Beş duyu)

•Görme

•İşitme

•Koklama

•Tad alma

•Denge

(30)

DOKUNMA DUYUSU

Dokunma – Basınç - Vibrasyon (titreşim)

i. Dokunma duyusu: deri veya derinin hemen altındaki

dokularda bulunan dokunma reseptörlerinin

uyarılmasıyla

ii. Basınç duyusu: genellikle daha derin dokuların

deformasyonu ile

iii. Titreşim duyusu (pallesthesia): hızlı, tekrarlayıcı

(31)

Dokunma Duyusu Reseptörleri

1. Serbest sinir uçları

2. Meissner korpüskülü

3. Merkel diski

4. Kıl kökü reseptörü

5. Ruffini organı

(32)

Dokunma Duyusu Reseptörleri



Serbest sinir uçları: En az özelleşmiş reseptörlerdir. Dokunma ve basınca

duyarlıdırlar, acı ve ağrı duyusunun algılanmasında rol alırlar.



Meissner korpüskülü: Temas ve basınç duyularını alırlar. Hafif

dokunmaya duyarlı, hızlı adaptasyon gösteren (fazik), çok hassas

reseptörlerdir.



Merkel diski: Deri ve mukozada bulunan temas reseptörleridir. Yavaş

adapte olurlar (tonik).

(33)

Dokunma Duyusu Reseptörleri

Kıl kökü reseptörü

Kıl ve kıl kökünü çevreleyen sinir liflerinden oluşur

Bir temas reseptörüdür

Fazik tiptedir

(34)

Dokunma Duyusu Reseptörleri

Ruffini organı:

• Derinin alt tabakalarında ve derin dokularda

• Çok az adaptasyon (tonik)

• Deri ve derin dokulardaki deformasyonlar

Pacini korpuskülü:

• Deri altı, peritoneum, mesenterium, ligament ve eklemler

• Çok hızlı adaptasyon, basınca duyarlılık

(35)

Termoreseptif duyular



Isının algılanması



Omurgalılarda sıcak-soğuk reseptörleri



Epidermisin altında bulunan serbest sinir uçları



Sıcaklıktaki ani değişiklikler

(36)

(37)

Termoreseptif duyular



Yılanlarda “pit organ”

(38)

NOSİSEPTİF DUYULAR

Doku hasarı yaratan

ya da

yaratma potansiyeli olan etkilerle uyarılan

ve ağrıyı şekillendiren

(39)

AĞRI

A. Somatik ağrı (kemik, kas, deri...) 1. Yüzeysel ağrı

2. Derin ağrı B. Visseral ağrı

(40)

AĞRI

1. Hızlı (akut) ağrı

• Uyarandan 0.1 saniye sonra

• Deride batma, kesik, ya da akut yanıklarda • Vücudun pek çok dokusunda ortaya çıkmaz

2. Yavaş (kronik) Ağrı

• Uyarandan ancak 1 saniye ve daha sonra

• Saniyeler hatta dakikalarca artarak devam eder • Bir doku harabiyeti ile birlikte görülür

(41)

AĞRI



Bütün ağrı reseptörleri serbest sinir uçlarıdır



Deri, kaslar, eklemler, periosteum, çoğu iç organlar ve kan

damarlarında bulunurlar

(42)

AĞRI

1. Mekanik nosiseptörler, sıkma, burulma ya da şiddetli

basınç gibi mekanik deformasyonla uyarılırlar.

2. Termal nosiseptörler 45 °C ’nin üzerindeki sıcaklık yada

aşırı soğuğa duyarlıdırlar.

3. Kimyasal nosiseptörler iç (örn: bradikinin, histamin,

prostaglandinler, P maddesi) ve dış (örn: güçlü asitler,

bazlar vb.) çevreden gelen zaralı kimyasal maddelere

duyarlıdırlar.

(43)

Özel Ağrı Tipleri

1. Projekte olan ağrı

2. Yansıyan ağrı

(44)

Projekte olan ağrı

• Sinir telinin reseptörde değil daha yukarıda mekanik

olarak uyarılması ile

(45)

Yansıyan Ağrı

• İç organlardaki ağrının deri yüzeyinde hissedilmesi

• Medulla spinalis’de kesişme

• Miyokardiyal enfarktüs,

(46)

Hayalet Ağrı

(47)

Geçmiş derste…

• Duyu nedir? Nasıl oluşur?

• Duyu sisteminin bileşenleri

• Reseptör fonksiyonları

•Reseptör tipleri

• Duyu şiddetinin ayırt edilmesi

•Reseptör adaptasyonu

•Reseptör

•Afferent sinir

•Beyindeki duyu merkezi

1. Alma ( Resepsiyon ) 2. Dönüştürme ( Transdüksiyon) 3. Güçlendirme ( Amplifikasyon) 4. İletme ( Transmisyon ) 5. Entegrasyon •Mekanoreseptörler •Kemoreseptör •Termoreseptörler •Fotoreseptörler •Nosiseptörler

(48)

Geçmiş derste…

SOMATİK DUYULAR

• Mekanoreseptif duyular



Dokunma duyusu



Propriyoseptif duyular

• Termoreseptif duyular

• Nosiseptif duyular

(49)

II. Özel Duyular

1. Görme

2. İşitme

3. Denge

4. Koku alma

5. Tad alma

Bu derste…

(50)

(51)

1. Görme

Işığa tepki - görme

1. Işığın fotoreseptörlerce algılanması (Photoreception)

2. Oluşan sinyallerin beyine iletilmesi

• Gözlerimiz ışığı alır ama “görme” beyinde oluşur

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

Belirli dalga boylarındaki ışığı absorbe eden

pigment

(57)

Radyo dalgaları Radar Mikrodalga Ultraviolet Infrared X-ışını Gama ışını TV D al ga boy u E ner ji

• İnsan gözü : 400-750 nm

• farklı dalga boyu = farklı renk

(58)

(59)

Parasempatik

uyarım Sempatikuyarım

Sirküler kas kontraksiyonu Radial kas kontraksiyonu Pupilla İris Sirküler kaslar Radial kaslar

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

Retinal Yapılar ve Fonksiyonları

•Işık foto reseptörlere ulaşmadan önce diğer tabakaları geçmek zorundadır.

•Bu nedenle göze giren ışığın ancak % 10 luk bir kısmı fotoreseptörlere ulaşarak görüntü oluşmasına katkıda bulunur.

(68)

Retinal Yapılar ve Fonksiyonları

•% 10 luk oran gözün en

arkasında bulunan ve gelen ışığı

geri yansıtan bir tabaka ile

arttırılır.

(69)

(70)

Fotoreseptörler

hücre organelleri Işığa duyarlı kimyasal pigmentleri içeren diskler

•Çubuklar (rod)

•Koniler (chone)

Sinaptik terminal Nörotransmitterlerin

(71)

(72)

Çubuklar (Rod)

•Çubuklar loş ışıkta görmeyi sağlarlar •Hareketi daha iyi algılarlar

•Rhodopsin adı verilen bir retinal pigment içerirler

(73)

Koniler (Cone)

• Koniler ışığa daha az duyarlıdırlar

• Alacakaranlıkta yeterince aktivite gösteremezler

• Farklı dalga boylarındaki ışığa duyarlı tipleri vardır

• Renklerin ayırd edilmesinden sorumludurlar

• Çubukların aksine retinanın sentralinde yoğun

periferinde seyrektirler.

(74)

Koniler (Cone)

•İnsanlarda ve bazı hayvanlarda kırmızı yeşil ve mavi ışığa duyarlı üç tip koni bulunur (trikromat).

•Retinanın merkezinde yoğun olarak bulunurlar. •fovea centralis

•Gün ışığında en keskin görüntüyü bir cisme doğrudan baktığımızda elde ederiz

•Foveada mm2 de 150.000 koni vardır

(75)

Renkli görme

• Retinanın fizyolojisi



Farklı tipte koniler

• Davranış fizyolojisi

(76)

Her üç koni de mevcut (trikromat)

Kırmızı koni eksik

Yeşil koni eksik

Mavi koni eksik

(77)

İnsan Köpek

• Kedi ve köpekler dikromattırlar

• Retinalarında iki tip konileri vardır

• Kırmızı ve yeşili ayırt edemezler

(78)

(79)

Köpekler ayrıntıları insanlar

kadar seçemezler

(80)

(81)

•Sığır koyun ve keçiler de dikromattırlar.

•Ruminantlar orta ve uzun dalga boylarını (sarı, turuncu, kırmızı) kısa dalga boylarından (mor, mavi ve yeşil) daha iyi ayırt ederler

•Sığırlar kırmızıyı, mavi ve yeşilden ayırt ederler, ancak yeşili maviden ayırt etmekte zorlanırlar.

•Atlar kırmızıyı maviden ayırt ederler, ancak yeşili griden ayırt etmekte zorlanırlar.

(82)

•Belirli bir alanda her iki gözün görsel alanlarının kesişmesi

•Her iki gözden aynı görsel uyarıların alınması

Binoküler görüş

(83)

Görüş Alanı ve Derinlik Algısı

Yırtıcı hayvanlar

geniş binoküler alan

Av durumundaki hayvanlar

küçük binoküler alan

geniş görüş alanı

(84)

(85)

(86)

2. Duyma

Hayvanın yaşamını sürdürmesinde önemli

•Besin arama

• İletişim

•Tehlikelerden haberdar olma

•Ekolokasyon

(87)

SES

Hava moleküllerinin dönüşümlü

olarak sıkıştırma ve basıncını

azaltma fazlarındaki titreşimlerinden

oluşan bir enerji türüdür.

Frekansı – Hz

Şiddeti - dB

Fısıltılı konuşma 10 dB

Bağırarak konuşma 70 dB

Jet motoru 110 dB

(88)

Duyma sisteminin yapısı

(Oditorik sistem)

1. Dış kulak

• Kulak kepçesi

• Kulak kanalı

2. Orta kulak

• Timpanik membran

• Kemikçikler

3. İç kulak - Kohlea

(89)

1. Ses dalgalarının kulak kanalına girmesi • Yönlendirme

• Güçlendirme

Duyma

Kulak kepçesi bir çok memeli tarafından ayrı yönlere ya da birlikte belirli bir yöne yöneltilir

(90)

Duyma

2. Ses dalgalarının timpanik membranı titreştirmesi

• Östaki borusu

3. Timpanik memranın kemikçikleri titreştirmesi

• Çekiç • Örs • Üzengi

4. Üzengi kemiğinin oval pencere membranını titreştirmesi

(91)

(92)

(93)

(94)

(95)

Kohlea içideki sıvı hareketi basilar membranı da dalgalandırır. Basilar membran ve

(96)

(97)

Ses dalgaları

Kulak kanalı

Kulak zarının titreşmesi

Orta klulak kemikçiklerinin titreşmesi

Kohlea üzerindeki oval pencerenin titreşmesi Kohlea içindeki sıvının titreşmesi

Basilar membranın titreşmesi Basilar tektorial membranın etkileşmesi ile corti organındaki

reseptör tüylerin hareketi

(98)

(99)

(100)

(101)

Vestibuler Organ

Başın

• Konumu

• Hareketleri

• Duruşun kontrolü

• Gövde, baş, göz küresi hareketlerinin koordinasyonu

• Görsel fiksasyon

(102)

(103)

3. Vestibuler Organ

1. Semisirküler kanallar:

Başın açısal hareketleri (kinetik)

2. Sacculus & Utriculus

(104)

• Kafanın birbirine dik üç

düzlemde

• Soldan sağa dikey

• Önden arkaya dikey

• Horizontal

(Rotasyonel)

hareketlerini algılarlar.

(105)

Semisirküler kanalın

mekanoreseptörleri

• Cupula

• Stereocilia

(106)

• Başın doğrusal (boyun sabitken dikey ve yatay) yer değiştirmesi

(107)

• Kirpiksi uzantılara sahip mekanoreseptör hücreler

(108)

Koku ve Tat alma

(109)

• Kemoreseptif duyular

• Hızlı adaptasyon

• Yiyecek ve içecek seçimi

• Koku-tat ilişkisi

(110)

(111)

Koku alma duyusu (olfaction)

Koku alma alanı (Regio olfactorium – olfaktöryel epitel)

• Burun boşluğunda yer alır

• N. Olfactorius sentral migrasyon geçirmemiştir.

Burun boşluğu Koku alanı

Bulbus olfactoirus

(112)

1.

Koku molekülleri burun boşluğuna girer

2.

Koku molekülleri reseptör hücrelere bağlanır

3.

Reseptör potansiyeli bulbus olfactorius’a iletilir

4.

Aksiyon potansiyelleri beyinin üst merkezlerine iletilir

(113)

(114)

Koku alma duyusu (olfaction)

Koku siniri

Akson

Destek hücresi

Koku reseptör hücresi

Destek hücresi

Silia

Müköz katman

(115)

Koku alma duyusu (olfaction)

Reseptör hücreler

• Sinir hücresi

• Kemoreseptör

• Sinir sistemindeki dış dünyayla direkt

temas halindeki, yegane nöron

(116)

Vomero - Nasal Organ (VMO)

(117)

(118)

(119)

(120)

(121)

(122)

(123)

Vomero - Nasal Organ (VMO)

(Jakobson organı)

• İki sıvı dolu keseden oluşur

• İnce kanallarla nasoplatinal kanala bağlanır

• Keselerdeki sıvı bu kanal aracılığıyla ağza boşaltılır

• Flehmen hareketi kanalın açılmasını sağlar

• Ağızdan alınan kimyasal uyaranlar tekrar vomeronasal organa taşınır

• Feromonların algılanması

(124)

(125)

İşlevi

• Yararlı ve zararlı yiyeceklerin ayırt edilmesi

(126)

(127)

Destek hücresi

Tat tomurcuğu

Gustator hücre

sensorik nöron Gustator tüycükler

(128)

(129)

Tat alma

1. Tadı alınacak madde çözünür

2. Çözelti tad tomurcuğunun içine girer

3. Gustator hücre uyarılır

(130)

Acı

-

Kinin Hidroklorid

Tatlı

-

Sukroz

Ekşi

-

Asetik asit

Tuzlu

-

NaCl

Umami

-

Monosodyum glutamat (MSG)

(旨味)

(131)