SİNİR SİSTEMİ
Canlılar, çevrelerinde meydana gelen değişikliklere karşı, özelleşmiş hücre veya organları ile tepki gösterme özelliğine sahiptir.
Organizmanın tepki göstermesine neden olan çevresel değişikliklere uyartı denir.
Hayvanlarda bu uyartılara karşı tepki gösteren hücre yada dokuların oluşturdukları yapılara sinir sistemi denir.
İnsan vücudunda iletişim ve haberleşmenin merkezi sinir sistemidir.
Bu sistemin temelinde sinir hücreleri ve bu hücrelerin işleyiş mekanizması vardır. Sinir hücrelerinin yapısıyla şekillenen işleyiş mekanizması, vücudun kendi içindeki hücrelerin iletişim yollarını ve şekillerini gösterir.
Sinir sistemini oluşturan sinir hücrelerine nöron denir. Nöronlar vücudumuzu ağ şeklinde sarmıştır. Vücut içinden ve dışından gelen uyartıları alır, değerlendirir ve uygun cevabın verilmesini sağlar. Nöronlarda iletişim kimyasal ve elektriksel sinyallerle sağlanır. Duyuların algılanması, el ve göz koordinasyonunun sağlanması vb. eylemler nöronların kimyasal ve elektriksel iletişimiyle gerçekleşir.
Nöronun Yapısı
• Sinir hücreleri gelişimlerini tamamladıklarında sentrozom organellerini kaybettikleri Sinir hücreleri bölünemez.
• Sinir hücresinin hücre zarının nörolemma denir.
• Sinir hücresinin hücre sitoplazmasına nöroplazma denir.
• Sinir hücre yapısı üç alt kısımda incelenir.
Hücre gövdesi Dendrit
Akson
Hücre gövdesi: Çekirdek, granüllü endoplazmik retikulum (nissl cisimcikleri), mitokondri, golgi gibi hücre organellerinin bulunduğu, dendrit uzantılarının ve aksonun çıktığı merkezdir. Ayrıca hücre gövdesinde hücre iskeletini oluşturan nörofibriller vardır.
Dendritten gelen uyartılar hücre gövdesinde değerlendirilerek gerekli yerlere iletilip iletilmeyeceklerine karar verilir. Eğer iletim gerçekleşecekse impuls, aksona aktarılır.
Dendritler: Hücre gövdesinden çıkan aksona göre kısa, ince ve çok sayıda olan uzantılardır.
Alınan uyarıların hücre gövdesine iletilmesini sağlar.
Akson: Hücre gövdesinden çıkan, uzun, işlevine göre kalın olan uzantıdır. Akson için gerekli maddeler hücre gövdesinde sentezlenir. Üzerinde etrafını bir kılıf gibi saran schwann (şıvan) hücreleri vardır. Bu hücreler aksonu sararak besler, korur, onarır. Bazı sinir hücrelerinde schwann hücreleri miyelin maddesini üretir.
Miyelin kılıf: Aksonda yalıtımı sağlar. Sinirsel iletimi (impulsu) hızlandırır. Beyin, omurilik ve çizgili kasları uyaran sinirler miyelinlidir. Miyelin maddesinin olmadığı yerlerde schwann hücreleri aksona temas ederek boğum oluşturur. Bu boğumlara ranvier boğumları denir.
Miyelinli kılıf uyartıların hızlı taşınmasını sağlar.
Uyarıların miyelinli nöronlarda taşınma hızı 120 m/sn iken miyelinsizlerde taşınma hızı 12m/sn dir.
Ranvier boğumda miyelin kılıf yoktur.
Ranvier boğumda uyartılar sıçrayarak geçer.
Nöron hücresi tarafından sentezlenen ve impulsun iletiminde görev yapan taşıyıcı moleküllere nörotransmitter denir.
Nöronlardan başka, sinir dokusunun destek hücreleri olan nöroglia hücreleri de bulunur.
Nöroglia Hücreleri
• Nöronların beslenmesi .
• Artık maddelerin uzaklaştırılması .
• Nöronların izolasyonu ve İmpulsların düzenli iletimi .
• Nöronların desteklenmesi .
• Sistemin toksin ve mikro organizmalara karşı korunması .
• Dokusal dejenerasyonda dejenere olan bölgenin doldurulması ve yamanmasında.
• Merkezi sistemde nöronlarda miyelin kınını oluşturma (beyin ve omurilik ak maddesinde) rol oynar.
Nöron Çeşitleri Nöronlar görevlerine göre üç gruba ayrılırlar.
Duyu Nöronları : Duyu organlarında bulunan reseptörlerden aldıkları impulsları (uyartı) beyne ya da omuriliğe ileten nöronlardır.
Motor Nöronları : Beyin ya da omurilikten aldığı cevabı tepki organına ileten nöronlardır.
Ara Nöronlar : Beyin ve omurilikte yer alan duyu ve motor nöronları arasında bulunur. Duyu nöronları ile gelen uyartıları alıp, değerlendirip ve cevap oluşturarak motor nöronuna iletir.
Nöronda Uyartı (İmpuls) Oluşumu ve İletimi
Uyarma sonucu bir sinir teli boyunca meydana gelen kimyasal ve elektriksel değişikliklere impuls denir.
Hücrelerin içinde ve dışında sodyum, potasyum, kalsiyum, magnezyum, klor, bikarbonat iyonu, fosfat iyonu, sülfat iyonu gibi pek çok kimyasal madde bulunmaktadır. Bu maddelerin yoğunluğuna bakıldığında hücre dışı sıvıda Na + iyonlarının K + iyonlarından fazla olduğu görülür.
Polarizasyon (kutuplaşma): Uyarılmamış bir sinir hücresinde hücre dışı pozitif(+), hücre içi negatif(-) yüklüdür. Sinir hücresinin bu durumuna polarizasyon (kutuplaşma) denir.
Polarizasyonun nedeni:
• Hücre içi ile hücre dışı arasındaki iyonların derişim farklılığıdır.
• Hücre dışında Na+ derişimi fazladır, K+ derişimi az.
• Hücre içinde K+ derişimi fazla, Na+ derişimi azdır.
• Hücre içinin negatif olmasının nedeni ise derişimi hücre dışına göre fazla olan anyonlardan kaynaklanır.Bunlar proteinler, amino asitler, sülfat, fosfat ve diğer negatif yüklü iyonlardır.
• Polarize durumdaki bir nöronda Na ve K kanalları kapalıdır.
• Polarizasyonu sağlayan hücre zarında bulunan Na+-K+ pompasıdır. Aktif taşıma yapan bu elemanlar hücre içindeki Na+ ları dışarı atarken hücre dışındaki K+ları hücre içine
alırlar. Na-K pompası ile dışarı pompalanan Na+ iyonları, içeri pompalanan
K+ iyonlarından fazladır. Ayrıca hücre içinde bol miktarda bulunan negatif yüklü protein anyonları büyük moleküller olduklarından zardan geçemezler ve hücre içindeki
K+ iyonlarını kendilerine doğru çekerek hücre dışına çıkmasına engel olurlar. Bunun sonucunda sinir hücresinin dış kısmı pozitif, iç kısmı negatif yüke sahip olur.
Depolarizasyon (Kutuplaşmanın bozulması):
Eşik değer ve ya üzerinde bir uyarı alındığında sinir hücresinin zarında bulunan Na+ kapıları açılır (K+ kapıları kapalı kalır) ve hücre dışında daha fazla bulunan Na+lar içeri doğru difüzyona uğrar. Bu durumda hücre içinde hem Na+ hem K+ iyonları fazla duruma geldiğinden hücre içi dışarısına göre daha pozitif duruma geçer. Bu
duruma depolarizasyon denir.
Repolarizasyon:
• Depolarizasyondan sonra hücre zarında bulunan Na+ kapıları kapanır ve hücre içine Na+ girişi durdurulur.
• Hücre zarındaki K+ kapıları açılır ve bu sefer hücre içindeki K+’lar hücre dışına doğru çıkışı başlar.
• Repolarize durumda bir nöronda Na+ kapıları kapanmış ve K+ kapıları açılmıştır.
• Bu durumda hücre içinden hücre dışına çıkan K+lar nedeniyle yine hücre içi negatif (–), hücre dışı pozitif (+) yüklü duruma gelmiştir.
Bir nöronda impuls oluşturan en küçük uyarı şiddetine eşik değer (eşik şiddeti) denir. Nöron, eşik değerden küçük şiddetteki uyarılara cevap vermez ve impuls oluşmaz. Eşik değer ve daha büyük şiddetteki uyarılara ise aynı şiddette cevap verir ve impuls oluşur. Buna ya hep ya hiç prensibi denir.
Ya hep ya hiç prensibine göre uyarı, eşik değerin üzerindeyse sinir telinde oluşan impuls aynı hızda ve aynı şiddette ilerlemeye devam eder. Bunun sebebi impuls iletilirken gerekli olan enerjinin nöron tarafından sağlanmasıdır. Belli bir eşik şiddetini aşan uyarılara nöronun oluşturduğu tepki, eşik değerdeki uyarıya verilen tepkiyle aynıdır.
Bu durum, tek sinir teli ya da tek kas teli için geçerlidir. Sinir demeti ya da kas demeti için geçerli değildir. Çünkü sinir demetini oluşturan her bir sinir telinin uyarılmasını sağlayan eşik değer farklıdır. Sinir demetinde düşük şiddetteki uyarılar, önce kolay uyarılan nöronlarda impuls oluşturur.
Uyaran şiddeti arttıkça uyarılan nöron sayısı ve impuls sayısı artar ve böylece uyarıya daha güçlü yanıt verilir. Örneğin 20 °C sıcaklıkta bir cisme dokunulduğunda beyne iletilen impuls sayısı ile 45 °C sıcaklıkta bir cisme dokunulduğunda beyne iletilen impuls sayısı aynı
değildir. Bu nedenle elin 45 °C sıcaklığa verdiği tepki, 20 °C sıcaklığa verdiği tepkiden fazladır.
Not: Bir sinir hücresinde impuls iletim hızı sabittir, değişmez. Yani oluşan impulsun iletimi sırasında hızında artma veya azalma meydana gelmez.
Bir sinir hücresinde impuls sayısını etkileyen faktörler
• Uyarının şiddeti
• Uyaranın frekansı (sıklığı)
• Uyaranın süres
İmpuls iletim hızını etkileyen faktörler:
• Miyelin kılıf bulunması impuls iletim hızını artırır.
• Ranvier boğum sayısı arttıkça impuls iletim hızı azalır.
• Akson çapı arttıkça impuls iletim hızı artar.
Aksonların sinaptik ucu (sinaptik yumru), başka bir nöronun hücre gövdesine, salgı bezine ya da kasa bağlantı yapar. Bu bağlantı noktalarına sinaps denir.
Bağlantı noktalarında sinaptik boşluk denilen boşluklar yer alır. Sinaptik uçta bulunan sinaptik keseciklerden nörotransmitter madde ekzositozla sinaptik boşluğa verilir ve orada difüzyonla yayılır. Sinaptik keselerden salgılanan En sık bilinen nörotransmitter maddeler, asetilkolin, norepinefrin, histamin, dopamin, serotonin ve glutamattır. Bu kimyasal maddelere nörohormon da denir.
Bu maddeler, kimyasal olarak bilgiyi bir nörondan diğer nörona aktarır. Sinapslarda impuls iletim hızı aksonlardaki iletim hızından yavaştır. Sinapsa gelen her impuls, sinapstan geçemez. Bu olaya seçici direnç denir. Seçici direnç sayesinde sadece hedef organların uyarılması sağlanır. Akson ucundan salgılanan nörotransmitter maddeler, impulsun diğer nörona geçişini engelliyor ise durdurucu sinaps; iletilmesini sağlıyor ise kolaylaştırıcı sinaps denir. Görevi biten nörotransmitterler, hidroliz edilir ya da geri emilir.
İNSANDA SİNİR SİSTEMİ
Merkezi Sinir Sistemi
• Beynin kısımlarını ve omuriliği içine alır.
• Beyin ve omurilik üç katlı zar ile sarılmıştır. Bu üç katlı zarın oluşturduğu tabakaya meninges denir.
• Meninges zarlarının iltihaplanmasına menenjit denir.
• Bu zarlardan en dışta beyni koruyan sert zar yer alır. Hemen altındaki örümceksi zar, içeriğindeki liflerle sert zar ile en alttaki ince zarı birbirine bağlar. İnce zar, beynin tüm kıvrımlarını sarar. İçindeki kan damarları ile beyni besler. Bu bölgedeki kan damarlarının geçirgenliği azdır. Kan içindeki zararlı maddeler nöronlara ve beynin bölgelerine geçemez.
• Örümceksi zar ile ince zar arasında beyin omurilik sıvısı (BOS) bulunur.
• BOS, beyin ve omuriliği mekanik darbelerden korur. Nöronlarla kılcal damarlar arasında madde alışverişini ve iyon dengesini sağlar. Ayrıca sinir sistemi hastalıklarının teşhisinde kullanılır.
A. Beyin
• Kafatası içerisindedir.
• Beynin dışında boz (dentrit), içinde de ak (akson) madde bulunur.
• Beyin 3 kısımdan oluşur.
1. Ön Beyin
İki kısımdan meydana gelir.
a) Uç Beyin (= Beyin kabuğu)
• Boz madde (kabuk kısmı) ak madde içine çeşitli girinti ve çıkıntılar yaparak kabuk kısmının yüzeyini genişletir.
• Boz maddenin yapmış olduğu girintilerden en büyükleri rolando ve silvius yarıklarıdır.
• Rolando yarığı ön beyni ikiye ayırarak beyin yarım kürelerini oluşturur.
• Silvius yarığı ise ön beyni loblara ayırır.
• Kortekste iki yarım kürenin birbiriyle haberleşmesini corpus callosum (sinir ağı demeti) sağlar.
• İstemli hareketler, öğrenme, akıl yürütme, iradeyi kullanma, hafıza, düşünce ve hislerin oluşması için impusları alır. Corpus callosum alınan impulsların daha önce kazanılmış bilgilerle karşılaştırılmasını ve bireyin kalıtsal yapısına özgü olarak tepki gösterilmesini sağlar. Tüm bunların gerçekleştirilmesi için hem duyu hem de motor nöronları barındırır. Yüz tanıma alanı yine bu bölgededir.
• Beş duyu merkezi bulunur.
Uç Beyin lopları
Frontal lop: Alnın arkasındadır. Planlama, organizasyon, problem çözme, dikkat, algılama ve tanımayla ilgili bilginin işlendiği yerdir. İskelet kasları, yüz kasları ve dil kaslarının idare yeri burasıdır. İnsanın kişiliğinin oluşturulduğu loptur.
Paryetal lop: Frontal lobun hemen arkasında yer alır. Tatların ve dokunmanın algılandığı, acı hissinin oluştuğu ve bunların hafızaya alındığı yerdir. Aynı zamanda okuma faaliyetinin kontrol edildiği bölüm de burasıdır. Konuşma hem frontal hem de paryetal lopların
kontrolündedir. Düşüncenin oluşması, işleyen bellek kavramı bu bölge için geçerlidir. İnsan beyninin hayvan beyninden farkı, özellikle bu bölgede ortaya çıkmaktadır.
Oksipital lop: Paryetal lobun hemen arkasında bulunur. Görmenin ve fotoğrafik hafızanın merkezidir. Başın arkasına vurulması bu bölgeyi uyarır ve yıldız görülmesine sebep olur.
Temporal lop: Şakakların arkasında yer alır. Kokunun ve işitmenin anlamlandırıldığı yerdir.
Kısa süreli hafıza merkezidir. Ayrıca seslerle ilgili hafızanın da oluşturulduğu yer burasıdır.
Konuşma öğrenilirken işitsel merkezle birincil olarak iş birliği yapar. Bu yüzden konuşmanın öğrenileceği yaşlarda seslerin olmaması öğrenmeyi zorlaştırır. Kişinin oksipital lobuyla temporal lobu birlikte çalıştığında müzik ve ritim yetenekleri ortaya çıkar.
b) Ara Beyin Üç kısımdan oluşur.
Talamus
• Koku hariç bütün duyuların geçiş bölgesidir.
• Duyulardan gelen sinirlerin sınıflandırıldığı, uç beyne iletildiği kısımdır.
• Bütün sinirlerin sinapsları bulunur.
• Gelen uyarılar beyin kabuğundaki merkezlere iletilir.
Hipotalamus
• Sinir sitemi ile hormonlar arasındaki bağlantıyı sağlar.
• Su tuz dengesinin ayarlanmasını sağlar.
• Sıcaklığın kontrolünü sağlar.
• Karbonhidrat, yağ metabolizmasını sağlar.
• İştahı, açlığı, susuzluğu, kan basıncını, uykuyu, eşeysel gelişmeyi düzenler.
• Uyku peryodunu ayarlar.
• Üreme peryodunu ayarlar.
• Kısaca homeostasi merkezidir.
• ADH ve oksitosin hormonu üretir.
• RF ile hipofiz bezini hormon salgılaması için uyarır.
Epitalamus
Epifiz bezini içerir. Epifiz bezinden melatonin hormonu salgılanır.
2. Orta Beyin
• İşitme ve görme reflekslerini kontrol eder.
• Göz bebeği açıklığını ve kas tonusunu ayarlar.
• Tonus, dinlenme halinde bile kasların biraz kasılı durmasını sağlar.
• Görme ve işitme merkezleri optik lopta bulunur.
3. Arka Beyin İki kısımdan oluşur.
a) Beyincik
• Denge merkezidir.
• Kulaktaki yarım daire kanalları ile birlikte çalışır.
• Kasların düzenli çalışmasını sağlar.
• İki yarım küreden oluşur.
• Bu iki yarım küre varolli köprüsüyle bir arada tutulur.
• Hayat ağacıda denir.
b) Omurilik soğanı
• İsteğimiz dışında çalışan kalp, akciğer, mide vs... organların çalışmasını düzenler.
• Beyinle omurilik arasında kalan bölümdür.
• Beyin ile omurilik arasında köprü görevi görerek mesajların taşınmasında görevlidir.
• Dışında ak madde, içinde boz madde vardır.
• Sinirlerin bazıları buradan çapraz geçer. (Soldan gelenler sağa, sağdan gelenler sola geçerler).
• Omurilik soğanı çarpma ve zedelenmelerde ölüme sebep olur. (Hayat düğümü)
b) Pons (Varol köprüsü)
• Ön beyin, beyincik ve omurilik soğanını birbirine bağlar.
• Pons, tüm vücudun kullanıldığı hareketlerin gerçekleştirilmesinde omurilik soğanıyla eş güdümlü çalışır.
• Tırmanmak ve koşmak gibi tüm vücudun aktif olarak kullanıldığı hareketlerde, beynin iki yarım küresi de aktiftir.
• Bu tip hareketlerde sağ yarım küre vücudun sol tarafını, sol yarım küre vücudun sağ tarafını kontrol eder ve pons burada bağlantıyı sağlar.
B. Omurilik
• Beyinden başlayıp omurga boyunca uzanan sinir demetidir.
• Dış kısmı ak maddeden iç kısmı boz maddeden yapılmıştır. (Beyindekinin tersi)
• Beyne giden ve beyinden gelen uyarılara geçiş sağlar.
• Refleks kontrol merkezidir. Refleks, dıştan gelen bazı uyarılara karşı organizmanın oluşturduğu ilk ve en kısa istemsiz tepkidir. Refleksi oluşturan sisteme refleks yayı denir.
Refleks yayı : Duyu nöronu – ara nöron – motor nöron – tepki organı
Refleks: Alınan uyarılar duyu nöronları ile omuriliğin arka köküne (dorsal kök=dorsal boynuz) getirilir. Ara nöronda cevap oluşturulur. Oluşturulan bu cevap ön kökte (ventral kök
= ventral boynuz) bulunan motor nöronları ile efektöre iletilir. Daha sonra beyin bu işten haberdar edilir.
İki çeşit refleks vardır.
a) Doğuştan (kalıtsal) refleks : çoğu böyledir. Örneğin, aksırma, hapşırma, diz kapağına vurmayla oluşan refleksler, göz kapağının kısılması, yeni doğmuş bebeğin emme refleksi gibi...
b) Sonradan kazanılan refleksler (Şartlı refleksler) : bir uyarının tekrarlanmasıyla kazandırılan reflekslerdir. Örneğin Pavlov’ un köpekleri...
Duyu organlarından beyne ve beyinden kaslara giden bütün sinirler omurilikten çapraz geçerler. Bu sebeple beynin sağ tarafı vücudun sol bölümünü, sol tarafı da vücudun sağ bölümünü yönetir.
Çevresel Sinir Sistemi
• Beyin ve omurilik dışında yer alan sinirler oluşturur.
• Bu sistem beyin ve omuriliği diğer organlara bağlayan sinirlerden oluşur. Sinirler ve gangliyonlardan meydana gelmiştir.
• İki kısımdır.
A. Somatik Sinir Sistemi
• Duyu ve motor nöronlardan oluşur.
• Uç beyin ve beyincik kontrolündedir.
• İstemli hareketleri yaptırır.
• Duyu nöronları, iç ve dış çevreden gelen uyartıları beyin ve omuriliğe getirirler.
• Motor nöronları, beyin ve omurilikte oluşan değerlendirilmiş bilgilerin kas ve bezlere taşınmasını sağlarlar.
B. Otonom Sinir Sistemi
• Motor nöronlarından oluşur.
• Orta beyin, omurilik soğanı ve omurilik tarafından kontrol edilir.
• İsteğimiz dışındaki olayları yaptırır.
• İç organlara iki çeşit sinir gider. Bunlar birbirlerine zıt çalışırlar.
1. Sempatik sinirler
• Organizma zor durumda kaldığı zaman etkilidir.
• Genellikle hızlandırıcıdır fakat sindirimi yavaşlatır.
• Sempatik sinirlerin çalışmasıyla kan basıncı ve kandaki glikoz miktarı artar, kıllar dikleşir, kan damarları daralır, terleme artar, kalp atışları hızlanır, göz bebekleri büyür.
• Kızma, hiddet, heyecan gibi durumlar sempatik sinirlerin aşırı çalışmasıyla ortaya çıkar
2. Parasempatik sinirler
• Beynin 3. 7. ve 10. sinirlerinden ve omuriliğin son kısmından çıkarlar.
• Sempatik sinirlerin aksi yönde etki gösterirler.
• Genellikle yavaşlatırlar fakat sindirimi hızlandırırlar.
