Refleks, genel anlamda bir uyarıya verilen yanıttır

Refleks Olayı

Refleks, genel anlamda bir uyarıya verilen yanıttır. Ya da bir reseptörün (duyu alıcısı) uyarılması ile tepki organında oluşturulan istek dışı aktivitedir. Ancak sinir sisteminin çalışmasının temel mekanizmasını refleks oluşturur. Yani canlılardaki birçok davranış refleks ile sağlanmaktadır. Diğer bir anlatımla hem isteğimizle hem de isteğimiz dışındaki sinirsel aktiviteler aynı mekanizma ile gerçekleşmektedir.

Duyu organlarına alınan ani, hızlı ve güçlü uyarılara karşı kaslar, bezler gibi uyarılabilir organlarla tepki gösterilmesine refleks denir. Refleks davranışları bilinçsiz olarak yapılır ve omurilik tarafından yönetilir. Refleks olayı vücudu koruyan bir mekanizmadır.

91

ŞEKİL 2.5 Refleks arkı

En basit bir davranışın başlatılması için en az bir reseptör, bir getirici nöron (afferent),bir merkez (omurilik), b götürücü (efferent) nöron ve bir yanıt organı gereklidir. İşte bu yapıya refleks yayı (refleks arkı) denir. En basit refleks yayı (hem duysal bilgiyi alan hem de efektör hücreyi kontrol eden aynı nörondur). Monosinaptik refleks yayı (duysal bilgiyi alan nöron merkezi sinir sistemindeki bir motor nöron ile sinaps yapar). Polisinaptik refleks yayı (nöronal devirde birden fazla sinaps vardır).

ŞEKİL 2.6 Refleks yayı tipleri Sinir iletisi

Nöronun kendisine gelen uyarıya hücre zarı üzerinde bulunan elektriksel potansiyel farkında hızlı değişiklik ile 'yanıt' vermesi, ona ileti özelliği kazandırır. Hücre membranının her iki tarafında pozitif yüklü Na ve K iyonları ile negatif yüklü aminoasit ve proteinlerin eşit olmayan dağılımı Membranın potasyuma karşı geçici geçirgenliği bağlı gerçekleşir. uyarı iki kaynaktan başlar :

Dış kaynaklar: Duyusal bilgi akışı,

İç kaynaklar: Nöronların membran potansiyelleri aracılığı ile sahip olduğu spontan aktivite ile başlar. Aksiyon potansiyeli zarın bir yerinden başladığında bütün zara yayılır;

durdurulamaz.

Uyarı, sinir hücre zarı boyunca giden bir elektriksel dalgadır. Sinir hücre zarında oluşan potansiyeli farklı tiplerde olabilir.

• Lokal Potansiyel: Bir çok nöronda dendritler yoğun Ca²⁺ ve K⁺ kanalları ile daha az sayıda Na⁺ kanalı içerir. Bu bölge Aksiyon potansiyeli oluşturmaktan daha çok

Refleks Arkı Herhangi bir sinir işlevinin yapılabilmesi için gerekli bir reseptör, bir afferent nöron, bir refleks merkezi, bir efferent nöron ve bir de faaliyet organından kurulmuş anatomik bir yapıdır.

Sinir iletimde gerçekleşen olayalar:

1. Depolarizasyon

2. Na kanallarının açılması( voltaja bağlı Na kanalları) 3. Na hücre içine girişi

4. K kanallarının açılması(voltaja bağlı K kanalları) 5. Repolarizasyon

elektrotonik sinyalleri toplayarak hücre gövdesinde değerlendirilmesini sağlar. Lokal Potansiyeller dereceli potansiyellerdir. Uyarı ne kadar büyük ise Lokal potansiyel kadar büyük olur.

• Tetikleyici Potansiyel: Aksiyon Potansiyeli, aktif bir nöronda zar boyunca her tarafa yayılan bir elektriksel dalgalanmadır. Uyarı ile Na+ kapıları açılır; Lokal potansiyel oluşur (depolarizasyon). Eğer lokal potansiyel eşik değeri aşarsa aksiyon potansiyeli oluşur.

Nöronun tetikleme bölgesi (trigger zone) ise, yoğun Na⁺ kanallarından dolayı AP oluşumu için en elverişli bölgedir. Akson üzerinde çok sayıda bulunan Na⁺ ve K⁺ kanalları AP'nin hızlıca iletilmesini sağlar. Akson ucu (presinaptik) bölge ise çok sayıda Ca²⁺ kanalı bulundurur.

Membran Dinlenme potansiyeli

Na⁺ - K⁺ pompası ve nöronların birçoğunda bulunan Cl^- pompası da istirahat membran potansiyeline katkıda bulunur. Pasif Na⁺ ve K⁺ akışı aktif iyon pompası ile dengelenir. Her siklusta: [3Na⁺], [2K⁺] Pompanın her siklusu bir molekül ATP'nin hidrolizi ile gerçekleşir. Membran bazı iyonların difüzyonunu engellediği için membranın iki tarafı arasında bir ‘elektriksel potansiyel farklılığı oluşur. Uyarılmamış nöronda membranın iki tarafındaki şarj farkı ~70 mV ’dur. Bu, nöronun iç tarafının dış tarafa nazaran 70 mV daha az olduğu anlamına gelir. Dinlenme sırasında, nöronun dış tarafında nispeten daha fazla sodyum, iç tarafında ise potasyum iyonu fazladır.

Membran dinlenme potansiyeli: Nöronda: -70 mV, Kalp ve İskelet kasında: -90 mV kadardır. Membran potansiyeli iyon hareketleri ile değişir. Difüzyon- konsantrasyon gradyanına doğru ya da zıt elektrik şarjına doğru hareket etmeye neden olur. Aktif transport-ATP kullanarak konsantrasyon gradyanına karşı hareket sağlar. İstirahat membran potansiyeli Hücre uyarılmadığı durumda, hücrenin içi ve dışına devam eden pasif iyon akımları dengelenir ve potansiyel sabit kalır.

ŞEKİL 2.7 aksiyon potansiyeli

Aksiyon potansiyeli, bir elektriksel aktivitenin başlamasıdır. Bu, bir uyarıcının nöron dinlenme potansiyelinin 0 mV’a doğru çıkmasına neden olduğu anlamına gelir.

Depolarizasyon, -55 mV’a ulaştığızaman bir aksiyon potansiyeline neden olur. Bu eşik değeridir. Eğer nöron bu kritik eşik noktasına ulaşamazsa, aksiyon potansiyeli oluşmaz. Eşik değerinin aşılması durumunda da oluşacak aksiyon potansiyeli değişmez.

Aynı şekilde her türlü nöronda oluşan aksiyon potansiyeli aynıdır. Bir sinir hücresinde büyük veya küçük aksiyon potansiyeli oluşmaz, bütün aksiyon potansiyelleri aynıbüyüklüktedir.

Nöron eşik değere ulaşmadıkça da aksiyon potansiyeli oluşmaz. Bütün bu durumların meydana gelmesi için nöron membranındaki özel kanallar fonksiyonunu yapması gerekir.

Nöronda ileti Bir nöronda eşik değeri üstündeki aksiyon potansiyeli oluşur. Meydana gelene iyon değişimi sonucu nöron zarı +30 mV kadar yükselir daha sonra repolarizasyonla ve hiperpolarizasyonla zar potansiyeli -70 mV geri gelir

Sürekli açık olan K⁺-sızıntı (leak) kanalları: K⁺ konsantrasyon gradyanı yönünde (elektrik gradyanın aksi yönünde) hücre dışına net çıkış yapar.

Na⁺/K⁺ ATPaz pompası: 3 Na⁺’u hücre dışına atarken 2 K+’u hücre içine taşır: Hücre içinde [anyon] artar. İstirahat durumunda hücrenin iç tarafında negatif, dış tarafında pozitif iyonlar birikir. Uyarılmadığı durumda sadece K+ geçirgen olan bir hücrede, anyonların itmesiyle hücre dışına K+ difüzyonu istirahat membran potansiyelinin oluşmasını sağlar.

İyon Kanalları

Kas kasılması sırasında voltaja bağımlı kalsiyum kanalı açılır. Kalsiyum egzositozla Ach boşaltır. Mg bunu engeller. Botoks sintaksin, sinaptobrevini bloklayarak Ach’in boşalmasını engeller.

Ach nikonitik müsküler (Nm) reseptörüne bağlanır. Hücre içine Na girer. Dihidropiridin(DHP) bunu algılar. Kalsiyum salınır. Aksiyon potansiyeli T tübülüyle yayılır.

ŞEKİL 1.47 Voltaja bağlı iyon kanalı(Na iyonu) K kanalınında neden Na geçemediği.

Kimyasal kapı yada Ligant kapısı

Bazı protein kanal kapıları, diğer bir molekülün protein ile bağlanmasıyla açılır(Nörotransmiter, Parakrin maddeler ve NO). Bu, protein molekülünde kapıyı açan veya kapatan konumsal bir de İç taraf Hücre Membranından iyon ve Moleküllerin Taşınması değişikliğe sebep olur.

Buna kimyasal kapı ya da ligand kapısı adı verilir. Kimyasal kapıların en önemli örneklerinden birisi asetilkolin kanalı üzerine asetikolin etkisidir asetikolin liganta bağlı Na kanalının kapısını açar.

ŞEKİL 1.47 Liganta bağlı Na kapısı.

1. Sızma kanalları (Na, K) 2. Voltaja bağımlı (Na, K, Ca) 3. Ligand kapılı (ACh, GABA) 4. Mekanik (Tüy hücreleri )

Voltaja bağlı Na kapısı

Kapının moleküler konumu hücre membranının elektriksel potansiyeline bağlıdır. Normal şartlarda kapalı olan kapı hücre zarının elektriksel değişimine göre açılır. Hücre membarınının içi tarafı negatif yükünü kaybettiği zaman bu kapılar aniden açılır ve çok büyük miktarda sodyumun, sodyum kanallarından geçmesine izin verir Nöronlarda sinyallerin doğuşundan sorumlu aksiyon potansiyelinin temel nedenidir. Na voltaj kapıları sinir hücrelerinin eşik değerinin belirlenmesine önemli rol oynar.

-

ŞEKİL 2.48 Kanal proteinleri

Aksiyon Potansiyeli

Zar potansiyelinde dinlenim seviyesinden geçici değişmeler, elektriksel sinyal oluşur.

Böylesi değişiklikler sinir hücrelerinin en önemli bilgi işleme ve iletme yoludur. Bu sinyaller iki şekilde olur: dereceli potansiyeller ve aksiyon potansiyelleri. Dereceli potansiyeller 3–5 mV’a sahip, ilerledikçe azalan ve kısa mesafeli sinyal iletimlerinde önemli iken aksiyon potansiyelleri sinir ve kas zarlarının uzun mesafeli sinyalleridir.

Aksiyon potansyeli, hücre zarında oluşan kısa süreli ve bilgi taşıyan değişikliklerdir.

Depolarize, repolarize ve hiperpolarize terimleri zar potansiyelinin dinlenim potansiyeline göre değişiminin yönünü tanımlamak için kullanılır. -70 mV’daki dinlenim zar potansiyeline sahip hücre polarizedir. Zar potansiyeli dinlenim seviyesinde daha az negatif (0’a daha yakın) olduğu zaman zar depolarizedir. Aşma potansiyeli (overshoot) zar potansiyel polaritesinin yani hücre içinin dışına göre pozitif olmasını anlatır. Depolarize olmuş bir zar potansiyeli dinlenim seviyesine geri döndüğü zaman repolarize olmuştur. Potansiyel dinlenim seviyesinden daha da negatif olduğu zaman hiperpolarizedir.

Dereceli potansiyeller plazma zarının küçük bir bölgesine sınırlı zar potansiyel değişmeleridir Genellikle hücrenin çevre ortamında bazı özel değişmeler zarın özelleşmiş bir bölgesini etkilediği zaman oluşurlar. Dereceli potansiyel denmesinin nedeni potansiyelin büyüklüğünün değişebilir (derecelenebilir) olmasından dolayıdır.

Yaptıkları işleve veya potansiyelin yerleşimine göre dereceli potansiyellere reseptör potansiyeli, sinaptik potansiyel ve prepotansiyel gibi isimler verilir. Dereceli potansiyeller birikerek birikerek aksiyon potansiyeli oluşumu için eşik değeri aşabilir.

Aksiyon potansiyelleri dereceli potansiyellerden çok farklıdırlar. Bunlar zar potansiyellerindeki büyük değişimlerdir (-70mV’dan +30/+100 mV’a kadar değişebilir).

Her aksiyon potansiyeli, normal negatif zar dinlenim potansiyelinden pozitif potansiyele birtakım iyon/iyonların zardan içeri girmesiyle ani bir değişme ile

başlar ve hemen hemen aynı hızla (1–4 milisaniye) zardan birtakım iyon/iyonların çıkışıyla tekrar negatif potansiyele döner. Bu olay bir saniyede birkaç yüz kez tekrar tekrar oluşabilir. Bir sinir sinyali iletisi, aksiyon potansiyeli sinir lifi boyunca yayılarak sinir ucuna gelinceye kadar sürer. Sinir ve kas hücreleri gibi bazı endokrin, immün ve üreme hücreleri de aksiyon potansiyeli oluşturma yeteneği olan plazma zarlarına sahiptirler.

Bu zarlara uyarılabilir zarlar denir ve onların aksiyon potansiyeli oluşturma yeteneği uyarılabilirlik olarak bilinir. Tüm hücreler dereceli potansiyeller oluşturma yeteneğine sahipken, sadece uyarılabilir hücreler aksiyon potansiyeli oluşturabilir.

Uyarılabilen bir hücre (veya doku), fiziksel, kimyasal veya elektriksel bir uyaran ile depolarize edilebilir. Bunun için uyaran şiddetinin hücreye yeteri kadar pozitif yüklü iyon geçişine yol açması gerekir. Hücre içine anyon (+) yük girişiyle, membran potansiyeli ateşleme seviyesine kadar (-50; -60mV) değiştirilebilirse, Na⁺’un bütün voltaja bağlı kanalları açılacağından; Na⁺, hızla hücre içine akar ve bir aksiyon potansiyeli başlar.

ŞEKİL 2.8 Aksiyon potansiyeli sırasında Na K değişimi

Eğer verilen uyarı, eşik altı değerde ise ve membran potansiyelini ateşleme seviyesine çıkaracak pozitif yükün hücreye girişini sağlayamadı ise, istirahat membran potansiyeli hafifçe pozitif yönde değişir, örneğin -70 iken, -68 olur, ancak depolarizasyon yönündeki bu küçük potansiyel değişiklik bir aksiyon potansiyeline yol açamaz. Uyarılabilen bir hücre eşik ve eşiküstü bir uyarana tek tip bir aksiyon potansiyeli ile yanıt verir. Eşik altı uyaran ile bir aksiyon potansiyeli oluşmaz. Buna “Hep veya Hiç Yasası” denir.

Ya hep ya hiç Tek bir sinir fibrilinin, tek bir kas fibrilinin ve kalp kasının eşik şiddetten düşük uyarana cevap vermemesi, eşik şiddette uyarılması ve şiddet arttıkça aksiyon potansiyelinin yükselmemesi olayına ya hep -ya hiç prensibi denir

ŞEKİL 2.98 Ya hep ya hiç kuralı

• Membran üzerinde belirli sayıda kanalın açılarak Na⁺ geçişini başlatması diğer Na⁺ kanallarının da hızla açılarak hücre içinde hızlı bir elektropozitif durum oluşturur ve aksiyon potansiyeli oluşur (Eişik değerin açılması: HEP)

• Membran üzerinde belirli sayıdan az Na⁺ kanalının açılması bu tetiklemeyi gerçekleştirmez ve aksiyon potansiyeli oluşmaz (Eşik değerin aşılamaması: HİÇ) Vücudumuzda aksonlar ve iskelet kası hücreleri tek tek değil; binlercesi bir araya gelerek sinir demetlerini (siyatik sinir gibi) ve kas kütlelerini (gastroknemius kası gibi) oluşturur. Böyle bir sinir veya kas preparatı elektriksel olarak uyarıldığında, önce düşük eşiğe sahip olan liflerde aksiyon potansiyeli (kas ise kontraksiyon), uyaran şiddeti arttırıldıkça eşiği yüksek olan diğer liflerde aksiyon potansiyeli (kas ise kontraksiyon) oluşur. Bilgisayar ortamında(örneğin PowerLab) yazdırılan eğriler de çeşitli amplitütlerde ve çok sayıda spike potansiyeli (sivri potansiyel) olan eğriler şeklindedir. Buna ‘birleşik aksiyon potansiyelleri’ (CAP) denir. Uyaran şiddeti arttıkça, uyarılan lif sayısı da artar. Bir sinir preparatında bütün liflerde aksiyon potansiyeli oluşturabilen uyarana; maksimum uyaran şiddeti denir.

Depolarizasyon-Hiperpolarizasyon

Hücre içersindeki ve dışarıdaki iyon yükü farkı - 60mV olunca tüm akson boyunca voltaj kapılı Na kanalları açılmaya başlar İçeri daha fazla Na girer ve aksiyon potansiyeli oluşur.

İyonların voltaj-kapılı kanallardan hareketi sonucu ortaya çıkar Na⁺, bazı durumlarda Ca²⁺

iyon kanallarının bu iyonların hücre içine hareketine izin vermesi membranı depolarize eder.

Membran repolarizasyonundan sorumlu en önemli iyon: K⁺ dur. Her aksiyon potansiyeli, normal dinlenmede negatif potansiyelden pozitif membran potansiyeline ani bir değişme ile başlar ve hemen hemen aynı hızla tekrar negatif potansiyele döner. Bir sinir sinyalinin iletisinde, aksiyon potansiyeli sinir lifi boyunca sinir ucuna gelinceye kadar yayılır. Hücre zarında bulunan; iç kısmı su ile dolu integral bir membran proteini ile onun yüzeyine tutunmuş karbonhidrat gruplarını içeren; hidrofilik yapıda olduğu için hücre zarının lipid kısmından geçiş yapamayan iyonların taşınması ile görevli kanallardır.

Seçici geçirgenlik kanallar

İyonların geçişini düzenleyerek sinir ve kas gibi hücrelerde membran potansiyelinin hızlı değişimi ve aksiyon potansiyelinin oluşumuna aracılık ederler. Her biri belli iyonların taşınması ile görevlidir. Bu seçicilik ise iyonun hacimsel büyüklüğüne bağlıdır.

İyon kanalları: Kanallar seçicidir; açılıp kapanma özellikleri ve oranları açısından farklı özellikler gösterirler. Anyon-seçici kanallar da, katyon seçici kanallar da genellikle tek bir iyon için seçicidir. Bazı katyon-seçici kanallar Na⁺, K⁺, Ca²⁺ ve Mg²⁺ gibi katyonların tümünün geçişine izin verir.

ŞEKİL 2.10 Na ve K sızma kanalları

Ligand kapılı: Nörotransmitterin reseptöre bağlanmasıyla açılırlar. Ligand-kapılı kanallarda enerji, kimyasal ajanın proteine bağlanması sırasında ortaya çıkan kimyasal reaksiyondan sağlanır.

Ligandın (nörotransmitter ya da kimyasal ajan olabilir) iyon kapısı üzerindeki bir reseptöre bağlanması ile (direct, short-lasting) veya ayrı bir reseptöre (second messenger) bağlanması ile (indirect, long-lasting) kapı açılır. Ligand-kapılı kanallar ligandın varlığı devam ettikçe refrakter döneme girebilir (kanalın duyarsızlaşması).

ŞEKİL 2.11 Liganta bağlı kanala proteinleiri

Voltaj kapılı kanallar: Hücre zarının içi ve dışı arasındaki elektrik yük farklılığına bağlı olarak açılırlar Voltaj-kapılı kanallar için açık ve kapalı durumlar arasındaki süre bir kaç ms ile dakika arasıdır. Bir kanalın kapalı durumdan açık duruma geçmesi enerji gerektirir. Voltaj- kapılı kanallarda enerji, kanal proteini üzerindeki duyarlı bir bölgenin (voltage-sensor) voltaj artışı sonucu yüklenerek membran üzerinde net bir serbest enerji değişimine neden olması ile sağlanır Voltaj-kapılı kanalların birçoğunda aktif açık olma durumunu sona erdiren bir refrakter (inaktivasyon) dönem görülür. İnaktivasyon durumu kanalı oluşturan proteinin alt ünitelerinden biri ya da bir bölgesi tarafından sağlanır. Na(m ve h) ve K(n) kanalları

Mekanik kapılı kanallar: Bu kanal tipi gerilim ve basınca duyarlıdırlar. Hücre iskeletinin(cytoskeleton) gerilmesi ile açılırlar. Mekanik olarak aktive edilen kanallarda enerji, doğrudan membran tarafından ya da sitoskeletal yapılar tarafından iletilir.

İmpulsun sinir boyunca yayılması

İmpuls meydana geldikten sonraki evre impuls yayılmasıdır. Bu safhada Aksiyon potansiyeli akson tepesinden terminal düğüme kadar ilerler. İletim değeri hücrenin özel uzunluk sabiti ile orantılıdır. Genellikle bu değer silindirik yapılarda silindir çapının artmasıyla artar. Öyleyse geniş çaplı silindirlerde iletim daha hızlı olmaktadır.

İmpulsun yayılmasına impulsun da etkisi vardır. İmpuls hızı ısının artmasıyla artar. Bu yüzden sıcakkanlı hayvanlarda iletim hızı soğukkanlı hayvanlara göre fazladır. Ortamın pH’sı, oksijen miktarı da impulsun hızı üzerinde etkilidir. Akson tepesinde membran bir aksiyon potansiyeli meydana getirmek üzere uyarılırsa potansiyelde meydana gelen bir değişiklik membranın bitişik bölgelerini etkileyecektir. Uç potansiyel noktasında aksonun içi dışarıya oranla (+) yüklüdür (⁺40mV).

ŞEKİL 2.12 Nöronda uyarının yayılması

Membranın iç tarafında (+) yüklü iyonların benzer yüklü iyonların birbirini itmesiyle aksiyon potansiyeli bölgesinden kovulurlar. Membranın dış yüzünü daha az pozitif yapan Na⁺ iyonları hücre içine hareket eder, K⁺ iyonları ise hücre Dışını daha fazla pozitifleştirmek için aksiyon potansiyeli bölgesine doğru membranın dış yüzüne hareket ederler. Bu iç ve dış elektrik akımı membrannın bitişik bölgelerini etkiler. Eğer bu değişiklik başlatıcı uyarıya (en az –50 mV ya da –60 mV) ulaşırsa membranın bitişik bölgesinde birinci aksiyon potansiyeline eşdeğer bir aksiyon potansiyeli gelişir. böyece impuls aksiyon potansiyeli şeklinde tüm akson boyunca yayılır. Omurgalı hayvanların periferal sinir sistemindeki nöronların aksonlarının etrafında miyelin kılıf olabilir ya da olmayabilir. Akson etrafındaki miyelin kılıf, beyin ve omurilik içindeki sinirlerin aksonlarında oligodendroglial hücreler tarafından oluşturulur. Beyin ve omuriliğin dışındaki yapılarda bulunan sinir hücrelerinin aksonları etrafında bulunan miyelin tabaka ise Schwan hücreleri tarafından oluşturulur. Bildiğiniz gibi miyelin kılıf akson boyunca 1 mm’lik uzunluklarla kesilir (Ranvier boğum). Miyelin kılıf çok iyi bir izalotördür.

Miyelin kılıfla sarılı aksonda difüzyon olmaz. O yüzden miyelinli ve miyelinsiz aksonlarda impulsun iletilmesi farklı olur.

Nöronları aktsiyon potansiyeli Dendritlerden hücre gövdesine, Hücre gövdesinden aksona doğrudur.

Uyarılan sinir zarından pozitif yük ile negatif yük değişimi gerçekleşir.

ŞEKİL 2.13 Myelinli nöronda ileti yayılması

Miyelinsiz sinirlerde impuls bütün sinir lifi boyunca yayılırken miyelinli sinirlerde aksiyon potansiyelinin iletilmesi sadece miyelin kılıfın olmadığı Ranvier boğumlarında olmaktadır. Dendritleri ve hücre gövdesinden uyarım alan sinir hücresi öncelikle bu sinyali kendi aksonu boyunca taşınır. Bu taşıma sırasında miyelin kılıfenerji tasarrufu bakımından önemli bir rol oynar. Çünkü bu kılıf boyunca hiçbir protein kanal bulunmaz. Dolayısıyla iletim, miyelin kılıflar arasında yer alan Ranvier boşlukları’nda gerçekleşir. Bir boşluktan diğerine atlayan elektriksel sinyal, iletimi hızlandırmış olur. Üstelik miyelin kılıf boyunca enerji harcayan sodyum/potasyum pompaları bulundurmayan hücre enerjisini de korur.

Sinir sistemimizdeki pek çok sinir hücresi miyelin kılıf bulundur. Eğer ki hücreler gerektiğinden daha az miyelin kılıf bulunduruyorsa sinirsel iletim sağlıklı bir şekilde gerçekleşemiyor ve duyularda azalma ya da felç gibi belirtiler ortaya çıkabilir.

Mutlak refrakter periyod:

Zarın Aksiyon potansiyeli oluşturan kısmı Na ve potanyum kanallarının konumu gereği ya hiç uyarı oluşturamaz ya da ancak yüksek uyarı karşı uyarı meydana getirebilir. Bu durumda nörolemna bir süre uyarılamaz; duyarsız kalır. (uyarılara cevap vermez) Buna “Refrakter periyod” denir. Depolarizasyon ve repolarizasyonun erken dönemlerini içerir. Depolarizasyonda m kapısı açık olduğundan repolarizasyonda da h kapısı kapalı olduğundan hücre uyarılamaz. Depolarizasyonun son dönemlerinde h kapıları açılınca Na⁺ kapılarının inaktivasyonu kaldırılır ve mutlak refrakter peryot biter.

Relatif (Nisbi) refrakter periyod:

Bu periyotta uyaranın şiddetli olması durumunda aksiyon potansiyeli oluşturulabilir.

Relatif refrakter dönem mutlak refrakter dönemin hemen sonunda başlar. Uyaran daha-şiddetli olmalıdır çünkü az miktarda aktif Na⁺ kanalı ve fazla miktarda aktif K⁺ kanalı vardır. Aksonda aksiyon potansiyeli komşu bölgeleri uyararak yayılır.

Yayılım myelinli ve myelinsiz liflerde farklı özellikler taşır. Bir reseptöre etki eden uyarını şiddeti arttığında Reseptör veya jeneratör potansiyel şiddeti artar. İlgili afferent sinirde impuls iletim frekansında artar. Ilgili duyusal merkez ulaşan impuls frekansı artar. Birim zamanda oluşan aksiyon potansiyeli sayısı artar ancak şiddetinde değişiklik olmaz.

ŞEKİL 2.49 Çizgili ve kalp kasında gözlenen refraktörü periyotlar

Bu periyotta uyaranın şiddetli olması durumunda aksiyon potansiyeli oluşturulabilir. Relatif refrakter dönem mutlak refrakter dönemin hemen sonunda başlar. Uyaran daha-şiddetli olmalıdır çünkü az miktarda aktif Na⁺ kanalı ve fazla miktarda aktif K⁺ kanalı vardır.

Aksonda aksiyon potansiyeli komşu bölgeleri uyararak yayılır. Yayılım myelinli ve myelinsiz liflerde farklı özellikler taşır. Bir reseptöre etki eden uyarını şiddeti arttığında Reseptör veya jeneratör potansiyel şiddeti artar. İlgili afferent sinirde impuls iletim frekansında artar. İlgili duyusal merkez ulaşan impuls frekansı artar. Birim zamanda oluşan aksiyon potansiyeli sayısı artar ancak şiddetinde değişiklik olmaz. Terminal plakta Ca⁺⁺ eksikliği veya Mg fazlalığı Ach salımını inhibe eder.

ŞEKİL 2.49 Refraktörü periyot

Reobaz (Eşik değer)

Bir sinirin deneysel olarak uyarılmasında genellikle elektrik akımı kullanılır. Elektrik akımının şiddeti ve devamını hassas olarak ayarlamak mümkündür. Etkili uyarmada uyarıcının (elektrik akımının) şiddeti önemli olduğu gibi devamı da önemlidir. Şiddetli bir uyarma çok kısa zamanda siniri uyarır.

ŞEKİL 2.14 Reobaz eşik değeri

Uyarıcının şiddetini azaltırsak, reaksiyon elde etmek için uyarmanın daha uzun devam etmesi gerekir. Bir siniri uyaran en zayıf etki şiddetine “reobaz” (eşik değer) denir. Rheobaz

‘ın uyarmayı yaratması için belirli bir süre devamı gerekir. Rheobaz’dan daha zayıf bir etki şiddeti, ne kadar uzun devam ederse etsin siniri veya kası uyarmaz. Rheobase’ın iki misli şiddet uygulanınca bunun dokuyu uyarabilmesi için gereken süreye kronakzi denir.

Sinaps

Bir nöronun diğerinin elektriksel ve kimyasal etkinliğini değiştirdiği, iki nöron arasındaki özelleşmiş anatomik bağlantılara sinaps denir. Çoğu sinapsta sinyal, bir nörondan diğer nörona nörotransmiterler tarafından taşınır. Bir nörondan salgılanan nörotransmiter, diğer nöronun membranı üzerinde bulunan özel bir protein reseptöre bağlanarak onun etkinliğini değiştirir. Sinapsa sinyali getiren nörona presinaptik nöron, sinyali sinapstan alıp uzaklaştıran nörona ise postsinaptik nöron denir.

ŞEKİL 2.15 Elektriksel ve kimyasal sinaps tipleri

Elektriksel sinapslar : Az sayıda sinaps, iletileri doğrudan ileten elektriksel sinapslardır.

Elektriği gap junctionlar aracılığı ile bir hücreden diğerine ileten direkt kanallardır.

Bunların çoğu, küçük protein tübüllerinden oluşur(Konneksin, proteini, Konnekson).

Çokaz durumda hücre membranları arasındaki mesafe çok dardır. Akım direkt olarak diğer hücreye atlar. Depolarizan uyarılar gönderirler, inhibitor etkinliğe ya da etkinlikteki uzun süreli değişikliklere izin vermezler. İki nöron arasında sitoplazmik bir devamlılık söz konusudur. Akım presinaptik hücreden postsinaptik hücreye zaman ve mesafe sabitelerine göre pasif bir akışla geçer. Elektriksel geçiş eğimlidir ve presinaptik hücredeki akım aksiyon potansiyeli eşiğinin altında olsa bile postsinaptik hücrede pasif depolarizasyon gerçekleşir.elektriksel sinapslar Reflekslerin hızlı koordine olması gereken omurgasız sinapslarında, Balıklarda Mauthner hücrelerinde(kaçmasını sağlayacak kuyruk fiskesini sağlayan) Korunmak için mor bir mürekkep salan Aplysia’da gözelnir.

ŞEKİL 2.15 Elektriksel sinapsta aktarılan uyarının azalması

Kalsiyum iyonundakidaki küçük değişimler akımın ve küçük partiküllerin geçişini azaltır.

Hücre içinde pH’ın düşmesi kanaldan akımın geçişini azaltabilir. Konneksin moleküllerinde ikinci haberci sistemler aracılığı ile gerçekleştirilen geriye dönüşümlü fosforilasyon kanal etkinliğini değiştirebilir. Hücreden hücreye akım geçişinde herhangi bir gecikme olmaz. Birçok hücrenin hızlı bir şekilde eşzamanlı uyarılmasını sağlar (örn.

kalp kasları) Hücreler arasında metabolik uyarıları geçirebilir.

Buna karşın elektriksel sinaps bazı dezavatajları vardır. Küçük bir presinaptik akson büyük bir postsinaptik hücreyi aktive edemez. Presinaptik aksondaki akımın miktarı daha büyük bir postsinaptik hücrede yeterince güçlü bir tepki oluşturmayabilir. Sinaptik uyarıda amplifikasyon oluşamaz. Presinaptik aksiyon potensiyali IPSP’ye dönüşemez .Uyarı kimyasal sinapslarda olduğu denli modifiye edilemez.

Kimyasal sinaps: Yavaş, daha değişik ve daha fazla sinyal üretme, uyarının şiddetini arttırabilme özelliklerine sahiptir Hem eksitatör, hem inhibitor etkinliğe aracılık eder.

Kimyasal sinapsta akım tek yönlüdür . Kimyasal nörotransmitterler postsinaptik hücredeki iyon kanallarının açılmasını doğrudan ya da dolaylı etkileyerek kontrol ederler.

• İyonotropik reseptörler Hızlı, iyon akımı Milisaniye seviyesinde çalışan, nörotransmiter olarak Glutamat, GABA, Glisin kullanır.

• Metabotropik reseptörler: Yavaş, İkinci haberciler ile çalışan, Saniye seviyesinde etkili, nörotransmiter olarak Monoaminler, nöropeptidleri kullanır.

ŞEKİL 2.15 Sinaps Myelinli nöron

Bir postsinaptik nöron, hücre gövdesi ve dendritleri üzerinde binlerce bağlantıya sahip olabilir, böylece pek çok presinaptik nörondan gelen sinyaller bu nöronu etkileyebilir. Kimyasal sinaps: İki nöron arasındaki açıklık (aralık) fazladır ve 2 nöron asla birbirleriyle temas etmez. 2 membran arasındaki sinaptik yarık yaklaşık 20 nm’dir. Aksiyon potansiyeli presinaptik membrandan postsinaptik membrana, presinaptik membran tarafından salınan nörotransmitter denilen kimyasal maddelerin sinaptik yarıktan geçerek postsinaptik membrana ulaşmasıyla meydan gelir. Bu nörotransmitterler presinaptik nöronun akson ucunda bulunan veziküllerde taşınır.

Aksiyon potansiyelinin akson son ucuna gelmesi veziküllerde bulunan nörotransmitterlerin sinaptik yarığa boşalmasına neden olur. Nörotransmitter madde sinaptik yarıktan geçer ve postsinaptik nöronun hücre membranı üzerindeki uygun reseptörlere (proteinlere) etki eder. Bu birleşme postsinaptik membranın permeabilitesini değiştirir. Daha sonra transmitter madde sinaptik yarık içindeki bir

hidrolitik enzimle parçalanır ya da presinaptik nöron tarafından geri emilimle alınır ve sinaptik yarıktan uzaklaştırılır

ŞEKİL 2.15 Sinaps Myelinli nöron

Nörotransmiterler çift tabakalı lipit membranlı küçük veziküllerde depolanır. Aktivasyon öncesinde birçok vezikül, presinaptik membranda aktif bölgeler olarak bilinen salınım alanlarında tutunmuş iken diğerleri terminal içinde dağılmıştır. Aksiyon potansiyeli presinaptik membran terminaline ulaştığı zaman nörotransmiter salınımı başlar. Bir nörondan diğer bir nörona ya da bir nörondan effektör bir organa impulsun geçtiği yerlere sinaps denir. Sinaps, aksiyon potansiyeli ile taşınan bilginin geçtiği özel bağlantı yerleridir. Sinaps yapan 2 hücreden 1.si impulsu sinaps yerine getiren diğeri ise impulsu buradan alıp effektör organa götüren hücredir. İmpulsu sinaps bölgesine getiren nörona presinaptik nöron, buradan impulsu alan 2. nörona postsinaptik nöron denir. Tranmisyonu kimyasal madde aracılığı ile olanlara “kimyasal sinaps’’, transmisyonu aksiyon akımı ile olanlara “elektriksel sinaps’’ denmektedir. Bu sinaps çeşidinde presinaptik membran ile postsinaptik membran arasındaki aralık çok dardır. Aksiyon potansiyelleri presinaptik membrandan postsinaptik membrana akson boyunca impulsun yayılmasına benzer bir yol izleyerek geçer. Presinaptik membrandaki impuls tarafından yaratılan elektriksel akım postsinaptik membrandaki voltaja hassas iyon kanallarını etkiler ve postsinaptik membranda aksiyon potansiyeli meydana getirir.

Elektriksel sinapslar genellikle 2 nöron arasında meydana gelir. Ancak, bazı kaslar arasında eksitasyon (harekete geçirme-uyarma) bir kas fibrilinden diğerine elektriksel transmisyon yoluyla yayılabilir. Örneğin, omurgalı kalp kasları ve bazı düz kas çeşitlerinde böyledir. Her presinaptik aksiyon potansiyeli bir yenisini doğurur. Bu çok hızlı bir olaydır.

0,1 ms.’den daha az bir zamanda meydan gelir.

Ekdize Edici Post Sinaptik Potansiyel (EPSP) İnhibe edici post sinaptik potansiyel (IPSP):

Bir nöronun aksonu son ucuna doğru birçok kollara ayrılır ve bu kollar çeşitli nöronlarla sinaptik birleşme kurabilir. Aksonun son kolları çok incedirler fakat sinapsis yapacak son uçlar bir yumru halini almıştır. Yüzlerce ayrı yerden impuls alan tek bir nöron, sayısı yüzlere varan başka nöronlarla bağlantı kurduğu düşünülürse, bir reseptörden alınan impulsun santral sinir sisteminin bütün merkezleri ile bağlantı halinde olduğu anlaşılır. Fakat santral sinir sisteminde her gelen impulsa her yol açık değildir. Ancak gerekli yollar impulsa açılır gereksiz yollar kapatılır. O halde her sinapsiste bir impuls bir nörondan diğerine geçemez. İmpulsu

Kimyasal Sinaps Sinaps, nöronların (sinir hücrelerinin) diğer nöronlara ya da kas veya salgı bezleri gibi nöron olmayan hücrelere mesaj iletmesine olanak tanıyan özelleşmiş bağlantı noktaları. Bir motor nöron ile kas hücresi arasındaki kimyasal sinaps, aynı zamanda neuromuscular junction nöromusküler bağlantı olarak adlandırılır.

bir nörondan diğerine geçiren sinapsise ‘’ekdize edici sinapsis’’ (impulsu geçiren sinapsis), geçirmeyene de ‘’inhibe edici sinapsis’’ (impulsu geçirmeyen sinapsis) denir Postsinaptik nöronun membran potansiyeli eksitatör (uyarıcı) sinapsta eşiğe daha yaklaşır (yani depolarize) ve inhibitör (baskılayıcı) sinapsta eşikten uzaklaşır (yani hiperpolarize) ya da mevcut düzeyinde sabitleştirilir.

ŞEKİL 2.15 EPSP ve IPSP bağlantısı

Herhangi bir anda postsinaptik hücrenin uyarılabilirlik düzeyi o anda aktif olan sinaps sayısına ve bunların eksitatör ya da inhibitör olmalarına ve sayılarına bağlıdır. Postsinaptik nöronun membranı eşik değere ulaşırsa, aksonu boyunca terminal dallarına doğru iletilen aksiyon potansiyeli oluşturur. Eksitatör bir sinapsta, nörotransmitere verilen postsinaptik yanıt membran potansiyelini eşiğe yaklaştıran bir depolarizasyondur. Böyle sinapslarda aktive olan reseptörün postsinaptik membran üzerindeki genel etkisi, postsinaptik membrandaki sodyum, potasyum ve diğer küçük pozitif yüklü iyonlara geçirgen olan iyon kanallarını açmasıdır.

Bu iyonlar da, elektriksel ve kimyasal farklarına göre membrandan serbestçe geçerler. Uyarıcı postsinaptik potansiyel durumunda direnç değişimi tüm iyonlarda bir permeabilite artışına (özellikle K⁺, Na⁺, Cl^-) bağlıdır. Oysaki inhibitor postsinaptik potansiyel durumunda permeabilite değişikliği sadece K⁺, Cl^- ve çoğu kez sadece K⁺ daki bir değişikliği kapsar. İnhibitör sinapslarda, postsinaptik nörondaki potansiyel değişik inhibitör postsinaptik potansiyel (İPSP) denilen hiperpolarize edici dereceli potansiyeldir. İnhibitör bir sinapsın aktivasyonu, postsinaptik hücrenin eşiğe depolarize olma ve bir aksiyon potansiyeli oluşturma olasılığını azaltır.

Eksitasyon

Hızlı ya da direkt etkili nörotransmitter sistemi içinde glutamat, asetilkolin (ACh), seratonin ve adenozin trifosfat (ATP), γ-Amino bütirik asit (GABA) ve glisin, yavaş yada indirekt etkili nörotransmitter sistemi içinde glutamat, GABA, ACh, norepinefrin, dopamin, seratonin, substans P, histamine, ATP, adenozin ve opioidler bilinmektedir. Görüldüğü gibi bir nörotransmitter hem yavaş hem de hızlı etkili olabilir.

Glutamat, ACh, seratonin, ATP ve GABA hem hızlı hem de yavaş etkileri olan nörotransmitterlere örnektir. Örnek olarak ACh için; nikotinik ACh reseptörleri ile ilişkili olarak nöromüsküler kavşaktaki hızlı nörotransmisyon ve muskarinik ACh reseptörleri ile ilişkili yavaş etki olarak bronkokonstruksiyon, salivasyon ve gastrointestinal motilite verilebilir. Bu nörotransmitter sistemlerinin çoğu anestezik ilaçlar ile etkilenir.

Eksitatör hızlı nörotransmitterler (glutamat, ACh, seratonin ve ATP) ligand-kapılı iyon kanallarını açarak öncelikle Sodyum ve kalsiyum geçişine izin verirler ve hücre daha kolay uyarılabilir hale gelir. İnhibitör hızlı nörotransmitterler (GABA ve glisin) ise klor (Cl-) geçişine izin vererek hücre içindeki negatif yükü arttırır ve hücrenin daha az uyarılabilir olmasına yol açar.

Aksiyon potansiyeli oluşturan nörotransmitter etki mekanizması:

1. Fazla sayıdaki pozitif elektrik yükünün, postsinaptik hücrenin içine akmasını sağlamak üzere sodyum kanallarının açılması. Bu durum, membran potansiyelini eksitasyon için gerekli olan eşik değerine doğru pozitif yönde artırır. Eksitasyona neden olmanın en fazla kullanılan şeklidir.

2. Klorür veya potasyum kanallarından biri veya her ikisi aracılığı ile baskılanmış ileti. Bu negatif yüklü klorür iyonlarının postsinaptik nöronun içine difüzyonlarını veya pozitif yüklü iyonların dışarı difüzyonlarını azaltır. Her iki durumda da içerdeki membran potansiyeli normalden daha pozitif hale gelir ki, bu da eksitasyondur.

3. Hücre aktivitesini uyarmak için hücrenin iç metabolizmasındaki çeşitli değişiklikler veya bazı durumlarda, eksitatör membran reseptörlerinin sayısında artış ya da inhibitor membran reseptörlerinin sayısında azalma olmasıdır.

ŞEKİL 2.17 Esitatör ve inhitör amino asitler

Serotonin direkt ya da indirekt etkili olabilen diğer bir eksitatör nörotransmitterdir.

Trombositler, sindirim kanalı, beyin ve az miktarda da retinada tanımlanan G- proteinine bağlı adenil siklaz ve fosfolipaz C’yi değiştiren 7 farklı reseptörü vardır.

Sindirim kanalı ve area postremada bulunan iyonotropik 5HT3 reseptörleri kusmadan sorumludur. 5HT₃ reseptör antagonistleri antiemetik olarak yaygın kullanılmaktadırlar. 5HT₆ reseptörlerinin de antidepresanlara afinitesi yüksektir. Serotonin geri alım inhibitörleri de sinaptik aralıkta serotonin konsantrasyonunu arttırır ve depresyonu azaltır. Ancak fazlalığının da panik atağa yol açabileceği bildirilmiştir^.

İnhibisyon

Aksiyon potansiyeli oluşmasına engel olan nörotransmitter etki mekanizması:

1. Reseptör molekülü aracılığıyla klorür iyon kanallarının açılması. Bu durum negatif yüklü klorür iyonlarının postsinaptik nöronun dışından içine doğru hızlı difüzyonuna izin verir, böylece negatif yükleri içeri taşır ve içerdeki negativiteyi artırır ki bu da inhibisyondur.

2. Reseptör aracılığıyla potasyum iyonlarının iletiminde artış. Bu artış, pozitif potasyum iyonlarının dışarı difüzyonunu sağlar ki, bu da yine inhibisyondur.

3. Hücresel metabolik fonksiyonları inhibe eden veya inhibitör sinaptik reseptörlerin sayılarını artıran veya eksitatör reseptörlerin sayısını azaltan reseptör enzimlerinin aktive edilmesi. GABA beyindeki ana inhibitör transmitterdir. İyonotropik GABAA ve GABAC

(Cl^- iyonu geçişine izin verir) ve metabotropik GABA_B (G proteinlerine bağlı olup K⁺ kanallarında geçirgenliği arttırırken adenilil siklazı ve buna bağlı Ca⁺ akışını inhibe eder) bilinen üç GABA reseptörüdür. GABAB ve GABAC reseptörleri nikotinik ACh ve birçok glutamat reseptöründeki gibi bir kanal oluşturacak şekilde yan yana dizilmiş beş alt birimden oluşur. GABA_A reseptörleri de beş alt birimden oluşur, ancak burada altı α, dört β, dört γ, bir δ ve bir ε bulunur. Bu çok sayıda farklı bağlanma yerleri nedeni ile GABA_A çok sayıda ilaç için hedeftir.

Sumasyon:

Sumasyon bir sinir gelen tek bir sinaps üzerinde kısa sürede çok sayıda uyarı gelmesi yada bir sinire gelen çok sayıdaki EPSP bağlı olarak sinirin eşik değeri üzerine çıkarak aksiyon oluşturmasıdır. Tek bir kası inverte eden bir sinir hücresi uyarı oluşturduğunda kas hücresi tamamem kasılır. Buna karşın bir kas demetine bağlı bir sinir demeti uyarıldığında farklı eşik değerlerine bağlı kas lifleri kasılır.

ŞEKİL 2.198 Sinirde meydana gelen sumasyonun şekli

Hızlı, tekrarlayan uyaranlarla tek bir sarsı cevabına nazaran, kas gerimi veya kısalmasında meydana gelen artış, yani cevapların birikmesidir. İki çeşit sumasyon vardır: yada tek tek kas sarsılarının birbirine katılarak uyum içinde kuvvetli kas hareketleri oluşturması aynı anda bir kasa birden fazla sinirden uyarı gelmesi ile sumasyon oluşması.

• Temporal (dalga) sumasyon: tek bir motor birimin kasılma hızının artmasıdır.

• Spasiyal (çoklu lif) sumasyon: aynı anda kasılan motor birim sayısının artması oluşturması.

Sumasyon

Hızlı, tekrarlayan uyaranlarla tek bir sarsı cevabına nazaran, kas gerimi veya kısalmasında meydana gelen artış, yani cevapların birikmesidir.

Nörotransmiter maddeler

Nöronlar arasında veya bir nöron ile başka bir (tür) hücre arasında iletişimi sağlayan kimyasallara nörotransmitter (uyarıcılara tepki) denir. Sinir sistemi boyunca sinirsel sinyaller bu kimyasal taşıyıcılar yardımıyla iletilir. Sinir hücrelerinin taşıdığı sinyaller nöronlar üzerinde son derece hızlı ilerler. Bu hız sinir hücresini türüne göre 1 m/sn ile 12 m/sn arasında değişir.

Bir maddenin nörotransmitter olarak sınıflandırılması için şu özellikleri taşımalıdır.

Bu kriterlere uyan iki nörotransmitter madde: asetilkolin ve noradrenalin (norepinefrin) dir. Bunlardan başka çok sayıdaki kimyasal madde vardır ki gerekli şartlardan bir kısmına fakat tümüne değil cevap vermektedir. Bunlar: Dopamin, adrenalin, serotonin, histamin, GABA gaba aminobütirik asit, glutamik asit, aspartik asit ve glisin bu gruptandır.

Dopamin beyinde hareket ve davranışları idare eden sinirlerde transmitter madde görevi yapar. Adrenalin beyin nöronlarında bulunmuştur, Histamin sinir uçlarında bulunmuştur.

GABA ve Glisin inhibe edici nörotransmitterdir.

ŞEKİL 2.19 Nörotransmiter maddeler

Sinir hücreleri arasındaki bağlantı ve sinyal aktarımını ise sinaps denilen ve iki sinir hücresi arasında bulunan bölgelerce sağlar. Bu bağlantı bölgelerinde sinyalin geldiği nörondan salgılanan nörotransmitterler, karşıdaki nöronun hücre yüzeyinde bulunan protein reseptörlerce algılanarak sinyalin bu hücreye aktarılmasını sağlarlar. Post-sinaptik protein reseptörlerle iletişim yolu çoğu sinir ileticisi için geçerli olmakla beraber gaz formunda bir sinir ileticisi olan nitrik oksit post-sinaptik membranı aşarak intrasellüler cGMP düzeyi üzerinden etkisini gösterir. Günümüzde ATP de sinir ileticisi olarak kabul edilmektedir ve etkilerinin bir kısmı için pürinerjik post-sinaptik reseptöre ihtiyaç duymaz. Sinapslarda iki hücre arasındaki mesafe son derece azdır (yaklaşık olarak 20 nm). Bu durum fizyolojik sıcaklıklarda ve ortam koşullarındaki difüzyon hızı ile birlikte ele 1) Bir kimyasal maddenin sentezlenmesi için gerekli enzimleri o nöron

taşımalıdır.

2) Sinir uyarıldığı zaman bu maddeyi salmalı ve madde postsinaptik hücre membranındaki özgül bir reseptörle reaksiyon vererek biyolojik bir aktiviteye neden olmalıdır.

3) Görevini yaptıktan sonra, bu maddenin etkisini çabucak ortadan kaldıracak bir mekanizma bulunmalı.

alındığında, bir hücreden salınan nörotransmitter maddenin diğerine varış zamanının neredeyse anlık olacak şekilde çok kısa olmasına neden olur. Nörotransmitter madde etkilerine göre iki grupta toplanır. Bunlar eksite edici (uyarıcı) ve inhibe edici (engelleyici) maddelerdir. Sinir istemindeki sinyallerin işlenip bunların bilgiye dönüştüğü yer olan sinapslarda bu iki farklı grup nörotransmitter madde sayesinde bazı sinyaller artırılırken bazıları azaltılmış olur. Bu özellik, sinir dokuların sinyal işleme yetisinin temel bileşenlerinden biridir.

Başlıca nörotransmiter maddeler :

Transmiter maddeler nöron gövdesinde senzetlenir ve taşıma proteinleri ile taşınır.

Nörotransmiter nöron gövdesinde üretilmesine rağmen aksondan salınması gerekir bu durumda nörotransmiter özel taşıma molekülleriyle vezikül içinde salgılanacakları akson ucuna taşınır. Akson ucundan salgılanma ile boşalan vezikül tekrar nöron gövdesine getirilmesi gerekir. Bu amaçla kinezin ve Dineinin adında iki taşıma molekülü görev yapar. Kinezinin taşıması başlıca hücre gövdesinden akson terminaline doğru (anterograd) gerçekleşir. Bu işlem beslenme için gerekli moleküllerin, enzimlerin, mitokondrilerin, içlerinde nörotransmiter olan veziküllerin ve diğer organellerin taşınmasında önemlidir. Dineinin hareketi karşı yöndedir (retrograd) ve yeniden kullanılacak membran vezikülleri, büyüme faktörleri ve nöronun morfolojisini, biyokimyasını ve bağlanabilirliğini etkileyen diğer kimyasallar bu yolla taşınır. Retrograd taşıma, tetanoz toksini, herpes simpleks, rabies ve çocuk felci virüslerin gibi merkezi sinir sistemi içine yayılan membranlı ajanların da kullandığı bir yoldur.

ŞEKİL 2.19 Sinir hücresinde nörotransmiter madde taşınması

Vesiküller nöron membranına mikrotübüller ve mikrofilamentler aracılığı ile gider.

Ca²⁺ iyonları mikrotübül kontraksiyonunu aktive eder. Vinblastin ve sitokalasin gibi maddeler mikrotübül fonksiyonunu önleyerek transmitter salınmasını önlemektedir.

Sinaptik boşluğa verilen nörotransmiterin işlevleri yaptıktan sonra(İyon kanalı

Anterograd ve retrograd aksoplazmik taşıma

Aksondaki terminal butona doğru gerçekleşen taşımaya anterograd taşıma denir.

Tam tersi yöndeki taşımaya ise retrograd taşıma denir.

Retrograd Anderograd`ın yarısı kadar hızlıdır .

1. Asetilkolin (ACh),

2. Biyojenik aminler: a) Katekolaminler Dopamin, Norepinefrin, Epinefrin

b) Serotonin (5-hidroksitriptamin)

c) 5-HT Histamin

3. Amino asitler: a) Eksitatör amino asitler; örneğin, glutamat

b) inhibitor amino asitler, örneğin, gama-aminobütirik asit

(GABA)

c) glisin

4. Nöropeptitler: endojen opiyatlar, oksitosin, taşikininler 5. Çeşitli: a) Gazlar; örneğin, nitrik oksit

b) Pürinler; örneğin, adenozin ve ATP

aktivasyonu yada inaktivasyonu) hızla yıkılmaları gerekir Bu amaçla MAO ve COMT enzimleri görev yapar. Katekolamin grubu nörotransmitter maddeler iki enzim tarafından yıkılırlar. Bunlar, catechol-O-methyltransferase (COMT) ve mono amine oxidase (MAO) enzimleridir. MAO seratonin, noradrenalin, dopamin, adrenalin ve diğer bir sürü bileşikten amino grubunu ayırır. Veya bir kısım noradrenalin presinaptik nöron tarafından geri alınarak etkisi ortadan kaldırılır. Sinir ucunda dopamin ve adrenalin in miktarı belli bir seviyeye ulaşınca, tirozin den bu maddelerin sentezi durdurulur. Kas hareketlerinin integrasyonunu sağlayan nöronların aksonunda dopamin eksikliği Parkinson hastalığına neden olur. Pakinson hastalarına DOPA tedavi için verilir. DOPA, dopamin ön maddesidir ve kan beyin bariyerini dopaminden daha kolay geçer ve beyin hücrelerine ulaşır.

Nöradrenalin taşıyan sinirlerin aksonları cerebellum ve cortex cerebri nin kas hareketlerinin koordinasyonu, uyanık bulunma heyecan gibi fonksiyonları idare eden bölgelerine ve hipotalamusa gider.

ŞEKİL 2.19 G proteinie bağlı uyarının hücrede ifadesi

1. Postsinaptik hücre membranı boyunca özel iyon kanallarının açılması. G proteinine yanıt olarak açılan bir potasyum kanalı aktif olabilir; bu kanal, ikinci haberci sistemi kullanmadan direkt aktive olan iyon kanallarının hızlı kapanmasının aksine genellikle uzun süre açık kalır.

2. Nöron hücresinde siklik adenozin mono fosfat (cAMP) veya siklik guanozin monofosfat (cGMP)'m aktivasyonu. Nöronlarda çok özel metabolik mekanizmayı ya siklik AMP’nin veya siklik GMP’nin kontrol edebilirler. Böylece hücre yapısının uzun süreli değişimi de dahil olmak üzere pek çok kimyasal sonucun alınmasına neden olur. Bu durum nöronun uzun-süreli uyarılabilirliğini değiştirir.

3. Bir veya daha fazla sayıda intraselüler enzimin aktivasyonu. G-proteini, intraselüler enzimlerden bir veya daha fazlasını direkt olarak aktive edebilir. Enzimler de, hücredeki pek çok spesifik kimyasal fonksiyonlardan herhangi birine sebep olabilirler.

4. Gen transkripsiyonunun aktivasyonu. Bu belki de postsinaptik nöronun ikinci haberci sistemlerininen önemlisidir. Gen transkripsiyonu, nöronda yeni proteinlerin oluşmasına neden olabilir ve bu proteinler de hücrenin metabolik mekanizmalarım veya yapısını değiştirebilirler. Özellikle uzun-süreli bellek işlemlerinde, uygun olarak aktive edilen nöronlarda yapısal değişiklikler oluştuğu bilinmektedir.

Asetilkolin çizgili kas (iskelet kası) liflerindeki nikotinik reseptöre bağlanarak kas hücresine Sodyum (Na⁺) içeri girmesini ve voltaja duyarlı kalsiyum kanallarının açılması ile depolarize olan kas hücresinin kasılmasını sağlar, Asetilkolinin öğrenme ve hafıza (M1 res) ile de derin bir ilişkisi bulunur ve bu yüzden beyinde asetilkolin içeren nöronlar mevcuttur. Parasempatik sinir sisteminde gangliyon ve sinapslarda yer alan asetilkolin, parasempatik sinir sisteminin uyarılmasıyla beraber gerçekleşen kalp atışının yavaşlaması, tükürük salgısının artması, bronkokonstrüksiyon (bronş lümeneninin -boşluğunun- daralması), miyozis, mesane ve gıs hareketlerinin artması gibi etkilerin gerçekleşmesine neden olur. Asetilkolin belli nöronlarda kolin asetil transferaz enzimi tarafından, kolin ve asetil-CoA'dan sentez edilir. Sinaptik boşluğa salınarak görevini tamamladıktan sonra asetilkolin, asetilkolinesteraz enzimi yardımıyla kolin ve asetat'a (asetik asit tuzu) çevrilerek yıkılır.

Histamin bulunduran nöronlara histaminerjik nöron denir. Histamin, mide mukozasında, hipofiz bezinin ön ve arka lobunda mast hücrelerinde de bulunur. Histaminin uyanıklık, cinsel davranış, bazı ön hipofiz hormonlarının salınımının düzenlenmesi, kan basıncı, su içme ve ağrı eşiği ile ilişkisi vardır. Histamin mastositlerde bazofillerin hücre içi keseciklerinde bulunur. Orada bir protein ve heparinden oluşan komplekse bağlıdır.

Histamin özellikle ani aşırı duyarlılık hallerinde serbest hale geçer. Bu geçiş, bir antijen organizmaya yeniden girdiğinde mastosit zarına bağlı bir antikorla tepkimeye girişince ortaya çıkar.

ŞEKİL 2.20 Histamin

Bazı fiziksel olgular (deri irkilmeleri, yanıklar) sırasında da histamin serbestleşir; bazı kimyasal etkenler de onu serbest hale geçirebilir. Histaminin histaminerjik alıcılara yapışması yoluyla ortaya çıkar. Histamin kılcal damarların genişlemesiyle beraber yerel geçirgenliğin artmasına (karıncalanma), bronşların ve bağırsakların büzüşmesine, mide, tükürük ve böbreküstü bezi özeği salgılarının artmasına neden olur. Yani vazodilatasyon ve mıde mukus salgısını arttırır. Beyindeki yeri ve işlevi hakkındaki bilgiler daha kıttır; uyku-uyanıklık devrelerine, atardamar basıncının kontrolüne ve vücut sıcaklığının ayarlanmasına da katılmış olabilir.

Dopamin: Noradrenalin ve adrenalin öncü maddesidir. Memeli beyninde bulunan bir nörotransmitterdir. Uyku ile ilgilidir ve kas aktivitesinde rol oynar. Dopamin (DA), vücutta doğal olarak üretilen bir kimyasaldır. Beyinde, dopamin reseptörlerini aktive ederek nörotransmiter olarak görev yapar. Dopamin, ayrıca, hipotalamustan da salgılanır ve kana karışarak nörohormon görevi yapar.

ŞEKİL 2.21Dopamnin Dopamin

Hipotalamustan da salgılanır ve kana karışarak nörohormon görevi yapar.

Nörohormon olarak görevi hipofizin ön lobundan prolaktin salgılanmasını baskılamaktır.

Nörohormon olarak görevi hipofizin ön lobundan prolaktin salgılanmasını baskılamaktır. Sempatik sinir sistemindeki etkileri dolayısıyla ilaç olarak; kalp atışlarını hızlandırmak ve kan basıncını yükseltmek için kullanılır. Kan-beyin omurilik sıvısı bariyerini geçemediği için merkezi sinir sitemini doğrudan etkileyemez. Parkinson hastalarında ve Dopa-duyarlı distoni hastalarında, beyindeki dopamin miktarını artırmak için, dopamin sentezinde öncü molekül görevi üstlenebilen L-DOPA molekülü kullanılır, zira L-DOPA kan-beyin bariyerini aşabililir.

ŞEKİL 2.22 Trozin amino asidinden epinefrin sentezlenmesi

Glutamik asit ve aspartik asit krustaselerde bulunan transmitter maddelerdir. Glutamik asit kas kontraksiyonu yaratır, aspartik asit ise kas ve reseptör hücreler üzerinde hem uyarıcı hem de inhibe edici rol oynar. Beyin üzerinde etkili olan ilaçların hepsi nörotransmitter sistemlerin aktivitesini inhibe etme veya aktive etme yoluyla etkili olurlar. Örneğin, kafein, nikotin, ve amfetaminler kimyasal sinapslarda biyojenik aminleri oluşturarak beyin aktivitelerini uyarırlar. LSD (halusinasyon yaratan madde veya evham: liserjik asit dietilamin) ise serotonini inhibe eder ve uykusuzluğa neden olur. Glutamat göz fotoresetörlerden kaışığın varlığında salgılana inhibe edici bir nörotransmiterdir.

ŞEKİL 2.23 Glutamatat

Kimyasal olarak monoamin yapısına sahip bileşikler olan Epinefrin (adrenalin), Norepinefrin (noradrenalin) ve Dopamin topluca katekolaminler olarak adlandırılırlar.

Katekolaminler hormon ve nörotransmitter olarak fonksiyon görürler. Bu bileşikler adrenal medullada ve sempatik sinirlerde sentezlenirler. Katekolaminleri parçalayan 2 enzim bulunmaktadır: MAO (Mono Amin Oksidaz): Mitokondriyal bir enzimdir. Stoplazmada vezikül dışında Noradrenalini parçalayan enzimdir. COMT (Katekol-O-Metil Transferaz): Katekolaminleri (Noradrenalini) nöron dışında parçalayan enzimdir.

Katekolaminler; adrenal medullanın kromafin hücrelerinde, beyin ve sempatetik nöronlarda tirozin aminoasidinden sentezlenen adrenalin, norepinefrin ve dopamindir.

Katekolaminlerin sekresyonu egzersiz, hipoglisemi, miyokard infarktı gibi pek çok stresli durumlarda artar.

ŞEKİL 2.24 Norepinefrin ve epinefrin etki mekanizması

MAO (Mono amino oksitaz) Mitokondriyal bir enzimdir. MAOlar nörotransmitterlerin inaktivasyonu önemli rol oynar. MAO sitoplâzmada vezikül dışında nöradrenalini parçalayan enzimdir. MAO, izoenzimleri bulunan mitokondrilerde yerleşik halde ve adrenerjik, dopa-minerjik ve serotonerjik sinir sonlarıyla karaciğer ve barsak çeperinde bulunan bir enzimdir. Sinir sonlarında bulunan MAO veziküllerden sızan monoaminlerin oksidatif deaminasyonla yıkımına neden olur. Bir kısım monoaminde bu yıkımdan kurtularak sinaptik aralıktan reuptake yoluyla geri dönen monoaminleri de yıkarak veziküllere girmesini engeller. Böylece MAO sinir sonlarıyla monoaminleri baskı altında tutucu bir görev üstlenir. Karaciğer ve barsak çeperindeki MAO'nun ise besinlerle alınan tirozin ve feniletilamin gibi toksik monoaminlerin dolaşıma geçmelerine engel olmak gibi bir görevi vardır.

İnsanlarda MAO iki tür vardır: MAO-A ve MAO-B . Her ikisi de nöronlar ve astroglialda bulunur.

• MAO-A da karaciğer, akciğer, vasküler endotel, gastrointestinal sistem ve plasenta bulunur.

• MAO-B çoğunlukla kanda trombositlerde bulur.

MAO sentezinin az yada çok olması bağlı olarak şizofreni depresyon, dikkat eksikliği bozukluğu , madde bağımlılığı , migren, meydana gelebilir

COMT (Katekol-O-Metil Transferaz): Katekolaminleri nöron dışında parçalayan enzimdir.

COMT, damar çeperindeki (en çok akciğerlerde) endotel hücrelerinde bol olarak bulunur ve katekolaminleri metilasyona ugratarak parçalar.

ŞEKİL 2.25 COMT ve MAO etkisi Serotonin

Serotonin(5-hidroksitriptamin) vasküler düz kaslarda, gastrointestinal sistemde ve beyinde tanımlanmış ve bu bölgelerde önemli işlevleri bilinen biyolojik amindir. Esansiyel bir amino asit olan L-triptofandan triptofan hidroksilaz enzimi ile sentezlenmekte, etkilerini kendisine özgü serotonerjik reseptör (5-HTR) aileleriyle göstermektedir.

ŞEKİL 2.26 Serotonin

Vücudumuzdaki temel serotonin sentezi gastrointestinal sistemdeki enterokromaffin hücrelerinde ve beyinde serotonerjik nöron gövdelerinin yoğun olduğu “raphe nuclei”de gerçekleşir. Plateletlerde % 8 oranında depolanmakta ve plateletten salıverilen derişimlerde lokal olarak vazokonstriktör etki göstermektedir. Serotonerjik reseptörler;

depresyon, besin alımı ve obezite, saldırgan davranışlar, obsesif kompulsif bozukluklarla anksiyete bozuklukları, sirkadyan ritm ve uyku, analjezi, migren, bulantı ve kusma, madde bağımlılıkları ve seksüel bozuklukluklarla ilişkilendirilir.

Sinapslardaki serotonin düzeyinin artması besin alımını azaltarak obeziteyi engeller, insomnia gibi uyku bozukluklarını önler ve bağımlılıkların kesilmesi sırasında gözlenen depresyonu ortadan kaldırır. Teröpatik amaçla; serotonin transporter’ının (SERT) selektif inhibitörleri (SSRI), hücre gövdesindeki fazla serotonini yıkan mono amino oksidaz (MAO)’ın inhibitörleri, triptofan ve hidroksitriptofan supplement’leri kullanılmaktadır. Ancak bunlardan birkaçının birlikte kullanılması serotonin düzeyini çok

yükseltmekte ve serotonin sendromu olarak bilinen klinik tabloya sebep olmaktadır.

Beyin serotonin düzeylerinin farmakolojik yöntemler dışında artırılması bireyin ruhsal durumu ve pozitif sosyal davranışlarını olumlu yönde etkileyebilmektedir. Parlak gün ışığı, uyku düzeni, egzersiz ve triptofandan zengin diyet endojen serotonin düzeyini sağlamak yönünde önemli rol oynamaktadır.

Kalsiyum kanalları

Hücre içine Ca ²⁺ girişi kendi başına depolarizasyonu arttırıcı bir faktör olarak görev yapar. Bazı hücrelerde bulunan Ca ²⁺ duyarlı K⁺ kanalları ise Ca ²⁺ düzeyinin artışı ile depolarizasyonu azaltıcı yönde etkili olur. Bunun dışında Ca²⁺ , farklı hücrelerde kendi kanallını bloke etme, defosforilasyon, ikinci habercilerin uyarılması gibi süreçleri başlatabilir.

Sinir sistemi

Sinir sistemin evrimsel gelişimi

Canlığın gelişimi sırasında basit hücre benzeri yapılar birbirleriyle dahi iletişim kuramıyorlardı. Sadece belirli yüzeylere tutunma veya belli kimyasalların varlığında hücre yapısının içeri bükülerek kimyasalı içeriye alması şeklinde tepkimeleri gerçekleştirebiliyorlardı.

Ancak sonrasında, bu yapılar daha da özelleşti ve biraz daha karmaşıklaştı. Farklı tip haberleşme kimyasalları birbirleriyle etkileşmeye başladı, daha fazla sayıda ve tipte glukoprotein özelleşti ve tüm bunlar evrimsel süreçte hücrelerin karmaşıklaşmasıyla daha da karışık bir hal aldı ve iyice özelleşti.

Koaservatların daha da karmaşıklaşması ve evrimleşmesi sonucu oluşan daha gelişkin hücrelerin zarları üzerinde çok daha fazla sayıda reseptör proteini görmekteyiz. Bu reseptörler, yukarıda da anlattığımız şekilde, sayısız kimyasalın tanımlanmasını ve hücre içerisinde ilgili değişimlerin gerçekleştirilmesini sağlarlar. Hücrenin tanıyabildiği tüm kimyasallar için özelleşmiş reseptörler bulunmaktadır. Tanınmayan kimyasalların yok edilmesi içinse bazı başka reseptör yapıları bulunmaktadır. Sonuçta her hücre, her kimyasalı tanıyamaz.

Tanıyabilmesi için ancak ve ancak evrimsel süreçte o kimyasala karşı reseptör üretmesini gerektirecek ve üretebilenlerin avantajlı olacağı bir evrimsel geçmişe sahip olmalıdır. Bu sebeple, tanınmayan yapıların risk oluşturabilmesine karşı, daha genel yapılar evrimleşmiş ve bu kimyasalları yok etme görevini üstlenmiştir.

Bazı canlılarda uyarıyı alan farklılaşmış yapılar yoktur ancak, canlı madde (protoplazma) en ilkel şekli ile her çeşit uyarıyı alır ve tepki gösterir. Sinir sistemine sahip olmayan hayvanlarda bazı koordinasyon mekanizmaları vardır. Hücre zarında meydana gelen depolarizasyon dalgası da bir ileti olarak kabul edilmektedir. Örneğin, silli epitel hücrelerinde sil hareketi hücreden hücreye iletilmektedir. Bir hücrelilerden siliyatlar'da bazal granülleri birbirine bağlayan bir fibril sistemi vardır. Ektoplazma içinde ve yüzeye paralel yer alan bu fibriller hareket ettirici sinir sistemini oluşturur. Birçok tek hücreli ve serbest yüzen larvada, vücutlarının bir bölgesinden diğer bölgesine kendiliğinden hareketli ve çok ağır işleyen bir ileti sistemi vardır. Kendilerini bir yere tespit ederek yaşayan hayvansal organizmalarda ise çok az gelişmiş, yüzeysel ve kendiliğinden hareket yeteneği olmayan bir ileti sistemi vardır.

Sinir sistemi farklı gruplarda farklı şekilde özelleşmiştir.Sölenterler, sinir sistemi açısından çok önemli bir geçiş noktasında bulunmaktadır. Çünkü sabit yaşamdan hareketli yaşama geçiş, organizmayı oluşturan hücreler arasında sıkı bir iletişimi gerektirmektedir. Sabit bir

yaşam sürerken buna pek gerek yoktur, zira çevre, hareketli bir canlının çevresine göre oldukça sabittir. Bu sebeple hücreler arası iletişim yavaş olabilir ve hatta aksamalar sorun çıkarmaz. Bu yüzden sabit canlılarda hücreler arası iletişim sadece kimyasal olarak ve oldukça yavaş bir şekilde gerçekleşir. Ancak canlı hareketli olacak şekilde evrimleştikçe, hücreler arası iletişim konusunda da özelleşmiş hücreler gerekecektir. İşte en başında bahsettiğimiz, hücreler arası iletişim konusundaki kimyasalları kullanım açısından özelleşen hücreler, sinir sisteminin temellerini atmıştır. Hydra’larda nöronların kutuplaşmaması nedeniyle uyarılar belirli bir doğrultuda iletilmezler. Vücut üzerinde bir noktanın uyarılması her yöne doğru ışınsal bir iletim doğurur. Asıl merkezi sinir sistemi ilk yassı solucanlarda görülür. Vücudun iki yanında uzunlamasına seyreden sinir kordonları ve vücudun sağ ve solunda simetrik olan bölgeleri idare eden kısımlar arasında bağlantıların kurulmuş olması, omuriliğin ilk taslağı olduğu, hayvanın baş tarafında sinir kordonlarının ucunda sinir hücreleri topluluğunun artması, beynin ilk taslağı olduğu kanısını uyandırır. Annelidlerde ip merdiven sinir sistemi bulunur. Deri- kas kılıfının temel peristaltik ritmi ventral sinir şeritten kaynaklanır. Her segmentin hareketi bir çift ganglion tarafından yönetilir. Her segmentin hareketi bitişik ön segmentin hareketiyle başlatılır. Bu nedenle başsız bir toprak solucanı hareket hareket edebilir. Ancak bu hareket düzensiz ve süreklidir. Çünkü hareketin koordinasyonundan baş bölgesindeki serebral ganglion sorumludur. Bu sinir yapısı omurgalıların omuriliğinin ilk taslağıdır.

Daha gelişmiş canlılarda beynin de giderek özelleştiğini, alt bölgelere ayrıldığını, kısaca beyin için kısımlaşmanın (compartmentalization) başladığını görürüz. Bu da son derece mantıklıdır, çünkü beynin tamamı, her işe koşamaz. Bu, aynı anda gelen sinyallerin birbirine karışmasına ve vücuda olan iletimlerinde aksamalara sebep olacaktır. Bu sebeple beynin bölgeleri, farklı işlevler konusunda özelleşir. Aynı zamanda artık beyinden vücuda giden sinyallerin de karmaşık bir yol izlemek yerine, ana bir hattan dağılmaya başladığını görürürz.

Özellikle Eklembacaklılar (Arthropoda) şubesinden itibaren başlayan bu özel kordon, önceliklesinir ipliği (nerve cord) olarak evrimleşecek ve özelleşecektir. Bu yapı, basitçe, beyinden çıkan sinirlerin merkezi bir sistem üzerinden vücuda dağılması için özelleşen sinir hücrelerinden ibarettir. Sinir ipliği notokord adı verilen ilkin, kemiksi bir yapı ile korunmaktadır. Daha sonrasında sinir ipliği daha da özelleşecek ve karmaşıklaşacak, omurga tarafından korunacak ve omurilik (spinal cord) halini alacaktır. Omurga da notokorddan evrimleşmiş bir yapıdır. Eklembacaklılardan böceklere baktığımızda, beyin ve bu ilkin merkezi dağıtım sisteminin, yani nöral tübün çok ilkel versiyonlarını görmekteyiz. Beyin artık birçok parçadan oluşuyor olsa da, sinir ipliği halen tam olarak gelişmemiştir ve vücuda dağıtım halen karmaşık şekilde yapılmaktadır. Aşağıda böceklere ait sinir sistemi ile hidraların sinir sistemlerinin karşılaştırmasını görmekteyiz:

Beyni nukleusudur ve nukleus, hücrenin diğer organelleriyle birlikte hareket eder. Fakat, çok hücreli bir organizmada hücreler hareket, beslenme, savunma ve bunun gibi pek çok bölümlere ayrılmışlardır. Hücrelerin birbirleriyle haberleşebilmesi için özel bir sisteme ihtiyaç vardır. Küçük ve yavaş organizmalarda bu haberleşme kimyasal olabilir.

ŞEKİL 2.27 Farklı canlı gruplarında sinir sistemi organizasyonu

Organizmanın bir kısmındaki hücreler hormon veya transmiter denilen kimyasal haberciler salgılarlar ve böylece organizmanın öteki kısmının ne yapması gerektiğini belirlerler. Fakat organizma büyüdükçe, zaman bir problem olmaya başlar. Difüzyon süresi, difüzyonda kat edilen mesafenin karesiyle doğru orantılı olduğu için, mesafe arttıkça süre de anormal şekilde uzar. Cevap süresi önemli değilse, kimyasal maddeleri taşımak için bir dolaşım sistemi de varsa, bu tür haberleşme sistemi tatmin edici olabilir. Hormonal kontrol sisteminde bu tür haberleşme sistemi kullanılır. Bu tür haberleşme sistemi, yavaş olduğu gibi aynı zaman da hassas bir kontrol sağlayamaz. Ani bir korku, kana fazla miktarda adrenalin salınmasına sebep olur. Fakat bu olay, ayrım göstermeksizin bütün vücut üzerinde etkisini gösterir. Hızlı ve sınırlı bir etki için bu kimyasal habercilerin mümkün olan en yüksek hızda ve etkinin görülmesi istenen yerde salınması gerekir. Sinir sistemi bu özelliklere sahip bir organizasyondur. Nöron denilen sinir hücreleri, aksonları ile etki etmek istedikleri organlara kadar uzanırlar ve nörotransmiter denilen kimyasal maddelerle etkinin görülmesi istenen hücreleri uyarırlar. Omurgasızların çoğunda sinir sistemi merkezileşmeye doğru gider.

Sinir hücrelerinin bir araya gelmesiyle gangliyonlar oluşur. Gangliyonlardan sinir şeritleri çıkar.

Baş bölgesinde genellikle iki gangliyondan oluşmuş bir beyin gangliyonu (serebral gangliyon) bulunur. Omurgasız örneği olan sülükte, baş kısmında bulunan beyin, çok sayıda nöron ve ara bağlantılar içerir. Beynin dışındaki nöron gövdeleri gangliyonlarda gruplanmıştır.

Segmentli vücuda sahip olan sülüğün her segmentinde birçok davranışı kontrol eden bir gangliyon vardır.

ŞEKİL 2.28 Planeryada sinir ve rseptörler

Yüksek yapılı omurgasız hayvanlarda sinir sistemi yapısal benzerliğinden dolayı ip merdiven sinir sistemi olarak isimlendirilir. Mürekkep balığının (Loligo) sinir sisteminde dev aksonlar içeren Stellat sinir 1 mm den fazla çapı olan dev aksonlara sahiptir.

ŞEKİL 2.29 Dev akson