Sinir Fizyolojisi

Sinir Fizyolojisi

1. Bölüm

Sinir sistemine olan ihtiyaç



Ortam şartlarına uyum (kaçma yönelme)



Av, besin, ışık, oksijen, CO

bulma kaçınma



Üremede yeni yollar (Sexiüle üremede eş şeçimi tercihi)



Biyo ritmin abiyotik ritim uyumu



Bilgi, oluşturma, işleme bilginin avantajı



Doğal davranışlar sonradan öğrenilen davranış kalıpları

2

 Sinir sistemi çevrenin, mekanik, termal, kimyasal ve elektriksel özelliklerini algılar ve bunlara karşı cevaplar oluşturur. Bu ilişkide sözü edilen çevre sinir sisteminin kendisi dışındaki herşeydir.

 ÖrneğiTek hücrelilerde bütün bu olaylar tek bir hücre içinde meydana gelirken,

 çok hücrelilerde bu fonksiyonların her birini yapmak için özelleşmiştir,

 Ör: gözün retinasında ışık dalgalarından etkilenen reseptör hücreler vardır.

 Reseptörlerde meydana gelen sinyali ileten duyu sinirleri iletim işini yapan özel hücrelerdir. ³

Sinir sistemine olan ihtiyaç

Uyarılabilme-Yanıt

Çok hücreli gelişmiş canlılarda uyarılma ileti ve değerlendirme için özelleşmiş bir hücre ya da organ vardır.

1- Uyarılabilme: Yeteneğine sahip, yani uyarı alabilen reseptörler bulunur.

Ör: göz retinası reseptörleri

2- Reseptörde meydana gelen sinyali merkezlere ileten duyu sinirleri conductivite işini yapan özel hücrelerdir.

Ör: göz sinirleri

3- Sinir merkezleri, buraya getirilen sinyali değerlendirip canlının ne yapması gerektiğini saptar (correlation).

Ör: beyindeki korteks nöronları

4- Cevabın gerçekleştirilmesi için merkezden gerekli sinyaller motor sinirler yoluyla iş görecek organa

(effektör organa) götürülür. Özelleşmiş effektör hücreler reaksiyon (reaction) gösterirler.

Bu organ kas, bez ve hatta sinir sisteminin diğer

kısımlarıdır. Effektör organ gelen sinyale göre aktive ya da inhibe edilir.

Ör: Göz kapağın kontrol eden sinirler.

Uyarılabilme-Yanıt

Özetle b ir canlının uyarana cevap verebilmesi için ;



1)Uyarılabilmesi (irrabilite)



2)Uyarılma sonucu meydana gelen sinyalin iletilmesi (conductivite)



3)Canlıyla uyaran arasında ilişki kurulabilmesi (correlation)



4)Uyarana cevap verebilmesi (reaksiyon) gerekir.

Sınav sorusu

Tek hücrelilerde sinir sistemi

 Tek hücreli canlılarda sinir sisteminin ilk taslağı diyebileceğimiz yapılara rastlanmaktadır.

 Ör: Paramecium’da sillerin basal cisimcikleri birtakım fibrillerle birbirleri ile bağlantı halindedir ve motorium adı verilen bir yapı sil hareketini koordine eden bir merkez ödevi görmektedir.

Uyarılmanın evrimi

 Hayvanlar aleminde sinir sistemi en basitten kompleks bir yapıya doğru farklılaşarak bir gelişme gösterir.

 Tek hücrelilerde uyaran hücre yüzeyinde bulunan protein yapısındaki reseptörler ile alınır ve tüm hücreye iletilir.

Sinir sistemi evrimi



Protozoa (tek hücreli hayvanlar), hücre içi iletim tepki…



Porifera (süngerler-sinir sistemleri yok)

Hayvanlarda bazı parazitlerin dışında 3 temel yapı halinde organize olmuştur.



Bu yapılar



1)Ganglionlar



2)Sinirler (Sinir lifleri)



3)Sinir ağları’dır.

Sinir sistemi

evrimi

Dev

akson

 Hakiki sinir sistemi en basit şekliyle

coelenterata’da rastlanır. İki hücreden kurulu bu sistemde

birinci hücre uyarıyı alan ve

İleten, reseptör aynı zamanda konduktör hücredir. İkincisi de reaksiyon gösteren effektör hücredir.

Genellikle

kas hücresidir.

Coelentarada sinir sistemi



Yassı kurtlardan Planaria’da vücudun anterior ucunda iyi gelişmiş bir sinir ağı (ilkel serebral ganglion) bulunur.



Bu ağın omurgalılardaki beynin ceddi olduğu kabul edilmiştir.

Planariada sinir sistemi

14

Planariada

reseptörler

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 edebilir.

Ancak bu hareket düzensiz ve

süreklidir.

Çünkü hareketin

koordinasyonundan baş

bölgesindeki serebral ganglion sorumludur. Bu sinir yapısı omurgalıların omur iliğinin ilk taslağıdır.

Annelidlerde sinir sistemi

Sefalopodlarda sinir sistemi iyi gelişmiş bir ganglion kitlesi içerir.

Bu gelişme hayvanın hareketinin çabukluğu ve etçil oluşları ile

ilgilidir. Tüm ganglionlar yoğunlaşmış ve

özafagus etrafını saran bir beyni oluşturmak için birleşmişlerdir.

Sefalpodlarda sinir sistemi

•

Krustaselerde MSS lerinde dev sinirler vardır.

•

Beslenme ve kopulasyon gibi kompleks refleksler beyin ortadan kaldırıldığı zaman bile devam

edebilir.

Krustaselerde

sinir sistemi

Refleks yayı

• Refleks yayı veya refleks arkı, refleks hareketlerini kontrol eden bir nöral yoldur.

• 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.

Sınav sorusu

Refleks yayı

19

Sınav sorusu

Refleks tipleri nelerdir.?

20

Sinir Hücresi



Sinir hücresi ya da nöron sinir sisteminin temel fonksiyonel birimidir.



Başlıca işlevi bilgi transferini gerçekleştirmektir.



Yaptıkları özelleşmiş işlere bağlı olarak farklı şekillerde ve çeşitlerde olabilirler.



Nöronların büyük çoğunluğu dört farklı yapıya sahiptir: Soma, dendritler, akson ve terminal butonlar

21

Sinir hücresinin yapısı

22

Sinir Hücresi

23

• Elektrofizyolojik çalışmalarda, uyarının kalın miyelinli

aksonlarda bir Ranvier düğümünden diğerine atlar. Bu tür uyarı

“Saltatorik Akım” denir.

• Mitokondriyonların Ranvier düğümlerinde bol olarak

bulunmasının sebebi taşınma olayları için ihtiyaç duyulan enerjinin bu organellerce karşılanmasıdır.

• Miyelin tabakasının üzerini nörolemma denen membran çevreler

 Sinir hücresine nöron adı verilir.

 Evrimi biraz daha ilerlemiş sinir sisteminde uyarma ile meydana gelen sinyalin iletiminde iki ayrı iletici (conductor) hücre vardır.

 Birinci nöron reseptörden

sinyali alır, belirli bir yere kadar götürür; ikinci nöron ile bağlantı kurar ve bu ikinci nöron sinyali effektör organa iletir.

 Burada birinci kondüktor

nörona sensorik nöron (duyu nöronu) denir ki duyuları ileten nörondur; ikinci nörona motor nöron denir ki bir effektörü harekete geçiren nörondur.

Nöron

 Evrimi bir derece kadar ileri gitmiş sinir sisteminde duyu ve motor nöronlar arasında association

nöron(internöron=ara nöron) lar yer almıştır.

 Ara nöronlar sayesinde bir tek reseptörden alınarak duyu nöron ile iletilen sinyal, çeşitli motor nöronlara ve çeşitli effektör organlara doğru yönetilir.

 Burada ara nöronlar ve motor nöronlar beraberce nöronlar topluluğunu (ganglion) meydana

getirmişlerdir ki bu sinir merkezlerinin ilk taslağıdır.

Nöron

Motor, Ara, Duyu nöronu

Ara nöronlar

(bağlayıcı nöronlar):

Duyu nöronları ile motor nöronlar

arasındaki bağlantıyı

sağlar

Sinir dokusu hücre tipleri

Sinir dokusu nöron denilen sinir hücrelerinden kurulmuştur.

Nöronların arasında destek görevi görmek üzere nöroglia denen sinir hücreleri bulunur.

Santral sinir sisteminde 4 tip glia hücresi bulunur.

1-Mikroglia, kandan sinir dokusuna giren hücreler 2-Oligodentroglia, miyelin meydana getiren hücreler

3-Astrosit, besin sağlayan kan damarlarına tutunan hücreler.

4-Ependim hücreleri

28

Sinir dokusu hücre tipleri

Nöroglia hücreleri işlevleri

• Nöronların beslenmesi

• Artık maddelerin uzaklaştırılması

• Nöronların izolasyonu

• İmpulsların düzenli iletimi

Nöroglia hücrelerin işlevleri

PSS ve MSS farkları

 MSS Oligodendiritler PSS de ise Schwann hücreleri vardır.

Nöron hücre gövdesi ve uzantılardan oluşur. İki türlü uzantısı vardır.

1-Dentrit: Kısa olan uzantılardır. Bir veya çok sayıda olabilir ve iç yapıları hücre gövdesinin aynıdır. Nöronun başka nöronlardan veya reseptörden gelen sinyali alan bölgesidir.

2-Akson: Nöronun aldığı sinyali dentrit bölgesinden uzağa doğru ileten kısımdır.

Dendrit

Akson

Akson- Dendirit

33

Akson Dendirit

Nöron gövdesinden bilgi

alırlar. Nöron gövdesine bilgi

getirirler

Yüzeyleri düzdür. Yüzeyi düz değildir.

Bir nöronda bir akson

bulunur. Bir nöronda çok sayıda

dendrid vardır.

Hiç ribozom yoktur. Ribozomları vardır.

Miyelinli olabilirler Miyelinleri yoktur.

Nöron gövdesinden uzakta

dallanırlar Nöron gövdesinin yakınında

dallanırlar.

Myelin

34

• Büyük sinir lifleri (iskelet kaslarını uyaranlar gibi), akson miyelin kılıfı ile çevrilidir.

• Miyelin kılıf, büyük oranda yağ ve proteinden oluşur.

• Myelin beyaz ve yağlıdır. Elektrik izolasyonu çok iyidir ve sinir impulsunu çok hızlı taşır.

• Miyelin kılıf içeren sinir liflerine miyelinli,

medullalı sinir lifi denir

Myelin

35

Sinir Hücresi (nöron) yapısı

 Dendritler

 Hücre gövdesi (soma)

 Akson

 Sonlanma (terminal)

• Bir omurgalı spinal motor nöronu fonksiyonel olarak özelleşmiş bölgeler içerir.

• Bilgi akımı dendritlerden akson ucuna doğrudur.

• Bazı nöronlar bilgiyi hücre gövdeleriyle alırlar.

• Alınan bilgi nörotransmiterlerle akson terminallerine taşınır ve böylece sinyal iletilmiş olur^.

Sinir Hücresi (nöron ⁾

38

Farklı Nöron Tipleri ve İşlevleri

 Yalancı tek-uçlu (pseudounipolar)

 Çift-uçlu (bipolar)

 Aksonsuz (anaksonik)

 Çok-uçlu (multipolar) M.S.S.

 Multipolar–eferent

39

Farklı Nöron Tipleri ve İşlevleri

Akson uzunluğu nöronun fonksiyonuna göre birkaç mikron olabileceği gibi, bir metre veya daha uzun olabilir. Hücre gövdesinin şekli , nörondaki yeri ve büyüklüğü de vücudun çeşitli kısımlarında değişiklikler gösterir.

a)MSS bulunan kısa aksonlu nöron

b) Purkinje hücresi c) Motor nöron

d) Duyu nöronu

Farklı Nöron Tipleri ve İşlevleri

41

Sinir hücresi metabolizması

• Akson (sinir teli) yapısı: ortada yarı-sıvı halde aksoplazma bulunur ve bu hücre gövdesinden aksona perifere doğru akar.

• Aksoplazma içinde nörofibriller bulunur.

Akson

43

Aksoplazmayı çevreleyen hücre membranına aksolemma denir.

Aksonlar iki tipe ayrılır:

1-miyelinli akson 2-Miyelinsiz akson

•Miyelinli aksonlarda aksolemma üzerini miyelin denilen lipoid tabiatında kalınca bir örtü çevreler.

•Miyelin örtüsü akson boyunca belirli aralıklarla kesintiye uğrayarak boğumlar meydana getirir.

•Bu boğum yerlerine ranvier boğum denir.

•Miyelin tabakasının üzerini nörolemma denen membran çevreler. Bu membranı schwan hücreleri meydana getirir.

Schwan hücresi önce bir tabaka halinde aksonu sarar. Daha sonra daireler halinde birçok tabaka teşkil ederek miyelin

tabakasını oluşturur. Nörolemmanın üzerinde İnce ve retiküler fibrillerden yapılmış bir zar bulunur buna endonerium denir.

Akson

Tek tek aksonlar miyelin kılıf ve endonerium ile çevrelenmiştir.

Bir grup sinir aksonu biraraya gelerek sinir fasiküllerini oluşturur ve perinerium ile çevrelenmiştir. Daha geniş-büyük sinirler çok sayıda fasikül ve kan damarı içerir ve epinerium ile çevrelenmiştir.

Akson

45

10 dakika ara

İmpulsun Meydana Gelmesi ve İletilmesi



Duyuları periferden alıp merkeze doğru ileten nörona afferent nöron,



merkezden alıp perifere doğru ileten nörona

efferent nöron denir. Sınav sorusu

Myelinli nöronda ileti yayılması

Membrana bağlı polarite

 Geçirgenlik moleküler boyuta bağlıdır

 Çözünürlüklerin farklı geçirgenliği vardır

 Impermeant → proteinleri

 Semipermeant → sodyum

 Serbestçe geçenler K + ve Cl–

 Diferansiyel mobilite, yarı geçirgen membran → membran boyunca iyonik kompozisyonda fark yaratır

48

Membran potanisyeli nedir

 Hücrenin nin içi ve dışı arasındaki elektrik potansiyel farkıdır.

Dış kısım için bu potansiyel değeri genellikle -40 mV ile -80mV arasındadır.

 Bütün hayvan hücreleri içinde protein bulunduran çift katlı lipit katmanının oluşturduğu hücre zarıyla sarılıdır ve bu zar iyon

hareketlerine karşı yalıtkan bir difüzyon bariyeri görevi görür.

İyon taşıyıcı proteinler iyonları aktif olarak hücre duvarının içine iter ve duvar boyunca bir yoğunluk meyiline sebep olur.

 İyon kanalları iyonların bu meyil doğrultusunda duvar boyunca ilerlemesine izin yardımcı olur.

 İyon kanalları ve taşıyıcıları elektriksel olarak pil ve direnç takımına eşdeğerdir. Bu yüzden duvarın iki tarafında

potansiyel fark oluşur.

49

Sınav sorusu

Gibbs-Donnan dengesi

 İyonlar membranın bir tarafından diğer tarafına aktarılabilir ve elektrik yüklerinin ayrılması ile membranın iki tarafı arasında elektriksel potansiyel farkı yaratabilirler.

 Bu iş için iyonların devamlı aktif transportu gereklidir.

 Ayrıca membranın bir tarafında membranı geçebilen ve geçemeyen iyonlar var ise, bir potansiyel farkı meydana gelir ve korunur.

 Eğer membranı geçebilen partiküller sadece pasif olarak hareket edebiliyorlarsa, meydana gelecek iyon konsantrasyonu dağılışına Gibbs-

Donnan dengesi denir. Sınav sorusu

Gibbs-Donnan dengesi

• Membranı geçebilen iki iyon (K⁺ ve Cl^-) membranın iki tarafına pasif olarak dağılmışlardır.

• Membranın bir tarafında ise membranı geçemeyen (-) yüklü proteinler vardır.

• Membranı geçemeyen protein (-), sağ tarafta K⁺’un daha çok, Cl^-’un ise daha az birikmesine neden olur.

• Her bir kompartmanda (+) ve (-) yükler birbirine eşittir ancak elektrik yükleri toplamı her iki kompartmanda aynı değildir.

İstirahat Potansiyeli nedir?



Zar potansiyeli, dinamik bir dengedir.



Enerji harcanarak (pompa) ve pasif kuvvetlerle



İstirahat sırasında Hücre içi hücre dışına göre



Dinlenim koşulları altındaki tüm hücrelerin plazma membranında membran potansiyeli adı verilen bir potansiyel farkı vardır.

52

 İstirahat potansiyelinin büyüklüğünü başlıca iki faktör belirler.

1. İntrasellüler ve ekstrasellüler sıvıların iyon konsantrasyonları arasındaki fark

İyon Ekstrasellüler

Konsantrasyon (mmol/L)

İntrasellüler konsantrasyon

(mmol/L)

Na 150 15

Cl 110 10

K 4 150

İstirahat Potansiyeli nedir?

2. Membranın farklı iyonlara geçirgenliğinin değişik olması

Membran istirahat anında

 Na iyonlarına çok az miktarda geçirgen olması (pratik olarak geçirgen olarak kabul edilmez).

 K iyonlarına geçirgen olması

 Cl iyonlarına geçirgen olması

İstirahat Potansiyeli nedir?

Aksiyon potansiyeli nedir

 Sinir ve kas hücrelerinin membranları uyarıldıkları zaman oluşturdukları büyük, ani ve hızlı potansiyeli değişimine aksiyon potansiyeli denir.

 Membran potansiyelindeki sadece 1ms kadar

sürebilen hızlı ve iletilebilen potansiyel değişiklikleridir.

 Bu süre içinde membran potansiyeli – 70mv dan + 30 mV kadar yükselebilir ve tekrar dinlenim potansiyel değerine iner.

 Aksiyon potansiyeli oluşturan membranlara eksitabl (uyarılabilen) membranlar denir.

 Aksiyon potansiyeli oluşturma yeteneğine eksitabilite (uyarılabilme) denir.

55

Sınav sorusu

 Oluşan aksiyon potansiyeline impuls denir.

 Aksiyon potansiyeli oluşturan uyarılara

uyaran veya stimulus

 Her uyaran aksiyon potansiyeli oluşturamaz.

 Aksiyon potansiyeli oluşturacak şiddetteki uyarana

eşik uyaran

 Eşik uyarandan daha düşük şiddetteki uyaranlara eşik altı uyaran,

 eşik uyarandan daha yüksek değerdeki uyaranlara ise eşik üstü uyaran denir.

 Eşik uyaranlar ve eşik üstü uyaranlar aynı şiddette ve aynı sürede oluşan aksiyon potansiyelleri oluşturur.

 Eşik altı uyaranlar ise aksiyon potansiyeli oluşturamaz.. ⁵⁶

Aksiyon potansiyeli nedir

Aksiyon potansiyeli



Aksyion potansiyeli sırasında hücre içi hücre dışına göre daha pozitiftir.



Hücre içinin negatiften pozitif potansiyele değişimi depolarizasyon olarak adlandırılır.



Aksiyon potansiyeli başlangıç döneminde sodyum iletkenliği büyük ölçüde artar.



Sodyum iletketkenliği potasyuma göre daha hızlı artar.



Tepe değerine daha kısa sürede ulaşır.



Sodyum iletkenliğinde değişiklik ‘geçici’ dir.

Maximuma çıkar ve sonra istirahat seviyesine iner.

Aksiyon potansiyeli

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

6.Hiperpolarizasyon

7.Dinlenme potansiyeli (Na-K ATPaz ile geri pompalama).

59

Aksiyon potansiyeli

Aksiyon potansiyeli Na ve K kapıları

Sınav sorusu

Aksiyon ilerlemesi

Sinir aktivite gösterdiği sırada, sinir zarının Na+ permeabilitesi 500 defa artar ve Na+ (voltaja hassas Na+ kapısından) hızla içeri girer. Bu anda aksiyon

potansiyeli yazdırılırsa potansiyelin +40 mV arttığı görülür ve sonra tekra düşer. Potansiyel düşmesi voltaja hassas Na+ kapısının kapanması, voltaja hassas K+ kapısının açılması ile olur. Yani Na+ un içeri girişi durdurulmuş olur ve K+’un dışarı diffüz olması artar. Dolayısıyla bir sinir uyarıldığında hücre içi bir miktar Na kazanır aynı miktar K kaybeder.

Aksiyon potansiyeli sonrası



Potasyum iletkenliği ise membran potansiyeli, istirahat potansiyelinden farklı kaldığı sürece yüksek kalmaya devam eder.



Dinlenim Dönemi: Polarize. Hücre içi negatiftir.



Depolarizasyon Dönemi: Sodyuma geçirgenlik artar ve sodyum aksonun içine akar. Pozitif

potansiyel oluşur.

62

63

Uyaratının akson boyunca

iletilmesi

Uyaratının akson boyunca iletilmesi

Sıçrayıcı iletim: Miyelinli aksonlarda aksiyon

potansiyeli sadece Ranwier boğumlarından iletilir

65

Uyaratının akson boyunca

iletilmesi

Refrakter periyod

 Bir hücre membranda aksiyon potansiyeli iletilirken ikinci bir uyarı ne kadar güçlü olursa olsun yeni bir aksiyon potansiyeli meydana gelmez.

 Bu döneme mutlak refrakter periyod denir.

 Bu periyodu takiben ancak eşik üstü uyaranların aksiyon potansiyeli oluşturabildiği bir dönem vardır.

 Bu döneme ise rölatif refrakter periyod adı verilir.

 Bu dönem ise membran potansiyelinin dinlenim değerlerine yaklaştığı depolarizasyon sonrası döneme kadar sürer.

 Depolarizasyon dönemden hiperpolarizasyon sonrası dönem arası membranın uyarılması kolaylaşmıştır bu döneme hiperekstabl dönem denir.

 Hiperpolarizasyon dönemde ise membranın uyarılması zorlaşmıştır. Hipoekstabl dönem adı verilir.

 Refrakter periyod membranda oluşan aksiyon potansiyellerin sayısını kısıtlar.

Refrakter periyod

Uyaran miktarı

 Tek bir sinir telinde, uyarının şiddetinin artması oluşan impulsun iletim hızını ve impulsun büyüklüğünü (şiddetini) değiştirmez.– Neden?

– İmpuls iletimi için gerekli olan enerji uyarıdan değil, sinir hücresinin

kendisinden sağlanır

 Uyarı şiddetinin artması ile aksiyon potansiyeli

– Daha fazla sayıda – Daha sık

– Effektör (etkilenen) hücre sayısı

dolayısıyla tepki şiddeti artar ⁶⁸

Sınav sorusu

Tek bir kasta yada sinirde Ya hep ya hiç prensibi

 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.



Aksiyon potansiyellerinin ya hep aynı büyüklük ve şekilde ortaya çıkmasına ya da hiç oluşmamasına denir.



Aksiyon potansiyelleri bu özelliği nedeni ile kendini başlatan uyarının gücü hakkında bilgi veremez.



Uyaranın gücü ancak aksiyon potansiyellerinin frekansı ile belirtilir (Büyüklüğüne bağlı değildir).

Sınav sorusu

Ya hep ya hiç prensibi

• Aksiyon potansiyelinin uyarılma eşiği vardır

• Uyarılabilen (excilable) bir hücre eşik ve eşik üstü bir uyarana tek tip bir aksiyon potansiyeli ile yanıt verir.

• Eşik altı uyaran ile bir aksiyon potansiyeli oluşmaz.

• Buna "Hep veya Hiç Yasası" denir

• Bir sinir hücresi, bir kas hücresi ve kalbin tümü hep veya hiç yasasına uyar.

• Ancak vücudumuzda aksonlar ve iskelet kası

hücreleri tek tek değil; binlercesi bir araya gelerek sinir demetlerini (siyatik sinir gibi) ve kas kitlelerini (gastroknemius kası gibi) oluşturur^. Sınav sorusu

Ya hep ya hiç prensibi

Bir çok sinir fibrilinin demetler oluşturmasıyla meydana gelmiş sinirler veya birçok kas

fibrilinden oluşan kas kitlesi ya hep ya hiç prensibine neden uymaz?

• Çünkü bu demetleri oluşturan fibrillerin eşik değerleri aynı değildir.

• Belirli şiddetteki bir akım önce kolay uyarılabilen sinirleri uyarır, elektrik akımının şiddeti arttıkça uyarılabilen sinir fibrillerinin sayısı artar ve sinirin reaksiyonu daha hızlı olur.

Miyelinli ve miyelinsiz aksonlarda impulsun iletilmesi farklı olur



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.



Miyelinsiz sinirlerde impuls bütün sinir lifi

boyunca yayılırken miyelinli sinirlerde aksiyon

potansiyelinin iletilmesi sadece miyelin kılıfın

olmadığı Ranvier boğumlarında olmaktadır.

Miyelinli sinirde aksiyon potansiyeli

Dendritleri ve hücre gövdesinden uyarım alan sinir hücresi öncelikle bu sinyali kendi aksonu boyunca taşıyor. Bu taşıma sırasında miyelin kılıf enerji tasarrufu bakımından önemli bir rol oynuyor. Çünkü bu kılıf boyunca hiçbir protein kanal bulunmuyor. Dolayısıyla iletim, miyelin kılıflar arasında yer alan Ranvier boşlukları nda gerçekleşiyor. Bir boşluktan diğerine atlayan elektriksel sinyal, iletimi hızlandırmış oluyor

75

Zamansal ve Uzaysal Sumasyon

Eşik değerden düşük aynı şiddetteki uyaranlar bir noktadan arka arkaya verilecek olursa her birinin oluşturduğu elektrik potansiyeli birikerek uyarım eşiğini aşar ve uyarım meydana gelir. Bu olaya süksesif summasyon denir Eşik değerden düşük olan uyaranların bir çok noktadan uygulanmasıyla

elektrik potansiyelinin uyarım meydana getirmesine simultan summasyon denir

Reobaz ve Kronakzi

• Uyarıcının şiddetini azaltırsak, reaksiyon elde etmek için uyarmanın daha uzun devam etmesi gerekir.

• Bir siniri uyaran en zayıf etki şiddetine “reobaz” (eşik değer) denir.

• Rheobase’ın iki misli şiddet uygulanınca bunun dokuyu uyarabilmesi için gereken süreye kronakzi denir.

77

10 dakika ara

Sinaps nedir?



Nöronların birbiri ile bağlantı kurduğu ve sinyalin

bir nörondan diğer nörona geçtiği yere sinaps

denir.

Sinaps hangi bölgeler arasında olur?

• İki nöron arasındaki sinaps akson ucu ve dentritler veya sinir hücre gövdesi arasında olur. 2 nöron arasında 200 A kadar bir açıklık bulunur.

• Sinaptik yumru içinde membrana yakın birçok kesecikler bulunur. Bu vesiküllerin içinde kimyasal transmitter madde bulunur.

• Nöronlar istirahat halindeyken her iki tarafın membranı da polarize

durumdadır; yani membranın iç tarafında (-) olmak üzere 70-90 mV kadar potansiyel farkı göstermektedir.

Sinapsis



Sinapsis bir nörondan diğer bir nörona veya bir

nörondan bir effektöre (organ veya kas)

impulsun geçtiği veya geçmesinin önlendiği

(inhibe edildiği) yerdir.

Sinaps madde taşınması

81

Sinapsları inhibe

eden bazı maddeler

82

Sinaps Tipleri

83

Elektriksel Sinaps



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.



Çok az durumda hücre membranları arasındaki mesafe çok dardır.



Akım direkt olarak diğer hücreye atlar



Bu çok hızlı bir olaydır. 0,1 ms.’den daha az bir

zamanda meydan gelir.

85

Kimyasal

Sinaps

Kimyasal Sinaps

86

• 2 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 ulaşır

• Aksiyon potansiyelinin akson son ucuna gelmesi veziküllerde bulunan nörotransmitterlerin sinaptik yarığa boşalır.

• 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^.

Kimyasal sinaps

87

• Elektriksel sinaps göre daha yavaştır.

• Farklı sinyal üretme, sinyalin artırma olanağı sağlar.

• 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.

88

Kimyasal sinaps

89

Sinaps aksiyon potansiyeline

bağlı nörotransmitter atımı

Katekolamin grubundan nörotransmitter maddelerin (noradrenalin, dopamin, adrenalin) gerekli olan enzimler nöron gövdesinde sentezlenerek akson içinde akıp sinir ucuna gelirler burada katekolamin grubu transmitter maddeler sentezlenir.

Kimyasal sinaps

İmpulsu bir nörondan diğerine geçiren sinapsise

‘’ekdize edici sinapsis’’ (impulsu geçiren sinapsis), geçirmeyene de ‘’inhibe edici sinapsis’’ (impulsu geçirmeyen sinapsis) denir^.

Ekdize edici ve inhibe edici sinaps

Ekdize edici ve inhibe edici sinaps

Ekdize edici sinapsiste presinaptik yumruya impuls ulaşınca sinaptik vesiküllerden transmitter madde serbest bırakılır. ÖR: Asetilkolin, noepinefrin

Transmitter madde postsinaptik membrana ulaşır ve reseptör ile birleşince Na+ kanallarının açılmasına neden olur. Na+ hızla içeri girince membran depolarize olur.

İnhibe edici sinapsiste , inhibitör madde sinaptik aralığa bırakılır.

ÖR:GABA(gamma amino bütirik asit).

Postsinaptik membranda reseptörü ile birleşir. Bu birleşme voltaja hassas Na kapısını etkilenmez. Aksine K+ ve Cl- geçiriciliğini arttırır. Hücre içi (-) yük artar.

Buna ‘’Hiperpolarizasyon’’ denir. Bu durum impuls yaratmadığı gibi ters yönde bir elektrik akımı yaratır impulsun postsinaptik nörona geçmesini önler.

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.

Sumasyon

94

Hızlı, tekrarlayan uyaranlarla tek bir sarsı cevabına

nazaran, kas gerimi veya kısalmasında meydana gelen artış, yani

cevapların birikmesidir

Sumasyon tipleri



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.

Sinaptik transmitter maddeler (Neurotransmitters)

 Sinir akson ucundan salınan kimyasal maddelerdir.

 Presinaptik nörondan salınır, sinaptik aralıktan postsinaptik nöron veya effektör hücre yüzey reseptörü tarafından tanınır.

 Bu tanınma postsinaptik hücreyi uyarır veya inhibe eder.

 Asetil kolin, noradrenalin, adrenalin, serotinin, dopamin, histamin ve glisin bazı ana nörotransmitterlerdir.

Neurotransmitter

97

Nörotransmiter madde çeşitleri

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 ⁹⁸

• Tüm sölomluların sinir sisteminde görülmüştür. Asetilkolin içeren ve salgılayan nöronlara kolinerjik nöron denir.

• Asetilkolin bu nöronların terminal düğümlerindeki vesiküllerde yüksek yoğunlukta bulunur.

• Asetilkolin nöronlar ve kas hücreleri arasındaki sinaps kısmında bulunur.

• Kolinerjik denilen sinir uçlarından salgılanan asetilkolin, dokularda vs organlarda gereken uyarıyı yaptıktan sonra kolinesteraz enzimi ile kolin ve asetat’a çevrilerek yıkılır.

• Asetilkolin çizgili kas (iskelet kası) liflerindeki reseptörlere bağlanarak kas hücresine Na+ içeri girmesini ve voltaja duyarlı Ca⁺² kanallarının açılması ile depolarize olan kas hücresinin kasılmasını sağlar.

• Bu işlem olmaması felce neden olur. Ayrıca, Öğrenme ve bellekte önemli rol oynar.

Neurotransmitter: Asetilkolin

• Noradrenalin ve onun metillenmiş şekli olan adrenalin bazı omurgalıların, böceklerin ve annelidlerin sinir sisteminde bulunur.

• Noradrenalin salgılayan nöronlara adrenerjik nöron denir.

Noradrenalin birçok postganglionik sempatik sinir uçlarında bulunur.

• Nöronların sinaptik düğümlerinde yoğun bir çekirdeği olan karakteristik vesiküller içinde depo edilir.

• Noradrenalin, organizmanın canlı tutulması, canlının dikkatini toplamasını sağlar.

• Depresyon geçiren kişilerde bu maddenin salgılandığı sinapslarda noradrenalin seviyesinin çok düşük olduğu görülmüştür.

• Tıpta antidepresif madde olarak noradrenalin miktarını arttırıcı ilaçlar kullanılır.

Neurotransmitter: Noradrenalin ve adrenalin

101

• Noradrenalinin temel işlevi beyni ve vücudu gerçekleşecek eylemlere hazırlamaktır.

• Uykuda en düşük seviyelerde bulunurken, uyanma esnasında yükselir.

• Tehlikeli ve stresli durumlarda ise noradrenalinin kandaki miktarı çok daha artar.

• Özellikle savaş ya da kaç tepkisinin gerçekleştirilmesinde adrenalinle birlikte en önemli görevlerden birini üstlenir.

• Norepinefrin beyinde uyarılmayı, tetikte olmayı, uyanıklığı artırır; bellek oluşumunu, bilgileri geri çağırmayı ve odaklanmayı tetikler.

• Vücudun geri kalanında ise kalp atışlarını hızlandırır, kan basıncını artırır, kan şekerini yükseltir ve iskelet kaslarına daha fazla kan gitmesini sağlar.

Noradrenalin etkisi

102

Görevi, organizmayı acil harekete hazırlamaktır. Etkisini,

nabzın atışı, kanın iç organlar ve deriden kaslara sevk edilmesi, karaciğerdeki glikojenin glikoza değişmesi ve böylelikle, acil bir enerji kaynağı sağlanması şeklinde gösterir. Heyecan ve korku durumunda adrenalin salgılanması artar. Kan damarlarını

genişletir.

Acı hissini azaltır. Göz bebeklerinin büyümesiyle göze alınan ışık artar, daha net ve hızlı görüş sağlanır. Adrenalin

hormonunun yarılanma ömrü iki dakikadır.

•İskelet kaslarına ait atardamarlarda genişleme, düz kas ve sindirim sistemine ait atardamarlarda daraltır.

•Koroner arterler genişler,

•Kan basıncı yükselir,

•Kalp atış hızı artar,

•Göz bebekleri (pupilla) büyür,

•Kan şekeri (glisemi) yükselir.

Adrenalin etkisi

103

Norepinefrin ve epinefrin

etki mekanizması

• Molluskların, annelidlerin ganglionlarında, krustaselerin perikardial organlarında, memelilerde, trombositlerde gastrointestinal kanalda yüksek yoğunlukta bulunan serotonin beyin ve retinada daha az miktarda bulunur.

• Serotonin (5-HT ya da 5-hidroksitriptamin), insanda mutluluk, canlılık ve zindelik hissi veren bir nörotransmitterdir.

• Stres ve düşük kan şekeri serotonin düzeyini düşürürken; oksijen,

kusma, içinde aminler bulunan gıdalar

(örneğin: peynir, çikolata, portakal, mandalina, domates ) ve içinde triptofan amino asit bulunan gıdalar, (örneğin süt, hindi eti ) serotonin düzeyini yükseltmektedir.

• Eksikliğinde depresif, yorgun, sıkılgan bir ruh hali görülür.

Yapısal olarak monoamin grubuna girer ve triptofan aminoasitinden sentezlenir.

• Beyinde serotonin kimyasalı salındığında kan damarlarını kasılarak daralır; serotonin düzeyi düştükçe genişler.

Neurotransmitter: Serotonin

 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.

 Dopamin: Noradrenalin ve adrenalin öncü maddesidir. Memeli beyninde bulunan bir nörotransmitterdir.

 Uyku ile ilgilidir ve kas aktivitesinde rol oynar.

 Histamin kılcal damarların genişlemesiyle beraber geçirgenliğin artmasına (karıncalanma), bronşların ve bağırsakların daralmasına, mide, tükürük ve böbreküstü bezi özeği salgılarının artmasına neden olur.

Neurotransmitter: Histamin

• Bazı nörotransmiterler inhibe edicidir.

• Bunların en yaygınları gama amino butrikasit (GABA) ve glisin’dir.

• GABA: Santral (merkezi) sinir sistemindeki sinapsların %20’sinde bulunur.

• Ayrıca retinada da bulunmaktadır. Cl

iletkenliğini arttırarak etki gösterir.

• Glisin: Beyin sapı ve omurilikte bulunur.

• GABA gibi Cl

iletkenliğini arttırarak etkisini gösterir.

Neurotransmitter: GABA

 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.

Neurotransmitter: Glutamik asit

 Bunlar morfin benzeri maddeler oldukları için endorfinler adı verilmiştir.

 Beyinde uyuşturucu özelliği olan 9 endojen madde tespit edilmiştir.

 Bu endojen maddelerden olan enkefalinler omurilik ve beyin sapında bulunurlar, ayrıca adrenal medullada bulunurlar. Analjezik sistemde önemlidirler.

 Diğer endorfinler hem hipofizde hem de hipotalamusta bulunur.

Bütün endorfinlerin organizmada doğal ağrı kesici olarak iş gördüğü kabul edilir.

 Hormonun işlevi, ağrının şiddetini azaltmak ve vücuda daha az rahatsızlık vermesini sağlamak için sinirleri uyuşturmaktır.

Endorfinlerin ağrı kesici etkisi morfinden yaklaşık 30 kat daha fazladır.

Neurotransmitter: Endorfinler

• Endorfinler: Uyuşturucu etkiye sahip olan tüm kimyasal maddeler üç boyutlu yapıları da dahil olmak üzere birbirlerine benzerler.

• Bu nedenle, uyuşturucuların merkezi sinir sisteminin çeşitli kısımlarına yerleşmiş özel reseptörlere bağlanarak etkili oldukları kabul edilir.

• Uyuşturucular bu reseptörlere bağlandıklarında bu bölgedeki nöronların impuls üretimi azalır.

• Vücutta bulunan morfin; opiat benzeri etki gösteren peptit yapıda hormonlardır. Hipofiz bezi ön lobu tarafından sentezlenir ve salgılanırlar.

Neurotransmitter: Endorfinler

• Bir nörotransmitter madde hem inhibe edici hem de uyarıcı olabilir. Örneğin asetilkolin motor uç plaklarda uyarıcı fakat omurgalılarda kalp kası ve postganglionik vagus sinirleri arasındaki sinapsta inhibitör olarak rol oynar.

• SİNİR NARKOZU: Bir sinirin herhangi bir bölgesi narkotik eriyik içine konduğunda sinirin ileti özelliği kaybolur.

• Ancak narkotiğin özelliği kalktıktan sonra eski haline döner. Bu olay ameliyatlar sırasında çok önemlidir.

Uyarılmayı etkileyen kimyasallar

111

• Eter, kloroform, nitröz oksit, alkol, barbitüratlar, lidokain, benzokain gibi anestetik maddeler, sinir uyarılmasını engeller ve anestezide kullanılır.

• Buna karşılık, kafein (kahvede bulunur), theophylline (çayda bulunur), theobromine (kakaoda bulunur), amfetamin, nikotin gibi uyarıcı maddeler, membranın eşik değerini düşürerek sinir uyarılmasını arttırır.

Uyarılmayı etkileyen kimyasallar

112

• Tetrodotoxin ve saxitoxin hücrelerde sinir ve kas hücrelerinin uyarılmasını ve aksiyon potansiyeli oluşturmasını engeller.

• Bu zehirlere maruz kalma, felçlere yol açar.

• İstiridye, midye, ahtapot gibi bazı diğer deniz kabuklularının çokça tüketilmesinde de benzer etkiler ortaya çıkabilir.

• Zehrin bu denli tehlikeli etkisinin azaltılması amacıyla balon balığının (FUGU) iç organları dikkatlice çıkarılır ve eğitimli, lisanslı kişilerin çalıştığı restoranlarda hazırlanır ve satılır.

Uyarılmayı etkileyen kimyasallar

Sinir Kas Bağlantısı

Bir iskelet kas lifine gelen akson, sonlanma noktasına yaklaşırken miyelin kılıfını kaybeder. Uzun ve tek olan akson miyelin kılıfını kaybettikten sonra kasa yakın bölgede çok sayıda terminal düğme veya ayak ucuna bölünür.

Nöromüsküler kavşak

114

Sinir uçları, kavşaktaki kalınlaşmış kas zarı bölümü olan motor son plaktaki çöküntülere yerleşir. Sinir ucunun

altında, son plağın kas zarı kavşak kıvrımları yapar.

Sinirle, kalınlaşmış kas zarı arasındaki aralık sinapslardaki sinaptik

yarığa karşılıktır. Bütün bu yapıya nöromüsküler

bağlantı denir.

Sinir-Kas kavşağı

 Motor nöronun ucuna ulaşan impuls bu ucun Ca⁺⁺’a karşı geçirgenliğini arttırır.

 Sinir uçlarına giren Ca⁺⁺ asetilkolin içeren vesiküllerin eksositozunda belirli bir artışa neden olur.

 Asetil kolin motor son plak zarının kavşak kıvrımlarında yoğunlaşmış nikotinik asetilkolin reseptörlerine doğru difüze olur.

 Asetilkolin bu reseptörlere bağlanması, zarın Na⁺ ve K⁺ iletkenliğini arttırır ve bunun sonucunda Na’un içeriye girişi son plak potansiyeli adı verilen depolarize edici bir potansiyel meydana getirir.

 Bu potansiyel değişikliğin meydana gelen akım kas zarının eşik değerine ulaşınca burayı depolarize eder yani impuls

kasa iletilmiş olur. ¹¹⁶

Sinir-Kas kavşağı



Bir tek sinir aksonunun uyarılması ile birçok kas hücresinin aktiviteye sevk edilmesi veya inhibe edilmesi, tek aksonun birçok kas hücresi ile bağlantı kurma durumu ile uygunluk göstermektedir.



Düz kas hücreleri arasında özel bağlantı yerleri (hücreler arası ulaşım bölgeleri) bulunmaktadır.

Bu bölgeler vasıtasıyla hücreden hücreye impulsun yayılması da mümkündür.

Sinir-Kas kavşağı

Sinir nörotransmiter tipleri



Nörotransmiterler aracılar kendilerine

özgü reseptörleri aktive ederek etkilerini gösterir.



Reseptörler



adrenerjik veya



kolinerjik reseptörler adını alır.



Adrenerjik reseptörler alfa, beta (α – β );



kolinerjik reseptörler ise nikotinik ve

muskarinik reseptörler (N-M)’dir.

Adrenerjik Reseptörler



Αlfa 1 α1): Düz kaslarda kasılmaya neden olur.



Alfa 2 α2): Arteriollerde vazokonstriksiyona

(damarlarda büzülme, kasılma, daralma) neden olur ve kan basıncını yükseltir.



Beta 1 β1): Koroner damarlarda

vazodilatasyona (damarlarda genişleme, gevşeme) yol açar.



Beta 2 β2): Akciğerlerde bronkodilatasyona

(bronşlarda gevşeme, genişleme) neden olur ve

oksijenlenmeyi artırır.

Kolinerjik reseptörler



Asetilkolin iki alıcıyı etkiler.

 Nikotinik reseptörler: İskelet kaslarını uyarır.

 Muskarinik reseptörler: Çizgisiz kasları, kalp

kasını ve salgı bezlerini uyarır.



Üç tip muskarinik reseptör vardır.



M1 reseptörleri sinir sisteminde bulunur.



M2 kalptedir. Sempatik uyarı sonrası kalbin eski haline dönmesini sağlar.



M3 vücudun birçok yerinde bulunur ve düz kasları etkiler. Damar ve bronşların daralmasından,

barsak hareketlerinin yavaşlamasından

sorumludur.

Bu hafta bu kadar…

121