MBG 112 Biyoloji II Ders 19

SİNİR SİSTEMİ
Hazırlayan: Yrd.Doç.Dr. Yosun MATER
1. Sinir Sistemi Organizasyonu
Omurgalılarda sinir sistemi iki kısımda incelenir; bunlar merkezi sinir sistemi [central nervous system,
(CNS)] bu bilgiyi taşıyan ve açığa çıkmasını sağlayan periferal sinir sistemi [peripheral nervous system
(PNS)]’dir
Bu yapılar nöronlardan oluşur ve bu nöronların üç tipi vardır.
Bunlar; 1.Duyu nöronları, 2.Motor nöronları, 3.İnter nöronlardır (Şekil 49.3 ve 44.1).
Merkezi sinir sistemi (CNS) "Komuta Merkezi" dir.
MSS beyin ve spinal korttan oluşur.
Burada bulunan, buraya entegre olmuş duyu sinirleri girişleri,
uyartıları alır ve yanıtları iletir.
Yani duyusal sistem uyartılarına gelen cevaplar buradan kaynaklanır.
Periferal sinir sisteminin (PNS) görevi ise vücuda her türlü bilgiyi
duyusal nöronlar yardımıyla toplamak ve bunları PNS ve CNS’e
taşımaktır.
Bu bilgilerin cevapları CNS’ten uyarıcının ve/veya darbenin geldiği
yere doğru motor nöronlar ile taşınır.
Somatik sinir sistemi, öncelikle iskelet kasları üzerinde etkilidir.
Otonom sinir sistemi istemsiz oluşan, baskılayıcı (=antagonist)
sempatik ve parasempatik tepkileri düzenler.
Nöronların yapısı, fonksiyonlarını destekler.
Nöronlar bir hücre gövdesi, dendrit ve aksondan oluşur.
Hücre gövdesi denilen kısımda hücrenin nukleusu ve sitoplazması yer alır.
Dendrit adı verilen uzantılar unipolar sinir hücresi hariç tüm sinir hücrelerinde
bulunur.
Bunlar yardımıyla hücre uyartıları, bilgiyi alır ve daha uzaktaki hücrelere bu
dürtülerin/uyartıların iletilmesi için uzun aksonlar boyunca bilgi yürütülür.
Bu uyartının en az kayıpla iletilmesi için aksona yardımcı olan yapılar ve hücreler
bulunur.
Bunlara yardımcı hücrelere; Schwann hücreleri ve oligodendrositler adı verilir.
Nöroglia’da (sinir düğümleri) sinir sistemi hücrelerini desteklemektedir.
Schwann hücreleri PNS’de ve oligodendrositler CNS’de aksonları miyelin kılıfla
çevreler ve uyartı kaybını en aza indirecek şekilde, aksonu izole eder (Şekil 44.3).
2. Sinir Uyartılarının (Impulslarının) Geçiş (Transmisyon)
Mekanizması
Bir elektriksel fark plazma membranı boyunca hareket halinde
bulunmaktadır.
Sodyum-potasyum pompaları yardımıyla oluşan bu elektriksel
hareketin temelinde, Na+ hücre dışına, K+ ise hücre içine
girecek şekilde davranması yer alır.
Bu aşamada K+ hücre dışına çıkmaya/kaçmaya çalışır.
 Membran dinlenme potansiyeli genellikle ve tipik olarak -70
mV civarındadır.
Zar yüzeyinde oluşan bu kademeli potansiyellerinin elektrik,
gelen uyartıya bağlı olarak güçlendirilebilir ve/veya etkisiz hale
getirilebilir.
Ligand (Merkezinde yüklü bir atom, molekül yada iyon
olan yapı) kapılı, iyon kanalları bu dereceli potansiyelleri
düzenlemekten sorumludur.
Bu dereceli elektrik potansiyellerini bir katkı yolu ile
birleştirebilirsiniz (toplayabilirsiniz).
Aksiyon potansiyelleri bir eşiğin altına ulaştığında
Depolarizasyon ile sonuçlanır.
Aksiyon potansiyelleri ya hep ya hiç şeklinde çalışır.
Uyartı çok veya az/hiç olduğunda hızla voltaj-kapılı
(elektriksel yükü algılayan) iyon kanalları ardı ardına açılır
(Şekil 44.9).
Aksiyon potansiyeli akson
boyunca yayılır.
Bir aksiyon potansiyeli
oluşana kadar Na+ akışı, bitişik
depolarize bölgelerden olur.
Bu da kendi hareket (aksiyon)
potansiyelini ortaya
çıkarır/üretir (Şekil 44.10).
Sinir uyarılarının hızını arttırmak için iki yol vardır.
1.Sinir uyarılarının hızı ya akson çapının artmasına bağlı olarak
artar.
2.Ya da uyartıların iletim düğümden, iletim düğümüne atlamaları,
yani sıçrayabilmeleri ile artar (Şekil 44.11).
3. Sinapslar (=Uyartılar): Nöronlar ile Diğer Hücreler
Arasında İletişim
Bir uyartı Sinaps aksonun başında başlar ve aksonun sonunda
hücreler arası geçitte, boşlukta sona erer.
Sinapsların iki türü vardır.
Bunlar elektriksel ve kimyasal uyartılar, sinapslardır.
Elektriksel sinaps hücreler arası geçitlerde (gap junction)
oluşur;
Kimyasal sinaps ise, nörotransmitter adını alan kimyasal
formda maddenin serbest kalması, salınması ile ortaya çıkar
(Şekil 44.14).
Birçok farklı kimyasal bileşikler nörotransmitter olarak hizmet vermektedir.
Farklı yapıda ve görevde olan nörotransmitter moleküllerine;
asetilkolin, amino asitler, biyogenik aminler, nöropeptidler, ve bir gaz
olan nitrik oksit örnek verilebilir.
Bir postsinaptik nöron birçok sinapsı, girdiyi algılayabilir.
Depolarize membran uyarıcı postsinaptik potansiyeller (EPSPs);
inhibitör postsinaptik potansiyeller (IPSPs) ile hiperpolarize edilebilir.
Bu hiperpolarizasyonun aditif (sakinleştirici/ Yatıştırıcı) etkisi olabilir
veya bir eylem potansiyeli üretmeyebilir.
Nörotransmiterler uyuşturucu bağımlılığında önemli bir rol
oynamaktadır.
Bağımlılık yapan ilaçlar genellikle bir nörotransmitterleri taklit ederek ya da
onlar gibi hareket ederek, bağımlılığı ve tekrar tekrar alma isteğini ortaya
çıkarır.
4. Merkezi Sinir Sistemi: Beyin ve Omurilik
Hayvanlar daha karmaşık hale geldikçe, sinir sistemi
oluşumuna ihtiyaç duydular.
Sinir sistemi; liflerden, iplikçikleri içeren sinir
uzantılarından, sinir hücrelerinden, birbirine bağlı sinir
hücreleri ile sinir kablolarından ve bunları kendine
bağlayan ve idare eden koordinasyon merkezleri
gelişmesi ile oluşmuştur (Şekil 49.2, 49.4 ve 49.6).
Omurgalı beyinleri üç temel bölümden oluşur.
Bunlar arka beyin, orta beyin, ve ön beyin olarak bölünür (Şekil
44.20 ve 49.10).
Ön beyin kendi içinde daha alt bölümlere de ayrılmıştır.
Bunlar Diensefalon (Diencephalon) ve Telensefelon
(Telencephalon)’dur.
Telencephalon, memelilerde Serebrum (Cerebrum) adını alır.
Memelilerde koordinasyon ve öğrenme merkezidir.
İnsanda yer alan ön beyin ise istisnai bir şekilde bilgi işleme
yeteneğine sahiptir.
Serebrum; sağ ve sol yarımküre (hemisfer) olmak üzere ikiye
ayrılır (Şekil 44.22 ve 49.11).
Bunlarda kendi içinde frontal, parietal, temporal ve oksipital
loblara bölünmüştür (Şekil 44.23).
Beyin primer motor sinirleri ve somatosensoriyel korteksin yanı sıra, bazal
ganglionları içerir.
Limbik sistem adı verilen sistem ise, hipotalamus, hipokampus, ve
amigdala’yı; yani orada oluşan ve duygusal durumlardan sorumludur.
İnsan beyninin de karmaşık fonksiyonları kontrol edilebilen özel alanlar
bulunur.
Beyin sapında yer alan ağsı yapıda bölge insanın bilinç/şuur ve
uyanıklık/algılamasını kontrol eder.
Kısa süreli bellek geçici sinirsel uyarılmaları saklayabilirken,
Uzun süreli hafıza/bellek sinirsel bağlantılar içindeki değişiklikleri içerir.
Omurilik ise bazı doğrudan mesajları iletir ve cevapları verir.
Refleksler, bir uyarana kasların ani ve istemsiz hareketleri ile cevap vermek
bunların arasında sayılabilir. (Şekil 44.28 ve 44.29).
5. Periferik Sinir Sistemi: Duyu ve Motor Nöronları
PSS içerisinde yer alan somatik ve otonom sinirler vardır.
Duyusal nöronların aksonları (gelen) spinal (Omurilik) sinirin dorsal
kökünü oluşturur.
Hücre gövdeleri ganglionların arka kökünde bulunmaktadır.
Motor aksonlar (giden) spinal sinirin ventral kökünü oluşturur.
Hücre gövdeleri ise spinal korta bulunmaktadır.
Somatik sinir sistemi hareketleri kontrol eder.
Somatik motor nöronlar ise, uyartılara karşı iskelet kaslarını bilinçli
komutları ve istemsiz refleksleri kontrol eder.
Otonom sinir sistemi ise istem dışı fonksiyonları iki yolla kontrol eder.
Sempatik nöronlar göğüs (=torasik) ve barsak (=lomber)
bölgelerinden köken alan, dışarıdan gelen uyartıları (=sinapsları) bir
otonom ganglion gibi; omuriliğe (=spinal korda) iletir (Şekil 44.31).
Parasempatik nöronlar; beyinden köken alır ve omurilik
sakrum (=kuyruk sokumu) bölgesinde sona yakın bir
noktadan dışarı çıkarak, iç organların içindeki
ganglionlarla bağlantılıdır (Şekil 44.32 ve Tablo 44.5).
G proteinleri hücre yanıtlarının otonom sinyallerinin
tanınmasında arabuluculuk yapar.
Asetil kolin (ACh) bağlamasında sırayla bir G proteini
aktive olur, G proteini K+ iyon kanalını aktive eder.
Aktive olan kanal, bir hiperpolarizasyon oluşturur.
K+ akışına membranın izin vermesiyle kalp hızı yavaşlar.
Kaynaklar
 Campbell Biology 10th ed.(2014) Neil A. Campbell,
Jane B. Reece, Unit 7, Part:49, p: 1079-1101 Pearson
Benjamin Cummings, 1301 Sansome St., San Francisco,
CA 94111.
 Biology / 9th ed (2008)Peter H. Raven George B.
Johnson, Kenneth A. Mason, Jonathan B. Losos, Susan
R. Singer, Chapter 44, p:887-915. The McGraw-Hill
Companies, Inc., 1221 Avenue of the Americas, New
York, NY 10020.