Temel Veteriner Fizyoloji Dersi 5. Ünite Özet

Sinir Sisteminin Temel Yapısı ve Sinir Hücreleri

Canlıların bir iç ortamı, bir de canlının içinde yaşadığı ve iç ortamda da değişikliğe neden olabilen dış ortamı vardır. Canlılığın devamlılığı için iç ortamının değişmez tutulması şarttır. Dış ortama karşın iç ortamın değişmez tutulmasına homeostazis denir. Hem homeostazisin hem de vücudun diğer fonksiyonlarının canlının ihtiyacına uygun bir biçimde yapılabilmesi için canlılar bir takım düzenleyici kontrol sistemlerine sahiptir. İşte sinir sistemi vücuttaki en önemli dengeleyici, düzenleyici kontrol sistemidir. Sinir sisteminin ana işini nöron adı verilen sinir hücreleri yapmaktadır. Nöronlar, görevleri ve bulundukları yerlere göre çok değişik şekil ve kimyasal içerik farklılıkları gösterirler. Hücrenin gövde kısmında bulunan çekirdek, hücrenin temel işlevlerini belirleyen genetik bilgiyi içerir. Hücre gövdesi içinde çekirdekçikten başka nissel granülleri, ribozomlar, mitokondri, golgi aparatı ve nörofibriller bulunur.

Sinir sistemindeki birçok sinir hücresinin aksonu miyelin kılıf ile sarılıdır. Miyelin kılıf merkezi sinir sisteminde oligodentroglia, periferik sinir sisteminde ise schwann hücrelerince yapılan bir izolasyon kılıftır. Bu hücreler daireler halinde birçok tabaka teşkil ederek miyelin kılıfı meydana getirir.

Sinir sisteminde sadece sinir hücreleri bulunmaz. Bunların yanında, merkezi sinir sisteminde çok sayıda glia hücreleri olarak adlandırılan yardımcı hücreler vardır. Glia hücrelerinin genel işlevleri, sinir hücrelerinin ve sinir sisteminin fonksiyonunu sürdürmesine yardımcı olmaktır. Oligodendrosit adı verilen glia hücreleri, merkezi sinir sistemi içinde, yan yana ve sıkı bir dizilim içinde seyreden aksonları saran miyelin kılıfı oluşturmakla görevlidirler. Diğer bir glia hücresi olan mikroglia hücrelerinin görevi, sinir sistemini yabancı madde ve mikroorganizmalara karşı korumaktır. Bu hücreler, fagositoz yapabilirler.

Sinir hücreleri impuls adı verilen elektriksel bir değişikliği iletmek için özelleşmiş hücrelerdir. Diğer bir deyişle bu hücreler uyarılabilir hücreler olarak da bilinir. Uygun bir uyaran gerçekleştiğinde zarda bulunan hızlı sodyum kanallarının açılması, sodyum girişine neden olur ve normalde -70 mV gibi bir potansiyele sahip olan hücre zarının potansiyelini +30 mV’a kadar yükselir. İşte bu özel potansiyele aksiyon potansiyeli adı verilir. Aksiyon potansiyelinin oluşabilmesi için, sodyumun hücre içerisine girmesi gerekir.

Aksiyon potansiyelleri, nöronlarda uzak mesafeler boyunca kayıpsız olarak iletilebilme özelliğine sahiptir. İşte bu potansiyeller, sinir hücrelerinin birbirleriyle haberleşmesini sağlayan ve aynı zamanda sinir hücrelerinin kas ve salgı bezi gibi diğer doku hücrelerine de etki yapmasını sağlayan potansiyellerdir. Sinir hücrelerinin oluşturduğu bu eylem potansiyelleri hücrelerin akson dediğimiz uzantıları boyunca iletilir. Potansiyellerin diğer hücrelere aktarılması ise sinaps denen özel iletişim bölgeleri sayesinde gerçekleşir.

Dendritler, diğer nöronlarla sinapslar kurarak alıcı görevi görürler.

Sinaps iki nöronun birbiri ile bağlantı kurduğu ve impulsun bir nörondan diğerine geçirildiği ya da geçirilmediği yerlerdir. Klasik anlamda sinaps, sinir hücresinin ürettiği sinyali o hücreden diğerlerine taşıyan aksonun dallarından birinin uç kısmı ile alıcı hücrenin etrafındaki hücre zarının birbirleriyle yaklaşması sonucu meydana gelir. İki nöron arasındaki yaklaşık 200 A° kadar olan bu boşluğa sinaptik aralık adı verilir. Aksonun son ucu ince dallara ayrılır ve birçok sinaps yapar. Fakat bu sinapların bazıları uyarıcı bazıları inhibe edici özellikte olabilir.

Sinapslar uyarıcı ve inhibe edici sinapslar olarak ikiye ayrılır. Her iki sinaps türünde de presinaptik nörona aksiyon potansiyeli gelir ve presinaptik yumrudan nörotransmitter salınımına neden olur. İşte salınan nörotrasmitter maddenin özelliğine göre aksiyon potansiyeli postsinaptik nörona aktarılır veya engellenir. Aksiyon potansiyelinin post sinaptik nörona aktarılışında ya da engellenmesinde de yine iyonlar rol oynar. Uyarıcı sinapsta postsinaptik nörona sodyum girişi ile depolarizasyon, inhibe edici sinapsta ise postsinaptik nörona klor girişi ile hiperpolarizasyon meydana gelir.

Sinir Sisteminin Bölümleri

Sinir sistemi, genel olarak, merkezi ve periferik (çevresel) sinir sistemi olarak iki bölüme ayrılmaktadır. Periferik sinir sistem, vücudun her yanından alınan tat, dokunma, görme, işitme, vücudun pozisyonu, ağrı, ısı, gibi duyuları merkeze taşıyan ve alınan uyarılara uygun yanıtları merkezden kas veya salgı bezi gibi iş yapan organa götüren sinirlerdir. Merkezi sinir sistemi ise, periferik sinir sisteminden gelen verileri değerlendirip, oluşturduğu emirler aracılığıyla canlının yeni durumlara uyum sağlamasına yardımcı olan sinirlerdir.

Sinir sisteminde uyarımlar tek yönlüdür. Vücudun çeşitli bölgelerinden alınan duyuları merkezi sinir sistemine getiren sinirlere, afferent sinirler denir. Afferent sinirlerin perifer ucunda reseptör bulunur.

Merkezi sinir sistemi; kararların verildiği, çevreden gelen verilerin yorumlandığı, algılamanın ve diğer bütün zihni fonksiyonların yerine getirildiği bölgeleri içeren karmaşık bir işlevsel yapılar bütünüdür. Merkezi sinir sistemi, denince anatomik olarak beyin, beyincik ve omurilik akla gelir. Merkezi sinir sistemi üç katlı bir zar yapısı ile çevrelenmiş durumdadır. Bu zarlar dıştan içe doğru duramater, araknoid zar ve piamater olarak sıralanırlar. Bu üç zar, kesintisiz bir biçimde tüm merkezi sinir sistemini sarar.

Merkezi sinir sisteminin en basit kısmı, omurilik dediğimiz ve omurlar arasından aşağıya doğru uzanan tüp şeklindeki sinirlerden oluşan yapıdır.

Omurilik, esas olarak çevreden gelen bilgilerin merkezi sinir sistemine girdiği ve merkezden gelen emirlerin periferik sinir sistemine aktarıldığı yerdir. Aynı zamanda, refleks dediğimiz, ani ve istemsiz hareketler de, omurilik tarafından kontrol edilir. Omurilik temel olarak, orta kısmında ince ve boylu boyunca bir kanal, kanalın etrafında, enine kesildiğinde kelebek gibi görünen nöronlar, dentritler, nöroglia ve kan damarlarından oluşan bir gri madde (substansia grisea) ve bunun etrafında ise yine nöroglialar tarafından desteklenen uzunlamasına miyelinli aksonlardan oluşan bir beyaz maddeden (substansia alba) meydana gelir. Ortadaki kanal beyin omurilik sıvısı ile doludur. Kanalın etrafında bulunan gri madde, esas olarak sinir hücrelerinin gövde kısımlarını içerir.

Refleks, reseptörlerin uyarılması ile kas ve bezler gibi iş yapan organlarda oluşan istek dışı harekettir

Refleks yayında;

1. Reseptör: Refleks olayını tetikleyen bir uyaranı algılamak için uygun bir reseptörün olması gerekir
2. Duyu siniri (Afferent sinirler): Reseptörlerden gelen sinyalleri merkezi sinir sistemine (omuriliğe) aktaran sinirlerdir.
3. Merkez (Omurilik): Afferent sinirlerle omuriliğin içlerine kadar gelen duyusal sinyallere uygun yanıtın hazırlandığı yerdir.
4. Motor sinirler (Efferent sinirler): Merkezin oluşturduğu yanıtlar bu efferent sinirler aracılığıyla iş yapan organa gönderilir.
5. İş yapan organ: Efferent sinirin getirdiği uyarana göre iş yapan organdır.

Canlının hayatını devam ettirebilmesi, dış ve iç ortamlardaki değişiklikleri fark edip bunlara reaksiyon göstermesine ve iç ortamın değişmez tutulmasına bağlıdır. İç ve dış ortamdaki değişiklikler reseptörler tarafından algılanır. Kısaca reseptörler duyarlı oldukları enerji formundaki değişiklikleri sinir impulsuna çeviren yapılardır.

Reseptörden uyarımın algılanışı aksiyon potansiyeli oluşumuna neden olur.

Aksiyon potansiyeli oluşumu;

1. Uyaran;
2. Reseptörde lokal permeabilite değişikliği;
3. Reseptörde depolarizasyon;
4. Afferent akson da aksiyon potansiyeli; sırasında meydana gelir.

Anatomik olarak, omurilikle beyni birbirine bağlayan bir köprü görevi gören beyin sapı, omuriliğe göre daha karmaşık sinirsel bağlantıları içeren bir merkezi sinir sistemi bölgesidir. Beyin sapı, temel hayati öneme sahip fonksiyonların kontrolünü sağlayan yerdir.

Beyin kökü hareket sistemimizin önemli bir parçası olan beyin, beyincik ile omuriliği birbirine bağlayan çok önemli yollar içerir. Böylece beyin kökü ayakta durma ve vücudun vaziyet alması gibi reflekslerin merkezi olarak da görev yapar.

Kranial sinirler 12 çifttir ve ilk ikisi dışında 10 tanesinin hücre gövdeleri beyin kökünde bulunur. Bunlar; Nervus Olfaktorius, Nervus Optikus, Nervus Okulamotorius, Nervus Trochlearis, Nervus Abducens, Nervus Trigeminus, Nervus Fasialis, Nervus Akustikus, Nervus Glossofarengeus, Nervus Vagus, Nervus Accesorius, Nervus Hipoglossus’tur.

Pirimidal sistem kaslara emir veren sistemdir. Pirimidal sistem örneğin bir şeyi almak için uzanmak gibi, kaslara istemlere ve amaca uygun hareketler yaptırır. Ekstrapirimidal sistem ise, amaca uygun hareketler yaparken, farkında olmadan aktivite gösteren kaslara emir gönderir. Bu şekilde vücudun hareket yaparken dengesini korumasını sağlar.

Retiküler formasyon, beyine gönderilen hemen hemen bütün duyu impulslarının uğradığı beyin alanıdır.

Talamus ve hipotalamus beyin sapının üst kısmında, ara beyin denen bölge yer alır. Ara beyin, açlık-susuzluk, vücudun iç dengesinin korunması, vücuttaki hormon sistemlerinin kontrolü, heyecanlar, duygusal tepkiler, duygulara göre vücudun iç ortamının düzenlenmesi gibi çok önemli fonksiyonlar yürütür. Talamusun görevi, vücuttan gelen duyusal impulsları değerlendirerek ilgili beyin kabuğu bölgelerine göndermek ve yine beyin kabuğundan gelen impulsları daha alt seviyedeki ilgili bölgelere iletmektir. hipotalamus, vücuttaki bütün salgı ve kontrol sistemlerinin ana merkezi olarak görev yapar. Talamusun arka kısmında melatonin hormonunun salgılanmasından sorumlu olan epifiz bezi yer alır. Melatonin, uyku-uyanıklık döngüsünün düzenlenmesinde ve uyku sırasında artan salgısıyla vücudu yenileyen mekanizmaları harekete geçirmede iş gören bir hormondur. Beyin kabuğunun altında kalan yapılardan bazıları, ara beynin etrafında onu bir halka gibi saran, işlevsel bir birliktelik oluşturan limbik sistemi meydana getirirler.

Limbik sistem içinde yer alan hippokampus, amigdala, forniks, mamillar cisim, septum, cingulat kabuk gibi yapılar, heyecansal ve temel zihinsel fonksiyonları yürütürler.

Beyin kabuğu (Korteks) ve beyincik (Serebellum) merkezi sinir sisteminin en üst kontrol noktasıdır. His, irade, hafıza, düşünce, zekâ gibi ruhsal fonksiyonlar ve kasların koordinasyonundan sorumludur. İskelet kaslarının motor aktivitelerini idare eden motor merkezler ve duyuların idrak edilmesini sağlayan duyu merkezleri beyin korteksinde bulunur. Beyincik ise doğrudan doğruya hiçbir kasa emir vermeksizin beynin motor merkezlerinin oluşturduğu kas hareketlerini kuvvetlendirebilir, inhibe edebilir ya da değiştirebilir. Böylece kas hareketlerini koordine eder.

Somatik sinirlerin hücre gövdeleri beyin ve omurilikte bulunur; aksonlar ise doğrudan iskelet kaslarına gider. Beyinin kontrolünde olan hareket ve davranışlar somatik sinir sistemi ile sağlanır.

Otonom sinir sistemine biyolojik yaşamla yakınlığından dolayı vejetatif sinir sistemi, organlarla ilgili olmasından dolayı ise visseral sinir sistemi de denir. Otonom sinir sistemi, sinir sisteminin kalp kası, damarlar, akciğerler ve organların düz kasları ile salgı bezleri gibi istek dışında çalışan organları innerve eden bölümdür.

Otonom sinir sistemi, anatomik, fizyolojik ve farmakolojik açıdan iki kısıma ayrılır. Bunlar; sempatik sistem ve parasempatik sistemdir.

Duyu Organları

Canlılarda bazı tepkilerin alınmasını sağlayan hücreler vardır. Bu hücreler beyin tarafından kontrol edilen duyu organlarını meydana getirir. Canlıların çevresindeki olaylar duyular aracılığı ile algılanır. Duyu organları çevreden gelen uyarımları alır ve duyu sinirleri ile beyine gönderir. Beyin aldığı uyarıları değerlendirir ve motor sinirlerle ilgili organlara uyarımları gönderir.

Görme duyusu organı olan gözler, göz yuvarlağı, nervus optikus, göz kapakları, konjiktiva ve gözyaşı bezleri gibi yapıları içine alan bir organdır. Gözler ışığa duyarlıdır. Göz, ışık alarak görme olayını gerçekleştiren özelleşmiş bir organdır. Gözler kafatasının görme çukuruna yerleşmişlerdir. Göz, görme işlevinde doğrudan görev alan kısımlar ve bunları koruyan koruyucu yapılardan oluşur. Koruyucu yapılar; kaşlar, göz kapakları, kirpikler, gözyaşı bezleri ile göz yuvarlağını göz çukuruna bağlayan ve gözün hareketini sağlayan kaslardır. Göz kapakları, gözyaşı bezinin ürettiği sıvıyı kırpma hareketi ile gözün saydam tabakasına yayarak bu tabakayı sürekli olarak ıslak tutar ve kurumasını engeller. Ayrıca göz kapakları kapanarak da gözü dış çevrelerden korur. Gözün görmeyi sağlayan kısımları ise, mercek (lens), ışığa duyarlı reseptörler, reseptörlerin aldığı uyarımları beyine taşıyan sinirden oluşur. Göz yuvarlağı dıştan içe doğru üç tabakadan oluşur. Bunlar; sert tabaka, damarlı tabaka ve ağ tabakadır. Gözün ön bölümünde iris ile göz bebeği bulunur. İris, gözün halka biçimindeki renkli bölümü, gözbebeği de bunun ortasında siyah bir nokta gibi görünen yuvarlak bir deliktir. İris ile gözbebeğinin hemen arkasında göz merceği yer alır.

İşitme ve denge gibi iki duyunun reseptörleri kulağa yerleşmiştir. Dış kulak, orta kulak ve iç kulağın kohleası işitme ile ilgili iken, iç kulaktaki yarım daire kanalları, utrikulus ve sakkulus ise denge ile ilgilidir.

İşitme organı olan kulak üç bölümden oluşur. Bunlar; iç kulak, orta kulak ve dış kulaktır.

İç kulakta işitme organından başka beden dengesini sağlayana utrikulus ve sakkulus ile yarım daire kanalları da bulunur.

İç kulağın vestibuler kısmı, yarım daire kanalları, utrikulus ve sakkulus adı verilen yapılardan oluşur. Utrikulus ve sakkulus kese benzeri başın durumunun değişmesine duyarlı olan yapılardır. Utrikulus yarım daire kanalları ile sakkulus ise kohlea ile bağlantı halindedir ve içlerinde makula adı verilen ve tüy hücrelerinden meydana gelmiş epitel doku vardır. Yarım daire kanalları, içleri endolenf adı verilen bir sıvı ile dolu olan birbirine dik açı yapacak şekilde üç bölümden oluşur. Üst, alt ve yan bölümlerinden oluşan bu kanallar bitim yerlerinde hafif bir genişlik göstererek utrikulus ile bağlantı halindedir. İç kulak içindeki denge ile ilgili olan yarım daire kanallarındaki tüy hücreleri döngüsel, utrikulusdaki tüy hücreleri yatay ve sakkulustaki tüy hücreleri dikey yöndeki dengeyi saptarlar.

Memelilerin koku alma organı burundur. Burundaki koku alanında bulunan koku reseptörlerinin her biri, birer silli sinir hücresi olup, destek hücreleri tarafından salgılanan mukus salgısı içine gömülü olarak bulunur. Koku duyusunu uyaran faktör, hareket halindeki moleküllerdir. Bu nedenle, koku reseptörleri kimyasal değişiklikleri algılar. Koku alma hücrelerinin özelleşmiş olmasının yanında, destek görevi yapan hücreler müköz salgı yaparak kokusu alınacak moleküllerin kolay algılanmasını sağlayarak yardımcı olurlar.

Burun mukozasının üst bölgesinde sarı renkli olan kısım kokuyu alır. Bu bölgede koku sinirinin kolları vardır ve bu kısımda duyu kılları içeren duyu hücreleri bulunmaktadır. Mukus salgı içindeki bu siliyalar, nöronların dendritleridir. Koku sinirinin aksonu kemiği delerek bulbus olfaktorius denilen kısma gelir.

Tat ve koku duyuları birbirine bağlıdır. Tat adı altındaki duyuların çoğu koku organına ait duyumlardır. Memelilerde tat duyusu reseptörleri, dil yüzeyi ve yanlarında yer alan papillaların girintileri içine yerleşmiş tat tomurcuklarında bulunurlar.

Tat tomurcukları oval şekilli ve dil epiteli içine gömülmüş olarak bulunurlar. Bir tat tomurcuğu dıştan örtü epiteli ile örtülüdür. Bunların içlerinde tat alma hücreleri yer alırlar. Bu reseptör hücrelerin arasında destek hücreler de bulunur. Tat alma hücreleri özel duyu tüycüklerine sahiptirler. İnce sinirler bu hücrelerin çok yakınlarından girerler.