SİNİR SİSTEMİ VE EGZERSİZ

SİNİR SİSTEMİ VE EGZERSİZ 1

TEMEL FONKSIYONLAR Vücut içi koşulların kontrol edilmesi İstemli hareketlerin kontrolü Omurilik reflekslerinin programlanması Hafıza ve öğrenme için gerekli olan deneyimlerin özümsenmesi 2

SINIR SISTEMININ ORGANIZASYONU Sinir Sistemi Merkezi Sinir Sistemi Periferik Sinir Sistemi Beyin Omurilik Duyusal Motor Otonom Somatik Sempatik Parasempatik 3

SINIR SISTEMININ ANATOMIK YAPıSı Nöron Nöroglia sinir hücresi nöronları destekleyici hücreler Sinir sisteminin temel ünitesi nöron veya sinir hücresidir Birkaç milyar sinir hücresi birbirleriyle farklı bağlantılar kurarak MSS yi oluştururlar 4

Sinir Sisteminin Anatomik Yapısı Hücre gövdesi: soma Dendritler: Sinir uyarılarını hücre gövdesine doğru iletirler Akson Elektriksel uyarıları hücre gövdesinden uzaklaştırırlar Schwan hücreleri ile kaplanmış olabilirler Akson boyunca kesintili myelin kılıfı oluşturur 5

SıNIR HÜCRESININ YAPıSı 6

Sinir Sisteminin Anatomik Yapısı İskelet kaslarının uyaran sinir lifleri gibi büyük sinir liflerinde akson miyelin kılıfı ile çevrilidir Miyelin kılıfı büyük oranda lipid ve proteinden oluşur Bu doku Schwann hücreleri adı verilen nöroglia hücrelerinden yapılmıştır Miyelin sinir hücreleri boyunca devamlı değildir, kesintilere uğrar Ranvier Boğumu 7

8

SINIR SISTEMININ TEMEL FONKSIYONU Periferik sinir sisteminden afferent sinirler yoluyla MSS ye gönderilen bilgi, çeşitli duyular şeklinde algılanır: ısı, ışık, dokunma, koku, basınç vb Motor sinirler yoluyla da gerekli cevap sağlanır 9

Motor ve Duyuşsal Sinirlerin Çevresel Sinirlerle İlişkisi 10

SINIR UYARıSı Duyu ve motor sinirler tarafından iletilen bilgiler Sinir uyarısı olarak adlandırılan elektrik enerjisi şeklindedir Sinir uyarısı: sinirin uyarıldığı noktadan oluşan Aksonun uzunluğu boyunca kendi kendine yayılan elektriksel değişim 11

SINIR UYARıSı OLUŞTURULMASıNı VE ILETILMESINI SAĞLAYAN YOLLAR: İstirahat (dinlenik) Membran Potansiyeli Sinir lifi istirahat halindeyken, Na + iyonları büyük oranda sinir hücre membranının dışında konsantre olur K+ iyonları ise hücrenin içerisindedir Hücre K+ iyonlarına daha geçirgendir bu yüzden K+ iyonları daha rahat hücre içi ve dışına geçer Hücre dışının elektriksel olarak pozitif yüklenmesini sağlar Sinir hücrelerinin iç kısmı ise negatif yüklüdür Böylece sinirin iç ve dış kısmı arasında potansiyel bir fark oluşur 12

TIPIK BIR SINIRIN HÜCRE MEMBRANıNDAKI IYON KONSANTRASYONLARı Konsantrasyon (milimol/litre) İyon Hücredışı Hücreiçi Sodyum (Na + ) 150 15 Klor (Cl - ) 110 10 Potasyum (K + ) 5 150 Hücre tipine göre DMP Nöronlarda DMP : -100 ile -40 mv : -40 ile -75 mv 13

DINLENIK MEMBRAN POTANSIYELININ BÜYÜKLÜĞÜNÜ ETKILEYEN FAKTÖRLER 1. Plazma membranının farklı iyonlara karşı geçirgenlik düzeyi 2. Hücreiçi ve hücredışı iyon konsantrasyonları arasındaki fark 14

SINIR HÜCRESINDE DINLENIK MEMBRAN POTANSIYELININ NEGATIF OLMASıNıN NEDENI Potasyum iyonunun hücre dışına sızmasıdır 1. Plazma membranının geçirgenlik düzeyi sodyum iyonu ile karşılaştırıldığında potasyum iyonuna karşı daha yüksektir 2. Potasyum iyonu, konsantrasyonu nedeniyle hücre içinden dışına doğru hareket etme eğilimi gösterir 15

SINIR HÜCRESINDE DINLENIK MEMBRAN POTANSIYELI NASıL KORUNUR? Sodyum-Potasyum Pompası Hücre membranında lokalizedir Enerji kaynağı ATP dir Sodyumu hücre dışına, potasyumu ise hücre içine pompalar İki potasyum iyonuna karşılık üç sodyum iyonu pompalar : 2 K + / 3 Na + 16

Aksiyon potansiyeli Sinir uyarıldığı zaman Sinir membranı Na + iyonlarına karşı geçirgen hale gelir Na + iyonları sinirin içine doğru geçerler Sinirin dışı negatif, içi pozitif yüklü olur Yeteri kadar uyarı sinir polaritesinin tam tersi yönde değişmesine neden olur Elektrik akımıdır, sinir uyarısı olarak görev yapar 17

Aksiyon potansiyeli Yeterince kuvvetli bir uyarı nöron membranına ulaştığında membran geçirgenliğinde değişikliğe yol açar Hücre membranı Na + nın hücre içine girmesine izin verir Sodyum iyonları hücre içine girer ve hücreiçi ortamı pozitif yükler (hücre depolarize olur) Depolarizasyon eşik noktasına ulaştığında aksiyon potansiyeli gerçekleşir 18

Aksiyon potansiyeli Aksiyon potansiyeline ek olarak membranda uyaranın uygulandığı noktada Lokal elektrik akımı oluşur Kendi kendini yenileyebilir ve sinirin bağlı olduğu alanlara yayılır Her alanın polaritesinde aynı değişikliğe neden olur ve böylece yeni bir aksiyon potansiyeli ve bölgesel elektrik akımı meydana gelir Bu süreç aksiyon potansiyeli sinir lifinin tamamına yayılıncaya kadar tekrar eder 19

Aksiyon Potansiyeli 20

Aksiyon Potansiyeli 21

22

Sinirin miyelinle çevrili olan kısmında sinir uyarısı oluşturulamaz ve iletilemez, Sinir uyarısı sadece Ranvier boğumlardan sinir lifi boyunca boğumdan boğuma atlayarak iletilir Sıçrayıcı Tarzda İleti Büyük miyelinli sinirlerde sinir iletim hızı 60-100 m/sn dir Miyelinsiz liflerde 6-10 m/sn dir 23

SINAPS Bir sinir hücresinin aksonunun, diğer bir sinirin gövdesi veya dendritleriyle veya başka bir hücre membranı ile birleştiği noktaya Sinaps denir Aksonun sonlandığı yerde sinaptik düğümler vardır Sinirle ilgili bilginin bir nörondan diğer nörona taşınmasında önemli rol oynarlar 24

SINAPTIK İLETI 25

SINAPS 26

Pre-sinaptik nöron Post-sinaptik nöron SİNAPTİK İLETI Pre-sinaptik nöronun aksonu post-sinaptik nöronun somasına yaklaşır akso-somatik sinaps Sinirle ilgili bilgi nörotransmitter madde aracılığı ile sinaptik aralıktan iletilir Nörotransmitter madde sinaptik düğümlerdeki keseciklerde (veziküllerde) depolanır 27

SINAPTIK İLETI Yeni nörotransmitter maddelerin sentezlenmesi için aerobik sistem tarafında üretilen ATP ye ihtiyaç duyulur Siniaptik düğümlerde mitokodri bulunur 28

SINAPTIK İLETI Sinaptik aralığa bir uyarı ulaştığında Nörotransmitter madde aktive olur Serbest bırakılan nörotransmitter maddenin tipine bağlı olarak post-sinaptik nöronun membranı uyarılır ve elektriksel potansiyel oluşturulur veya post-sinaptik membran inhibe edilir Bir nöronun ateşlenmesi için gerekli olan elektrik düzeyine uyarı eşiği denir 29

Sinaptik İleti 30

SINAPTIK İLETI Uyarıcı Transmitter Maddeler: Asetilkolin (Ach) Norepinefrin Dopamin Serotonin 31

SINAPTIK İLETI İnhibe edici transmitter maddeler Gamma-aminobutrik asit (GABA): beynin temel inhibe edici maddesi Glycine : omurilikteki temel inhibe edici madde 32

SPATIAL VE TEMPORAL SUMASYON Birçok pre-sinaptik terminalden (akson) aynı anda veya kısa bir süre içinde alınan uyarılar birikir Post-sinaptik nöronda eksitasyon veya inhibisyona neden olur Birçok stimulusun bu toplu etkisine spatial (çok sayıda uyarı) sumasyon denir 33

Temporal (dalga) sumasyonu Pre-sinaptik terminalden 15 sn aralıklarla deşarj oluşturmaya yeterli uyarılar gelirse ve bunlar çok sayıda yeteri kadar kuvvetliyse yine aksiyon potansiyeli oluşur 34

KAS-SINIR KAVŞAĞı 35

KAS-SINIR KAVŞAĞı Sinir uyarılarının sinir-kas kavşağında sinaptik aralıktan iletilmesi Asetilkolinin (Ach) salgılanmasıyla gerçekleşir 36

Ach Kas-Sinir Kavşağı Kas hücre membranı üzerindeki reseptörlerine ulaştığında Hücre memrbanı depolarize olur ve kas uyarılır, kasılma gerçekleşir 37

Uyarı kas lifine ulaştığında Kas-Sinir Kavşağı Kolinesteraz enzimi de salgılanır Ach yi parçalayarak inhibe eder Kas lifinin daha fazla uyarılmasını engeller 38

KAS-SINIR KAVŞAĞı Uyarının kas-sinir kavşağı ile sinirden sinire işletilme mekanizması aynı Temel fark Kas-sinir kavşağında inhibisyon yok Sadece uyarıcı nörotransiter maddeler görev yapıyor 39

KASıN DUYU ORGANLARı Kas, ligament ve eklemlerdeki özelleşmiş duyu reseptörleri Uzama, gerilme ve basınca karşı duyarlıdırlar Proprioseptör olarak bilinen bu duyu organları Kas dinamiği ve ektremite hareketleri hakkındaki bilgileri hızlı bir biçimde MSS ye gönderir Böylece MSS vücut kısımlarının çevremize göre pozisyonunu algılamamızı sağlar 40

KASıN DUYU ORGANLARı 3 önemli kas duyu organı Kas iğcikleri Golgi tendon organı Eklem reseptörleri 41

KAS İĞCIĞI Kas iğciğinin yapısı Etrafında bir duyu siniri spiral şekilde sarılıyor Çevresinde bir kapsül olan değişikliğe uğramış birkaç kas lifidir İntrafuzal lifler: adapte olmuş kas lifleri Ektrafuzal lifler: düzenli kas lifleri İğciğin orta kısmı kasılma becerisine sahip değildir İki ucu kasılma becerisi olan lifleri içerir 42

KAS IĞCIĞI (a) A muscle belly, (b) a muscle spindle, and (c) a Golgi tendon organ 43

Kas İğciği Gamma motor nöron (fusimotor sinir): Kas iğciğinin her iki ucunu uyaran ince motor sinirler Bu sinirler uyarıldığında kas iğciğinin uçları kasılır ve iğciği merkezinin aksi yönünde çeker Alfa motor nöron: düzenli veya ekstrafuzal lifleri uyaran daha büyük motor sinirler Bu sinirler stimule edildiğinde kas normalde olduğu gibi kasılır 44

Kas İğciği Kas İğciğinin Fonksiyonu: Kasın boyundaki uzamaya veya gerilmeye karşı duyarlıdır Kas iğciği lifleri ekstrafuzal liflere paralel olarak uzanırlar Kasın tamamı gerildiğinde kas iğciğinin merkezi de gerilir Bu gerilme merkezde bulunan duyu sinirini aktive eder ve uyarılar MSS ye iletilir Bu uyarılar düzenli kasları uyaran alfa motor nöronu aktive eder ve kas kasılır Kas kasılırken kısalıyorsa, kas iğciği de kısalarak duyusal sinir akışını durdurur ve daha sonra kas gevşer 45

Kas İğciği Kas iğciği hem uzunluktaki değişme hızına hem de kas liflerinin ulaştığı uzunluğa karşı duyarlıdır Tonik gerilme (kas fibrillerinin son uzunluğuyla ilgilidir) Pasif gerilme (örn gerim refleksi, iğcik kas fibril boyundaki değişim oranı ya da hızına duyarlıdır, kasın kendisini var olan uzunluğuyla değil) Gama sistemi (iğciğin gama motor sinir tarafından uyarılması) 46

Kas İğciği 47

Gerim Refleksi 48

GOLGI TENDON ORGANı Tendon lifleri içinde kas ve tendon liflerinin birleştiği noktada bulunur Gerilmeye duyarlıdır ancak aktive olabilmesi için daha kuvvetli bir gerilme gereklidir Tendonun ait olduğu kastaki gerilim tarafından aktive edilir Duyusal bilgi MSS ye gönderilir ve kasılan kas gevşer Kas iğciğinin tersine golgi tendon organın uyarılması bulunduğu kasın inhibisyonu ile sonuçlanır Kasın gevşemesini sağlar Koruyucu bir fonksiyon 49

GOLGI TENDON ORGANI (a) A muscle belly, (b) a muscle spindle, and (c) a Golgi tendon organ 50

Golgi Tendon Organı 51

Kas İğciği ve Golgi Tendon Organı Kas iğciği ile golgi tendon organı birlikte çalışır Kas iğciği yumuşak bir hareket sağlamak için gerekli olan doğru kas gerilimi derecesini sağlar Golgi tendon organı ise aşırı yük olduğunda ve kasla ilgili yapılara potansiyel olarak zararlı olabileceği durumlarda kas gevşemesini oluşturarak hareketlerin yumuşak, koordineli ve zararsız olmasını sağlar 52

EKLEM RESEPTÖRLERI Tendonlarda, ligamentlerde, kemikte, kasta ve eklem kapsülünde bulunur Eklem açısı, ivmelenmesi ve basınç sonucu meydana gelen değişiklerle ilgili bilgileri MSS ye gönderirler Krause yumrusu Pasinian korpus Ruffini organı 53

KAS AKTIVITELERININ SINIRSEL KONTROLÜ Duyu sinirleri dorsal (arka) kök yoluyla omuriliğe girer ve birkaç nöronlar sinaps yaparlar Bu ara nöronlara internöron denir Motor sinirler omuriliği ventral (ön) kök yoluyla terk eder ve uygun kasa ulaşır Omuriliğe giren afferent sinirlerin büyük bir kısmı, bir efferent sinirle sinaps yapar ve aynı seviyede kalır 54

MOTOR ÜNİTE 55

Kas Aktivitelerinin Sinirsel Kontrolü Basit hareketler, omuriliğin refleks merkezleri tarafından kontrol edilir Daha karmaşık hareketler omuriliğin üst seviyeleri ve beyin tarafından kontrol edilir Omurilikteki motor nöronlar kasların kasılma şekillerini, daha yüksek merkezler ise kasılmanın sıralamasını etkiler 56

MOTOR FONKSIYONLARıN İSTEMLI KONTROLÜ İstemli hareketlerin kontrol edilmesinde omurilik önemli rol oynar Motor aktiviteler subkortikal alanlardan gelen uyarılar yardımı ile motor korteks tarafından kontrol edilir 57

MOTOR BECERILERIN ÖĞRENILMESI Motor bir becerinin öğrenilmesi son derece karmaşıktır ve henüz tam olarak anlaşılamamıştır Belli bir beceri ile ilgili uyarı motor kortekste başlar ve kaslara iletilir Kaslara iletilen bu bilginin bir kopyası aynı zamanda serebelluma iletilir Kasların hareketi başladığında proprioseptörler bu durumu tekrar serebelluma iletirler Serebellum gerekliyse düzeltilmiş olan uyarıyı serebruma gönderir Daha sonra hareket tamamlanır 58

59

60

SEREBELLUM (BEYINCIK) Büyük kas gruplarını içeren hareketlerin koordinasyonundan sorumludur Motor uyarı ile ilgili bilgileri alır Proprioseptörlerden gelen bilgileri alır Hızlı, ani ve salınım gerektiren hareketlerde hareketi kontrol eder Dengenin sağlanmasına yardım eder 61

62