SİNİR SİSTEMİ FİZYOLOJİSİ Yrd.Doç.Dr. Önder AYTEKİN
Sinir sistemi ve endokrin sistem (hormonal sistem), organların karşılıklı işbirliği içinde ve gereksinim duyulan değişkenlikte çalışmasını sağlayan ve ayrıca gerek iç ortamdaki gerekse organizmanın dışındaki çevre koşullarında (dış ortam) oluşan değişikliklere karşı çok sayıda düzenleyici 2
Sinir sistemi iç ve dış ortamda oluşan değişikliklere akut (ani) yanıtın oluşturulduğu sistemdir. Bu sistem, iskelet kaslarına gönderdiği emirlerle organizmanın dış ortamdaki değişikliklerini, düz kas, kalp kası ve salgı bezlerine gönderdiği emirlerle de, iç ortamda oluşan değişikliklerini düzenleyip kontrol etmektedir. Endokrin sistem ise iç ortamın kimyasal yapısındaki değişimlere karşı geç başlayan uzun süren (kronik) yanıtları oluşturan bir 3
Sinir sistemi gerek iç ortamdaki gerekse dış ortamdaki değişiklikleri reseptör adı verilen özelleşmiş yapılar aracılığı ile algılar. Sinir sistemine ait bu reseptörler, hücre zarlarında bulunan protein yapıdaki reseptörler ile karıştırılmamalıdır. Sinir sistemi reseptörlerinin, nöronlar (sinir hücresi) ile bağlantıları vardır ve belli uyaranlara karşı özelleşmiş yapılardır. Diğer bir deyişle sinir sisteminin reseptörleri çeşitli enerji tiplerini (mekanik, ışık, ısı, ses 4 dalgaları gibi...) sinir hücresinde aksiyon
Sinir sistemi fonksiyon ve anatomik açıdan Merkezi Sinir Sistemi ve Periferik Sinir Sistemi olarak iki bölüme ayrılır 5
Merkezi Sinir Sistemi (MSS) iç ve dış ortamdaki değişikliklere ne gibi yanıtların oluşturulacağı yönünde değerlendirmeyi yapan ve kararı veren bölümdür. Periferik sistem ise reseptörler aracılığı ile iç ve dış ortamdan aldığı bilgileri merkeze, merkezin emirlerini ise bu emirler doğrultusunda yanıtı oluşturacak organa (effektör organ) götüren sistemdir. Effektör organlar ise kas ve salgı bezi hücreleridir. 6 Periferik sistemin reseptörlerle merkez
SİNİR SİSTEMİ HÜCRELERİ Sinir sisteminde hücreler iki büyük grupta toplanmaktadır. a) Nöronlar: Sinir sisteminin esas fonksiyonunu yapan hücreler olup, aksiyon potansiyelini oluşturup iletme işi bu hücrelerdedir. b) Glia hücreleri: Nöronlara destek görevi yapan hücreler olup, aksiyon potansiyeli oluşturup iletme işine katılmazlar. 7
Nöronlar Sinir sistemi kontrol edici ve düzenleyici görevini, özel yapıda uyarılabilme ve uyarıları iletebilme yeteneğindeki nöronlar ile gerçekleştirmektedir. Uyarıları, çeşitli uzaklıklara taşıyabilen sinir hücreleri, büyüklüklerinin değişkenlik göstermesine karşın, hemen hepsi yapısal olarak belli karakteristik özellikleri paylaşırlar. Bütün nöronlar; nükleus, sitoplazma ve hücre organellerini içeren bir hücre gövdesi (soma) ile bu hücre gövdesinden çıkan ve nörit adı verilen uzantılardan oluşur. Nöritler sitoplazmik uzantılar olup hücre zarı ile çevrilidirler 8
Nöritler, uyarıyı taşıdıkları yöne bağlı olarak akson ve dendrit olmak üzere ikiye ayrılırlar. Dendritler uyarıyı hücre gövdesine doğru, akson ise uyarıyı hücre gövdesinden alıp uzağa taşımaktadır. Dendritler ve soma impulsun doğduğu yer, akson ise iletildiği yer olmaktadır. Dendritler bir ve birden fazla sayıda olabilirken her sinir hücresinin bir adet aksonu bulunur ve aksonların uzunluğu birkaç mikrondan 1m.'ye kadar değişebilir. 9
Bazı nöronların aksonlarında glia hücreleri tarafından oluşturulan myelin kılıf bulunur. Bu nöronlara myelinli nöronlar denilmektedir. Myelin kılıf aksonun etrafını ranvier boğumları adı verilen kesintili oluşumlarla çevreler ve son derece önemli iki görevi vardır Bunlardan biri aksiyon potansiyelinin akson boyunca son derece hızla yayılmasını sağlamak, diğeri aksonu çevre nöronların uyarılarından etkilenmesini önlemek amacı ile izole etmektir. Myelinli nöronlarda aksiyon potansiyeli bir 10 ranvier boğumundan diğerine sıçrayarak
11
Nöronlar fonksiyonlarına göre; duyu, motor ve internöronlar (ara nöronlar) olarak sınıflandırılmaktadır. Duyu nöronları reseptörler ile merkezi sinir sistemi arasında (afferent nöronlar), motor nöronlar merkezi sinir sistemi ile effektör organ arasında (efferent nöronlar), ara nöronlar ise merkezi sinir sistemi içerisinde duyu nöronu ile motor nöron arasındaki bağlantıyı kuran nöronlardır Nöronların birbirlerine bilgi aktarımı yaptıkları bölgelere sinaps bölgeleri, iletiye de12 sinaptik
13
SİNAPSLAR VE SİNAPTİK İLETİ Sinaps Sinaps, bir nöronun aksonunun (presinaptik nöron) diğer bir nöronun (postsinaptik nöron) soması, dendritleri veya aksonu ile yaptığı özel bağlantı bölgeleridir. Bir postsinaptik nöronun soması veya dendritlerinde binlerce sinaptik bağlantı bulunabilir. Ayrıca bir presinaptik nöronun aksonu tek bir nöronda sonlandığı gibi çok sayıda nöronla da 14
Sinaptik bağlantı bölgelerinde de presinaptik nöronun sinaptik yumruları, postsinaptik nöron hücre zarı ile arasında 20nm lik bir açıklık kalacak şekilde sonlanmaktadır Bu açıklığa sinaptik kleft=sinaptik açıklık denilmektedir. Sinaptik iletiden sorumlu nörotransmitterler,presinaptik nöronun sinaptik yumrusu içinde bulunmaktadır. 15
Sinaptik İleti Presinaptik nörondaki aksiyon potansiyeli, akson boyunca ilerleyip sinaptik yumrulara ulaştığı zaman, veziküller içindeki nörotransmitterler, ekzositoz ile sinaptik aralığa boşalır, bunu takiben nörotransmitterler, postsinaptik nöron zarında bulunan kendilerine özel reseptörlere bağlanarak, postsinaptik nöronu ya uyarırlar ya da uyarmazlar (inhibisyon). Uyardıkları zaman, aksiyon potansiyeli postsinaptik nöronun aksonu boyunca 16
17
SİNİR SİSTEMİNİN YAPILANMASI Merkezi Sinir Sistemi (MSS) Periferik Sinir Sistemi (PSS) 18
19
MERKEZİ SİNİR SİSTEMİ Merkezi sinir sistemi (MSS) beyin ve medulla spinalis ten oluşmaktadır. Beyin, kafatası kemik sistemi içerisinde, medulla spinalis ise columna vertebralisin (omurga) içinde bulunur ve boyundan başlayarak bel bölgesine kadar uzanır 20
MSS nin beyin bölümü, bünyesinde 6 tane alt grup yapıyı içerir. Bunlar: Cerebrum (beyin), Cerebellum (beyincik), diencephalon (thalamus, hypothalamus), mesensefalon (ortabeyin), pons, medulla oblangata (bulbus) dır. Mesensefalon, pons ve bulbusun üçüne birden beyin sapı bölgesi denilmektedir. Periferik sinirler, MSS'ne m.spinalis ve beyin sapı bölgelerinden giriş ve çıkış yaparlar. 21
Medulla Spinalis Medulla spinalis, sinir dokusu hücrelerinin oluşturduğu, ortalama küçük parmak kalınlığında silindirik bir yapıdır ve 31 bölüme ayrılır. Bu bölümlerin 8 tanesi boyun bölgesinde (cervical), 12 tanesi sırt bölgesinde (dorsal veya thorasic), 5 tanesi bel bölgesinde (lumbar), 5 tanesi sacral bölgede, 1 tanesi ise kuyruk sokumunda bulunur - Refleks merkezi - Otonom hareket devreleri - Beyin-PSS arası iletişim 22
23
Gri Madde (Hücre gövdeleri) Arka kökler (duyu girişi) Ön kökler (motor çıkış) Ak Madde (sinir lifleri-miyelin) 24
Motor nöron gövdesi ile sinaps Ön kökler (motor çıkış) Arka kökler (duyu girişi) 25
Beyin sapı Üst merkezlerle m.spinalis arasında bilgi taşıyan sinir liflerinin geçtiği bir bölgedir. Beyin sapı bölgesinde yaşam için çok önemli vital merkezler adı verilen solunum ve dolaşım merkezleri bulunmaktadır. Boyun kırılmalarında görülen ani ölümlerin nedeni bu merkezlerin harabiyetidir. Vital merkezlere ilaveten öksürme, hapşırma, kusma, emme ve yutma gibi fonksiyonların merkezi de beyin sapındadır. 26
Beyin Sapı Orta Beyin (midbrain) Göz hareketleri, görme işitme sistemlerinin ara istasyonları Pons (köprü) Solunum, beyincik-beyin arası iletişim Medulla (soğan) Soluma, kan basıncı, yutma, kusma vb merkezleri 27
28
Cerebrum Beynin en büyük parçası olup, sağ ve sol hemisfere (yarım küre) ayrılır. Her bir hemisfer; frontal, parietal, temporal ve occipital olmak üzere 4 loba ayrılmıştır Enine bir kesi yapılıp beynin iç yapısı incelendiği zaman, dış kısmında ince bir gri madde, iç bölgede ak madde, ak madde içinde de bazı gri yapıların bulunduğu görülmektedir. Gri alanlar nöron somalarından, beyaz alanlar ise myelinli aksonlardan oluşmaktadır.dış taraftaki gri yapı serebral korteks dir. Ak 29
Sağlı sollu herbir hemisfer için serebral korteksin belli bölgeleri özel fonksiyonlara sahiptir. Bu bölgelere korteks alanları denilmektedir. En iyi bilinenleri, motor, duyu (dokunma, basınç, ağrı, sıcak-soğuk gibi) görme, işitme, konuşma alanlarıdır Bir hemisferdeki somatik duyu alanı ile primer motor alan vücudun zıt tarafı ile bağlantıdadır. Örneğin: Sol bacağın ağrı duyusu, sağ hemisferin somatik duyu alanında algılanırken, sol bacak kaslarına kasılma emri, sağ hemisferin primer motor alanından 30 çıkmaktadır.
Beyin (cerebrum): Limbik Sistem Bazal ganglionlar hareketin kontrolü Limbik sistem Singulat girus hisler Hippokampus öğrenme ve hafıza Amigdala hisler ve hafıza 31
Limbik Sistem Bozuklukları Cluver-Bucy sendromu Hafıza bozuklukları (anterograd amnezi) Yön bulma sorunları Anksiyete bozuklukları Cinsel işlev bozuklukları 32
Basal Ganglionlar Her bir serebral hemisferin ak maddesi içinde gömülü bulunan bu gri madde kütlelerinin, serebral korteks, beyin sapı ve thalamus ile çok sayıda sinaptik bağlantıları olup tam fonksiyonları kesin olarak bilinmemektedir. Bilinen fonksiyonları, serebral korteks ve beyincikle birlikte çalışarak iskelet kaslarının motor aktivitesini düzenledikleri, hareketlerin planlanmasına ve programlanmasına katkıda bulundukları yönündedir. 33 İsteğimizle başlatılan bir çok hareketin daha
Bazal gangliyonların hasarında Parkinson hastalığı şekillenmektedir. 34
Beyin Zarları 35
Beyin kabuğu (korteks): Algılama: İşitme, görme, koku, kaslar ve iç organlardan gelen duyular Akıl yürütme, veri entegrasyonu İstemli davranışların yönlendirilmesi 36
Beyin korteksinin lobları ve birleştirme işlevleri Frontal (önkafa) istemli hareketler, davranışlar, algılama Parietal (yankafa) Duyusal algılama Oksipital (artkafa) Görme Temporal (şakak) koku, işitme ve tat duyuları 37
Beyin Yarımküreleri Sağ Beyin Sentez Bütüncül düşünme Duygular Sanatsal faaliyetler Anlamlandırma Sol Beyin Analiz İndirgemeci düşünme Matematik Planlama Anlama
Beyin patolojileri Kafa travmaları Şizofreni (Schizo-phrenia) Epilepsi Depresyon Alzheimer hastalığı 39
Thalamus Afferent nöronlarla taşınan, koku duyusu dışındaki tüm duyu bilgilerinin toparlandığı ve buradan korteksteki alanlara gönderildiği bir istasyon gibi görev yapmaktadır. Thalamusa duyu bilgilerinin yorumlandığı merkez de denilmektedir. Hypothalamus Anatomik olarak thalamusun alt tarafında 40 yerleşmiş olup, çok sayıda nükleustan
Talamus ve Hipotalamus Hipotalamu - - Talamus: Duyuların ve motor sinyallerin ara durağı Hipotalamus: Vücut sıcaklığı, besin alımı, su dengesi merkezleri; üst endokrin kontrol merkezi! 41
Cerebellum (Beyincik) Herhangi bir hareketin yapılması sırasında, iskelet kaslarımızın birbirleri ile uyumlu ve koordine bir şekilde çalışmaları ve dengemizin korunmasında görev almaktadır. Beyincik bu fonksiyonları yerine getirirken, beyinsapı bölgesi, iç kulak, eklem ve kaslardan gelen proprioseptif duyu bilgileri doğrultusunda çalışmaktadır. Beyincik hastalıklarında; kaslarda gevşeklik, istemli hareketlerin yapılması sırasında ellerde titreme, bir cisme uzanırken uzaklık42ayarının
Beyincik (Cerebellum) - İstemli hareketlerin koordinasyonu-planlanmasıgerçekleştirilmesi; duruşun (postürün) korunması, kafa ve göz hareketlerinin koordinasyonu 43
PERİFERİK SİNİR SİSTEMİ Periferik sinir sistemi 43 çift sinirden oluşmaktadır. Bu sinirlerin 12 çiftini cranial sinirler, geri kalan 31 çiftini ise nervus spinalisler oluşturmaktadır. Periferik sistem, afferent (DUYU) ve efferent (MOTOR) olmak üzere fonksiyon yönünden iki bölüme ayrılır. Motor bölüm de kendi içinde somatik ve otonom olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. 44 Somatik motor olanlar, iskelet kaslarımıza
Otonom sinir sistemi kendi içinde sempatik ve parasempatik olmak üzere ikiye ayrılır 45
Sempatik sistem nöronları m.spinalisin thoracal ve lumbar bölgelerinden çıkar, bu nedenle sempatik sisteme thoracolumbar sistem de denilmektedir. Parasempatik sistem ise craniosacral olarak adlandırılır. Çünkü parasempatik sistem nöronlarının bir bölümünü bazı cranial sinirler (n.vagus, n.occulomotorius, n.glossopharingius, n.facialis) bir bölümünü de m.spinalisin sakral bölgesinden çıkan sinirler oluşturmaktadır. İç organlarda genellikle bu iki sistem46 bir arada
Sempatik sistem genel olarak organizmayı acil durumlara karşı koruyucu ve uyarıcı bir sistem olarak çalışmaktadır. Herhangi bir tehlike veya heyecan verici bir olayla karşılaşıldığı zaman organizmada sempatik sistem aktivitesi baskınlaşır ve kişi kendini tehtit eden olaydan kaçmak için veya savaşmak için hazır duruma getirilir. Böyle bir durumda, kalp hızı artar, deri ve sindirim sistemi damarları daralırken iskelet kaslarının damarları genişletilir. Bunun amacı iskelet kaslarını iyi kanlandırmak, kaçma veya 47 savaşabilmek için güçlü duruma getirmektedir.
48
Sempatik ve parasempatik sistem organlar üzerindeki etkilerini nöronlarından salıverilen nörotransmitterler aracılığı ile yaparlar. Sempatik sistem nöronlarının nörotransmitteri noradrenalin (norepinefrin), parasempatik sistemin ise asetilkolin dir. Asetilkolin salgılayan nöronlara kolinerjik nöronlar, 49
REFLEKSLER Refleksin tanımı, reseptörlerin uyarılmaları ile effektör organlarda oluşan istem dışı yanıtlar olarak yapılmaktadır. Örneğin, sıcak bir objeye dokunduğumuzda elimizi aniden çekmemiz refleks bir yanıttır. Reflekslerin oluşmaları sırasında sinirsel impulslar refleks arkı adı verilen anatomik bir yolu izler. Refleks arkında; reseptör, afferent nöron, bir merkez, efferent nöron ve effektör organ vardır 50
51
Refleks merkezi, m.spinalisten başlayarak serebral kortekse kadar (serebral korteks dışında) MSS yapılarından herhangi biri olabilir. Örneğin, patella refleksinin (bir çekiç ile diz kapağının altındaki tendona vurulması sonucunda bacağın dizden aşağı bölgesinin aniden yukarıya hareketi) merkezi; m.spinalistir. Göz bebeklerinin (pupil) ışığa karşı refleks yanıtlarında (kuvvetli ışıkta daralmaları, az ışıkta genişlemeleri) merkez; mesencephalondur. Refleks merkezinin m.spinalis olduğu refleksler 52
/// 53