Evrensel Ritim

Sinirsel İletim ve Sinapslar

09.12.2019
817
Sinirsel İletim ve Sinapslar

Vücudumuz merkezi sinir sistemi adındaki bir merkez tarafından yönetilir. Beyin ve omurilik tarafından oluşturulan merkezi sinir sistemi vücudumuzda her türlü veriyi işleyen ve yapılması gerekeni organlara bildiren karar verici merkezdir. Örneğin iğne batan parmağınızı aniden çekmenizi sağlayan da gözünüze gelen fotonları anlamlı görüntülere dönüştüren de merkezi sinir sistemidir. Beyin ve omuriliğin bu veri işleme sürecini devam ettirebilmeleri için bütün vücuttan haberdar olmaları gerekir. Aynı şekilde merkezi sinir sisteminde üretilen yanıtların da vücudun gerekli bölgelerine ulaşması gereklidir. Tam da bu noktada devreye çevresel (periferik) sinir sistemi girer. Beyin ve omurilikten çıkarak tüm vücuda dağılan sinirler yönetim merkezine sürekli veri ulaştırır ve gerekli yanıtları da merkezden çeşitli efektör organlara taşır. Bunu da son derece hızlı ve efektif bir şekilde yapar. Parmağa batan çivi örneğinde parmaktaki bilginin önce omuriliğe taşınması ardından oluşturulan yanıtın da parmak ve kol kaslarına ulaştırılarak parmağın geri çekilmesinin sağlanması gerekir. Bütün bu işlemler için harcanan süre ise milisaniyeler düzeyindedir. Peki sinir hücreleri bilgiyi nasıl bu kadar hızlı ve efektif bir şekilde taşır?

Nöronlar ve özellikleri

Nöronlar klasik hayvan hücrelerinden farklı bir yapıya sahiptir. Bu yapısal farklılık yaptıkları iş için özelleşmiş olmalarından kaynaklanır. Nöronlar gövdelerinin bir uzantısı olan dendrit adındaki uzantılara sahiptir. Bu gövde uzantıları nöronun diğer nöronlarla çok sayıda sinaps yapmasına (Beyinde nöron başına 40000 sinaps düşmektedir.) olanak tanır. Ayrıca nöron gövdesinden çıkan ancak genellikle bir adet bulunup dendritlere göre oldukça uzun olan bir uzantı da bulunur. Akson adı verilen bu uzantı sinir hücresinin esas görevi olan impuls iletimi için oldukça uzundur. Onlarca santimetreye ulaşabilen boyuyla sinirsel iletiyi bir yerden diğerine ulaştırır. Bazı nöronların aksonları üzerinde lipit ve proteinden meydana gelen bir kılıf bulunur. Miyelin kılıf adı verilen bu yapı sinir hücresinin impuls iletim hızını 10 kata kadar (120 m/s) arttırabilir. Özellikle hızlı iletime ihtiyaç duyan somatik sinirler üzerinde miyelin kılıf bulunur.

Bu hücre yapılanmasında dendritler ve hücre gövdesi bilgiyi alan akson ise ileten konumundadır. Yani dendrit ve hücrenin gövdesi ile alınan uyarı akson boyunca akson terminaline ve sinapsa kadar iletilir.

Standart bir nöronun yapısı.

Glia Hücreleri

Nöronlar yaptıkları iş gereği vücut için son derece önemli hücrelerdir. Ayrıca bölünerek sayılarını arttıramazlar. Bu sebeple nöronlar optimum koşullarda çalışmalı ve olabildiğince korunmalıdır. Bu amaçla glia adındaki destek hücreleri daima nöronların yanındadır. Glia hücreleri nöronların beslenmesinde ve sinir iletiminde oldukça önemli olan iyon dengesinin sağlanmasında görev alır. Ayrıca akson çevresindeki miyelin kılıfın oluşumu ve BOS (beyin omurilik sıvısı) salgılanmasından da glia hücreleri sorumludur. Merkezi ve periferik sinir sistemi farklı tipte glia hücrelerine sahiptir. Merkezi sinir sisteminde astrosit, oligodendrosit, ependim ve mikroglia hücreleri bulunurken periferik sinir sisteminde manto hücreleri, schwann hücreleri ve enterik glialar bulunur.

Sinir hücrelerinin 10 katı kadar bir sayıya sahip olan glia hücreleri sinir sisteminin düzgün çalışmasında hayati bir rol oynar. Bu hücrelerin pek çoğu Alzheimer gibi nörodejeneratif hastalıklarla da ilişkilendirilmiştir.

Nöronda İmpuls İletimi

Sinir hücreleri iletecekleri uyarıyı öncelikle reseptör hücrelerden veya diğer sinir hücrelerinden alırlar. Alınan uyarı dendrit ve somanın ardından aksona iletilir ve akson boyunca ilerleyerek akson terminaline ulaşır. Nöronun ilettiği her bir uyarıya impuls adı verilir.

Nöronda impuls iletimi elektriksel olarak gerçekleşir. Nöron aksonunun dışında kalan ekstrasellüler alanda Na+, akson plazmasında (aksoplazma) ise K+ konsantrasyonu yüksektir. Bu iyonların farklı konsantrasyonlarda bulunması hücrenin içi ile dışı arasında bir potansiyel fark meydana getirir (-70 mV). Nöron dinlenme halindeyken bu elektriksel potansiyeli sürekli enerji harcayarak korur (polarizasyon). Bu potansiyel farkın sürekli var olması nöronun gelecek bir uyarıya her an hazır olmasını sağlar.

Nöron uyarıldığında aksonda impulsun iletilmesi amacıyla bir takım iyon geçişleri gerçekleşir. Aksonun uyarılan bölgesinde (genellikle başlangıcı) açılan Na+ kanallarının sayesinde Na+ hücre içine girer (depolarizasyon). Ardından açılan K+ kanalları K+’un hücre dışına çıkmasına neden olur (repolarizasyon). Gerçekleşen bu iyon geçişleri hücre zarının o bölgesinde elektriksel potansiyelin tersine dönmesine yani hücre içinin pozitif hücre dışının negatif olmasına neden olur. Hücreye Na+ girişiyle +40 mV’a kadar ulaşan membran potansiyeli hücreden K+ çıkışıyla tekrar eski haline döner. Oluşan iyon değişimleri Na+ ve K+ pompalarının çalışmasıyla başlangıçtaki duruma getirilir. Meydana gelen bu elektriksel değişim akson boyunca tekrarlanarak yayılır. Akson terminaline ulaştığında ise son bulur. Hücrede depolarize olan bölgeler hızlı bir şekilde repolarize hale getirilerek hücrenin gelebilecek yeni bir uyarıya karşı hazırlıklı olması sağlanır. Nöronda membran potansiyelinin iyon geçişleri ile aniden yükselip düşmesi aksiyon potansiyeli olarak tanımlanır.

Akson boyunca impuls iletimi 120 m/s’ye varan hızlarda gerçekleşebilmektedir. İmpulsun iletim hızı nöronun miyeline sahip olması ve nöron çapıyla doğru orantılı olarak artar. Buna karşın impulsun güçlü veya zayıf iletimi söz konusu değildir. Eğer nörona ulaşan uyarı nöronun sahip olduğu eşik değerin üzerinde ise nöron maksimum şiddette impuls oluşturur. Uyarı eşik değerin altında ise nöron uyarıya yanıt vermez. Bu durum nöronda ya hep ya hiç prensibi (all or none) olarak adlandırılır.

Sinaptik İleti ve Özellikleri

Sinaptik ileti sinirde elektriksel olarak taşınan uyarının başka bir sinir ,kas veya salgı bezi hücresine  iletilmesidir. Nöronun akson terminali ile diğer bir nöron veya efektör hücre arsındaki bağlantı sinaps adını alır. Sinaptik ileti elektriksel olarak ya da çeşitli kimyasallar vasıtasıyla gerçekleşebilir.

Elektriksel sinapslar birbirine çok yaklaşmış iki hücre arasındaki düşük dirençli kanallardan (konnekson kanalları) oluşur. Bu kanallar özellikle iyonlara geçirgendir. Bu sayede nöronun akson terminaline ulaşan impuls iyon geçişleriyle diğer hücreye aktarılır.

Kimyasal sinapslar sinir sistemindeki sinapsların büyük bir bölümünü oluşturur. Kimyasal sinapslar bir presinaptik eleman (nöron akson terminali), bir postsinaptik eleman ve bu ikisi arasındaki çevreden yalıtılmış bir sinaptik boşluktan oluşur. Presinaptik nöronun akson terminaline ulaşan impuls dışarıdan nörona Ca+2 girişine neden olur. Hücre içindeki bu Ca+2 artışı akson terminalindeki veziküllerde depolanmış halde bulunan kimyasalların sinaptik boşluğa ekzositoz ile salınımını sağlar. Presinaptik nöron tarafından salgılanan nörotransmitter adındaki bu kimyasallar postsinaptik hücrenin membranında bulunan kendine özgü reseptörlerce algılanır. Sonuç olarak presinaptik hücrenin taşıdığı impuls kimyasal olarak postsinaptik hücreye iletilmiş olur. Sürekli etki göstermemesi için nörotransmitter madde sinaptik boşluktan çeşitli yöntemlerle temizlenir.

Sembolik bir kimyasal sinaps.

Kimyasal sinapslardaki iletim nöral impuls iletimine veya elektriksel sinaptik iletiye göre oldukça yavaştır. Ayrıca kimyasal sinapslarda iletim tek yönlü olarak gerçekleşebilirken (dromik) elektriksel sinapslarda iki yönlü iletim mümkündür. Kimyasal sinapsların çok büyük farmakolojik önemleri vardır. Pek çok ilaç etkisini sinapslarda gerçekleşen olayları düzenleyerek gösterir. Nörotransmitterlerin sentezi, salınımı, depolanımı, yıkılımı farmakolojik hedeflerden bazılarıdır.

BİR YORUM YAZIN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.

Copyright-2020 Evrensel Ritim