REK181 B5 Sinir sistemi
advertisement
REK181 ANATOMİ & FİZYOLOJİ KONU 5 Sinir Sistemi ŞÜKRAN NAZAN KOŞAR Hacettepe Üniversitesi Spor Bilimleri Fakültesi, Rekreasyon Bölümü Egzersizde Beslenme ve Metabolizma Anabilim Dalı 1 Dersin İçeriği A. Sinir sisteminin fonksiyonları B. Sinir sisteminin organizasyonu A. Merkezi sinir sistemi B. Periferik sinir sistemi C. Sinir dokusu hücreleri – Nöronun yapısı – Nöron çeşitleri – Nöronda sinir iletimi • İstirahat membran potansiyeli • Aksiyon potansiyeli • Hep ya da hiç kuralı D. Nöronlar arasında sinir uyarısı iletimi • Sinaps • Nörotransmiter maddeler • Eksitatör ve inhibitör postsinaptik potansiyeller (EPSP ve İPSP) 2 • Uzaysal (spatial) ve zamansal (temporal) iletim SİNİR SİSTEMİNİN BAŞLICA YAPILARI 3 SİNİR SİSTEMİNİN FONKSİYONLARI 1. Vücut iç ortamının kontrolü – Sinir sistemi endokrin sistemle işbirliği halinde çalışır 2. İstemli hareketin kontrolü 3. Omurilik reflekslerinin programlanması 4. Hafıza ve öğrenme için gerekli deneyimlerin özümsenmesi 4 SİNİR SİSTEMİNDE BİLGİNİN İŞLENMESİ Duyusal girdi Bütünleştirme Sensor Motor çıktı Effektör Periferal sinir sistemi (PSS) Merkezi sinir sistemi (MSS) 5 SİNİR SİSTEMİNDE BİLGİNİN İŞLENMESİ 1. Duyusal fonksiyon – Duyu reseptörleri bilgiyi toplar – Bilgi MSS’ne ulaştırılır 2. Bütünleştirme Fonksiyonu – Duyusal bilgiler kullanılarak, • Hisler • Düşünceler • Hafıza • Kararlar oluşturulur 3. Motor fonksiyon – Kararlar doğrultusunda hareket edilir – Kararlar efektör organlara ulaştırılır 6 SİNİR DOKUSU HÜCRELERİ 1. NÖRONLAR 2. NÖROGLİAL HÜCRELER – PSS’de • Schwan hücreleri • Uydu hücreler – MSS’de • Astrositler • Oligodentrositler • Mikroglial hücreler • Epandimal hücreler 7 NÖRON’UN YAPISI Başlıca bölümleri: 1. Soma (hücre gövdesi) 2. Akson 3. Dentrit Diğer önemli yapılar: • Schwan hücresi • Myelin kılıfı • Ranvier düğümü 8 NÖRONLARIN ELEKTRİKSEL AKTİVİTESİ • Nöronlar “Uyarılabilen Dokular”dır – İrritabilite: dentrit ve sinir hücresi gövdesinin uyarana (stimulus) karşı yanıt verebilme ve bu yanıtı sinir uyarısına dönüştürebilme özelliğidir – İletkenlik: sinir uyarılarının akson boyunca iletilmesidir NÖRON ÇEŞİTLERİ Nöronların, büyüklüğü ve şekli ile sahip oldukları akson ve dentrit sayısı farklılık gösterebilir. A. Yapılarına göre nöron çeşitleri 1. Multipolar nöronlar 2. Bipolar nöronlar 3. Unipolar nöronlar B. Fonksiyonlarına göre nöron çeşitleri 1. Afferent (duyu) 2. Efferent (motor) 3. İnternöron (ara nöron-bütünleştirici) 10 NÖRON ÇEŞİTLERİ Multipolar nöronlar •Nöronların %99’u •Çok sayıda uzantıya sahip •MSS’deki nöronların çoğu Bipolar nöronlar •İki uzantılı •Göz, kulak, burun Unipolar nöronlar • Tek uzantı • PSS’nin gangliyonları • Duyusal 11 Unipolar nöronların dentriti olan reseptörlere örnekler 12 NÖRONLARIN FONKSİYONEL ROLLERİNE GÖRE SINIFLANDIRILMASI 1. Aferent (duyusal) nöronlar 2. İnternöronlar (ara nöronlar) 3. Eferent (motor ) nöronlar 13 NÖRONLARIN FONKSİYONEL ROLLERİNE GÖRE SINIFLANDIRILMASI 14 NÖROGLİYAL HÜCRELER PSS ve MSS’nin gliyal hücreleri farklıdır. PSS MSS 1.Schwann Hücreleri 1.Oligodentrositler 2.Uydu Hücreler 2.Astrositler 3.Mikrogliyal hücreler 4.Epandimal hücreler 15 PSS’nin Nörogliyal Hücreleri 1. Schwann Hücreleri – Myelinli periferal nöronlarda bulunan myelin maddesini üretirler – Sinir iletimini hızlandırır 2. Uydu Hücreler – Nöron hücre gövdesi topluluklarını (gangliyon) desteklerler 16 MSS’nin Nörogliyal Hücreleri Beyin veya spinal kordun sıvı dolu boşluğu Nöron Epandimal hücre Astrosit Oligodentrosit Mikrogliyal hücre Kılcal damar 17 MSS’nin Nörogliyal Hücreleri 1. Astrositler – – – – MSS Fazla iyonları elimine eder Sinaps oluşumunu başlatır Nöronları kan damarlarına bağlar 2. Oligodentrositler – MSS – Myelin üretirler 3. Epandimal hücreler – MSS – Siliaları bulunur – Spinal kordun merkezindeki kanalı örter – Beyin ventriküllerini örter 4. Mikrogliyal hücreler – MSS – Fagositoz yaparlar 18 BEYİN VE SPİNAL KORDTA GRİ VE BEYAZ CEVHERİN DAĞILIMI 19 AKSONLARIN MİYELİNLENMESİ Beyaz cevher • Miyelinli aksonları içerir • Sinir yolları (traktus) olarak bilinir Gri cevher • Miyelinsiz yapıları içerir • Hücre gövdeleri, dentritler 20 SİNİRLER ARASINDA UYARI İLETİMİ: SİNAPS Sinir uyarıları bir nörondan diğerine sinapsta, pre-sinaptik nörondan post-sinaptik nörona iletilerek geçer. KİMYASAL SİNAPSTA UYARI İLETİMİ Animation: Chemical Synapse http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter14/animation__chemical_synapse__quiz_1_.html http://www.youtube.com/watch?v=rWrnz-CiM7A 22 KİMYASAL SİNAPSTA UYARI İLETİMİ 23 KİMYASAL SİNAPSTA UYARI İLETİMİ Animation: Transmission Across a Synapse http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter14/animation__transmission_across_a_synapse.html 24 AKSON BOYUNCA SİNİR UYARISI İLETİMİ http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter14/animation__the_nerve_impulse.html 27 DİNLENİK MEMBRAN POTANSİYELİ 28 DİNLENİK MEMBRAN POTANSİYELİNİ BELİRLEYEN FAKTÖRLER http://www.youtube.com/watch?v=P2hxGVL25OU 29 DİNLENİK MEMBRAN POTANSİYELİNİ BELİRLEYEN FAKTÖRLER • Dinlenik membran potansiyeli – Dinlenik durumda, nöronlar negatif yüklüdür – Membran üzerindeki iyon (Na+, K+, Cl-) konsantrasyonu dinlenik membran potansiyelini belirler • Dinlenik membran potansiyelinin büyüklüğünü etkileyen faktörler – Plazma membranının farklı iyonlara karşı geçirgenlik düzeyi – Hücre içi ve hücre dışı iyon konsantrasyonları arasındaki fark Hücre tipine göre DMP Nöronlarda DMP : -100 ile -40 mV : -75 ile -40 mV 30 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+ AKSİYON POTANSİYELİ Aksiyon potansiyeli • Yeterince kuvvetli bir stimulus nöron membranına ulaştığında membran geçirgenliğinde değişikliğe yol açar • Hücre membranı Na+‘nın hücre içine girmesine izin verir • Sodyum iyonları hücre içine girer ve hücre içi ortamı pozitif yükler (hücre depolarize olur) • Depolarizasyon eşik noktasına ulaştığında aksiyon potansiyeli gerçekleşir 32 AKSİYON POTANSİYELİ Yeterince güçlü bir stimulus Membran geçirgenliğinde artış Membranda depolarizasyon Depolarizasyon eşik noktası Aksiyon potansiyeli Aksiyon Potansiyeli Animasyon: Aksiyon potansiyeli http://bcs.whfreeman.com/thelifewire/content/chp44/4402002.html SİNİR UYARISININ İLETİMİ • Aksiyon potansiyeli oluşur oluşmaz sinir aksonu boyunca bir seri iyon değişimi gerçekleşir • Böylece sinir uyarısı akson boyunca iletilir • Bu iletim miyelinli liflerde ranvier düğümleri aracılığı ile gerçekleşir Depolarizasyon ANİMASYON Myelinli ve myelinsiz liflerde uyarı iletimi The Schwann Cell and Action Potential http://www.youtube.com/watch?v=DJe3_3XsBOg 36 REPOLARİZASYON • Membran geçirgenliğindeki değişiklik, dinlenik membran potansiyelini restore eder • Birbirini izleyen depolarizasyonlar arasında çok kısa bir bekleme süresi vardır 1. Bu bekleme sırasında, membran geçirgenliğinde potasyuma karşı artış olur • Potasyum hızla hücre dışına çıkar ve hücre içini negatif yükler 2. Depolarizasyon uyarısını takiben hücre membranındaki Na+ kapıları kapanır, • Hücre içine Na+ girişi yavaşlar, hücre içine pozitif yük girişi azalır 37 REPOLARİZASYON 38 Hep ya da Hiç Yasası • Aksiyon potansiyeli bir kez oluştuktan sonra sinir aksonu boyunca voltajında düşüş olmaksızın iletilir • Bir sinir uyarısı, oluştuğu noktada ne kadar kuvvetli ise akson boyunca aynı düzeyde devam eder NEUROTRANSMİTTERLER VE SİNAPTİK TRANSFER • Uyarıcı (Excitatory) postsinaptik potansiyeller (EPSP) – Depolarizasyona yol açar: depolarizasyon eşik noktasına ulaşabilir veya ulaşamaz – EPSP’nin eşik noktasına ulaşma yolları: 1. Temporal sumasyon (Zamansal birikim): Aynı presinaptik nörondan kısa sürede ard arda gelen EPSPs’lerin toplamıdır (~50 EPSP) 2. Spatial sumasyon (Uzaysal birikim): Farklı presinaptik nöronlardan gelen EPSPs’lerin toplamıdır (~50 EPSP) • Inhibe edici (Inhibitory) postsinaptik potansiyeller (IPSP) – Hiperpolarizasyona yol açar (hücre içi negatif yükü artar) Animasyon: Temporal ve spatial sumasyon http://entochem.tamu.edu/neurobiology/index.html http://www.youtube.com/watch?v=v5_ynMBgt88 Başlıca Nörotransmitterler 1. Uyarıcı nörotransmitterler • Asetilkolin • Parçalayıcı enzimi asetilkolinesteraz • Norepinefrin • Dopamin • Serotonin 2. İnhibe edici nörotransmitterler • Gama aminobütrik asit (GABA) • Glisin Başlıca Nörotransmitterler • Asetilkolin: Nöromüsküler kavşağın nörotransmiter maddesidir • Serotonin: Beyin hücrelerini etkileyerek uyku, duyu algısı, ısı düzenlemesi ve duygusal durumu düzenler • Norepinefrin: Beynin duygu, rüya ve uyanıklıkla ilgili bölümlerini etkiler • Dopamin: Beynin duygularla ilgili bölümündeki özel nöronlarda bulunur • GABA : Beyindeki en yaygın inhibitör sinyaldir • Endorfinler: Ağrı algısını azaltırlar • Nöromodulatör: Hedef nöronlardaki membran yanıtlarını artıran ya da azaltan maddelerdir UZAYSAL VE ZAMANSAL BİRİKİM 45 POSTSİNAPTİK POTANSİYELLERİN POSTSİNAPTİK NÖRONUN TETİKLEYİCİ BÖLGESİNDE BİRİKİMİ 46 AKSİYON POTANSİYELİNİN İLETİMİ 47 SİNİR SİSTEMİNİN ORGANİZASYONU 49 SİNİR SİSTEMİNİN ORGANİZASYONU 50 SİNİR SİSTEMİNİN ORGANİZASYONU 51 SİNİR SİSTEMİ FONKSİYONLARI Aşamalı potansiyel Sinir aksiyon potansiyeli Kas aksiyon potansiyeli 52 PERİFERİK SİNİR SİSTEMİ • 31 çift spinal sinir • 12 çift kranial sinir PERİFERAL SİNİRİN YAPISI SOMATİK SİSTEM • Spinal korda giden ve spinal korddan gelen sinirler • Kas hareketlerini kontrol eder • Somatoduyuşsal girdiler • İstemli hareketler ve refleks hareketler – İskelet refleksleri Somatik Sinir, Motor Sinir ve Motor Ünite • Somatik Sinirler – Periferik sinir sisteminin iskelet kasları ile ilgili olan sinirler • Motor Sinir – İskelet kaslarına sinir uyarılarını ileten somatik sinire motor sinir denir • Motor Ünite – Bir motor sinir ve bu motor sinirin sinir kaynağını sağladığı (inerve ettiği) tüm kas liflerinden oluşan birim Otonom Sinir Sistemi İki bölümü vardır: – Sempatik – Parasempatik İstemsiz hareketleri kontrol eder – Kalp atımı – Kan basıncı – Solunum – Terleme – Sindirim Düşünce ve duygusal durumla etkilenebilir Otonom sinir sisteminin parasempatik (sol) ve sempatik (sağ) bölümleri Merkezi Sinir Sistemi Sempatik Sistem Sempatik Sistem Beyin Gözbebeği genişlemesi Tükürük salgısı uyarımı Bronşlarda gevşeme • “Savaş ya da kaç” yanıtı Spinal kord Tükürük bezleri Akciğerle • Adrenalin ve noradrenalin Kalp atım hızında artış salgılar Aktivitelerini azaltır • Kalp atım hızı ve kan Sindirim organları Pankreas basıncını artırır Glikoz yapımı uyarımı • İskelet kaslarına kan Adrenalin ve noradrenalin salgılaması akımını artırır Mesaneyi gevşetir • Sindirim fonksiyonlarını inhibe eder Kalp Sempatik ganglia Erkeklerde ejakülasyon uyarımı Karaciğer Adrenal bezler Böbrek Parasempatik Sistem • “Dinlen ve sindir” sistemi Merkezi Sinir Sistemi Parasempatik Sistem Beyin Gözbebeklerini küçültür Tükürük salgısını uyarır Spinal kord Bronşları daraltır • Enerjisini koruması ve Kalp atım hızını yavaşlatır saklaması için vücudun sakinleşmesini Aktivitelerini uyarır rahatlamasını sağlar • Kalp atım hızı, solunum ve Safra kesesi aktivitesini uyarır Safra kesesi kan basıncını düşürür Mesanenin kasılmasını uyarır Üreme organlarının ereksiyonunu uyarır Sempatik ve Parasempatik Sinir Sistemi Farklılıkları Sempatik Sistem (uyarılma) Pupillaları genişletir Azaltır Nemlendirir Artırır Etkilediği Bazı Organlar GÖZLER TÜKÜRÜK SALGISI DERİ SOLUNUM Parasempatik Sistem (rahatlama) Pupillaları daraltır Artırır Kurutur Azaltır Hızlandırır KALP Yavaşlatır İnhibe eder SİNDİRİM Stimüle eder Stres hormonlarının salgısını artırır ADRENAL BEZLER Stres hormonlarının salgısını azaltır DUYUSAL BİLGİ ve REFLEKSLER • Duyusal bilgi – İç ve dış ortamda oluşan değişiklikler hakkında MSS’nin bilgilendirilmesi • Reseptör – İç ve dış ortamda oluşan farklı tipteki enerji değişikliklerini sinir uyarısı enerjisine dönüştüren duyu organlarıdır • Kas-iskelet sistemi reseptörleri – Kemoreseptörler • Kas ve çevresinde meydana gelen kimyasal değişikliklere duyarlı reseptörlerdir – Kinestetik reseptörler/proprioseptörler • Kas iğciği • Golgi tendon organı • Eklem reseptörleri Proprioseptörler: Kas İğciği • Kas gerimi ve boyunda meydana gelen değişikliklere duyarlıdır • Refleks hareket yoluyla daha kuvvetli bir kas kasılmasını başlatır Proprioseptörler: Golgi Tendon Organı • • • • Kas geriminde oluşan değişikliklere karşı duyarlıdır Duyarlık düzeyi daha düşüktür Refleks hareket yolu kasılan kasın gevşemesini sağlar Yaralanmalara karşı koruyucu rol oynar Proprioseptörler: Eklem Reseptörleri • Tendon, ligament, periost, kas ve eklem kapsülünde bulunurlar • MSS’ne eklem açısı, eklem hareket hızı, ivmesi ve basınç • nedeniyle oluşan deformasyon hakkında bilgi verirler Bazı eklem reseptörleri: Pacini organı, kraus soğanı, ruffini organı Refleksler: Refleks Ark Şekil 9.13 Refleks ark: duyu reseptöründen MSS’ne ve MSS’den effektör organa giden sinir yollarını içerir. Refleksler: Çekme Refleksi Refleksler: Çekme Refleksi Şekil 9.15 Çekme refleksinde uyarılan koldaki fleksör kaslar kasıldığında, diğer koldaki ekstansör kaslar da kasılır. • http://humanbody.homestead.com/NervousSyste m.html 70
