Sinir Sistemi

SİNİR SİSTEMİ
Santral sinir sistemi [(SSS) (beyin ve spinal kord)] ve perifenal sinir
sistemi olarak ikiye ayrılmaktadır. Temel fonksiyonu, elektrik impulslarının
iletilmesidir.
Nöronların sayısı 1011–1012 arasındadır. Elektriksel ileti, sinapslarda kimyasal
ileti (nörotransmitter sistemi) şeklinde diğer sinir hücresini, kas hücresini veya
salgı bezini uyarmaktadır.
Bir sinir hücresi kendisine ulaşan uyarının şiddetini artırma kapasitesi olan
birçok dendritten oluşmaktadır. Birçok sinir hücresinin 10 000 girdi ve aksonal
çıktı kapasitesi bulunmaktadır. Serebellum hücreleri 200 000 aksonal çıktı
alabilmektedir. Bir sinir hücresi akson boyunca elektriksel iletiyi hiç kayba
uğratmadan iletebilmektedir. Bu yalıtma görevinde miyelin fonksiyon
görmektedir. Bu nedenle demiyelinazyon birçok hastalığa neden olmaktadır.
Uyarılar sinir hücrelerinde yapısal değişikliklere yol açmaktadır. Nöral
aktiviteyi etkileyen çok sayıda ilaç ve toksin bulunmaktadır.
1
A. Sinir sisteminin ileti fonksiyonu
- Sinir impulsu
Bütün hücrelerde membran boyunca potansiyel farkı (iç tarafta negatif)
bulunmaktadır. Sinir uyarısı, aksiyon potansiyeli olarak adlandırılan ve
aksonun en uç noktasına kadar iletilen elektriksel ileti, sinapslarda
nörotransmitterler aracılığı ile kimyasal iletiye çevrilmektedir.
Bu kimyasal ileti, diğer sinir hücresinde elektriksel iletiyi başlatmaktadır.
Nörotransmitterler sinapslarda sentezlenerek veziküllerde depolanmaktadırlar.
Sinir sisteminde bilginin iletimi, elektriksel ileti→kimyasal ileti→ şeklinde
tekrarlanarak sürmektedir. Bu fonksiyon farklılığı membranda bulunan
özelleşmiş iyon kanalları sağlamaktadır.
Diğer hücre membranlarındaki iyon kanalları polarize olabilmekte, fakat
elektriksel iletiyi yayamamaktadır.
2
- Dinlenmede membran potansiyeli
Ekstrasellüler (ESS) ve intrasellüler (ISS) sıvı anyon ve katyonları
farklılık göstermektedir.
İyonların hücre içi ve dışında eşit olmayan dağılımı ile lipofilik
membranlardan hidrofilik iyon geşişlerinin iyon kanalları ile kontrol edilmesi,
dinlenme membran potansiyelinin oluşmasını sağlamaktadır. İyonların
konsantrasyon grandientlerine göre geçişlerine izin veren kanallardan birisi
olan K+ kanalından K+, hücre dışına çıkmaktadır. ∆K+kontrol edilerek hücreye
göre -70 ve -100mV arasında değişen membran potansiyeli dengede
tutabilmektedir. ( ~- 75mV). İç tarafı pozitif, dış tarafı negatif olan membranın
her iki tarafında katyon (Na+, K+) ve anyon (CI-, HCO-3 ve proteinat-)
etkileşimleri ile elektriksel nötralite dengelenmektedir.
3
- Sinir hücresi membranı
Sinir hücrelerinde K+ kanallarının yanı sıra Na+ kanallarıda
bulunmaktadır. Na+ iyonları hücre içine girebildiği için nöron membran
potansiyeli daha az negatif (-60mV) olabilmektedir. Na+, K+ giriş- çıkışının
düzenlenmesinde görevli membrandaki Na+-K+ ATPaz sistemi, hücre dışına
Na+, çıkışını, hücre içine ise K+ girişini sağlamaktadır. (Na+/K+= 3/2). Bu
değişimde ATP hidrolizi ile sağlanan enerji, beyinde toplam enerji
tüketiminin %50 kadarını oluşturmaktadır.
- Nöronal eksitasyon
Sinir hücreleri depolarize (< -45mV) ve hiperpolarize (< -90mV) olmaktadır.
Bir akım veya uyarıcı nörotransmitter ile uyarılan sinir hücresinde membran
potansiyelinin azalması sonucu membranda başlatılan aksiyon potansiyeli
(AP), aksonlar boyunca en uç noktaya kadar iletilmektedir. Na+kanallarının
geçirgenliğinin artırılması sonucunda depolarizasyon, Na+ kanallarının
kapatılması ve K+kanallarının açılması ile repolarizasyon sağlanmaktadır.
Dinlenme sırasında sinir hücre mebranının K+ geçirgenliği, uyarı durumunda
ise Na+ geçirgenliği geçici olarak 600 kat artmaktadır.
Uyarılan sinirde membran potansiyeli (-60mV),eşik potansiyel değerine
(-45mV) azalmakta ve voltaja duyarlı Na+ girişi ile membran potansiyeli
pozitif (+30mV) olmakta ve aksiyon potansiyeli akson boyunca yayılmaya
başlamaktadır. Na+hücreye alındığında aksonal mebrandaki komşu bölge
depolarize olarak uyarılmakta ve Na+ kanallarının açılmasını sağlamaktadır.
4
5
- Sinapslar
Aksonların en uç bölgeleri olan sinapslarda elektriksel ileti, kimyasal
iletiye çevrilmektedir. Sinir hücresi ile kas hücresinin bağlantıları ise
nöromüskuler bağlantı yerleri (motor plak) olarak adlandırılmaktadır. Bir sinir
hücresi, akson son ucu ile sonraki sinir hücresinin ana gövdesi (soma)
arasındaki sinaptik aralık ile bağlantı halindedir. Presinaptik bölgeden salınan
nörotransmitterler ile oluşan kimyasal ileti postsinaptik bölgeye iletilerek
sonraki hücrede elektriksel ileti başlatmaktadır.
Bir sinaptik ileti uyarıcı veya inhibitör etkide olabilmektedir. Uyarıcı veya
engelleyici özellikleri bulunan nörorantransmiterlerin etkileri çok karmaşık bir
mekanizma ile yürütülmektedir. Uyarıcı etkili depolarizasyon veya inhibitör
etkili hiperpolarizasyon nörotransmiterlerin doğaları tarafından
belirlenmektedir.
6
- Depolarizasyon dalgalarının aksonal hareketi
Sinir demetleri arasında elektriksel iletinin birbirine karışmadan yayılması,
miyelin kılıf sayesinde sağlanmaktadır. %70 kadarı lipit (kolesterol,
galaktolipit, fosfolipit) olan miyelin glial hücreler tarafından
sentezlenmektedir. Lifleri çevreleyen lipoprotein lipoprotein tabakası olan
miyelin yapısı nedeni ile iyonları geçirmemektedir. İzolatör görevi bulunan
miyelin tabakası, uyarı iletiminde aktif rol oynamamaktadır. Çok iyi izolatör
olan miyelin kılıf, akson boyunca 1,5 mm aralıklarla yerleşen Ranvier
boğumlarında kesintiye uğramaktadır. Aksiyon potansiyeli atlayarak ilerlediği
bu boğumlarda voltaja duyarlı Na+ kanalları yerleşmiştir. Bu şekilde uyarı
miyelinsiz sinirlere göre daha hızlı iletilmekte ve ATP tüketiminde tasarruf
sağlamaktadır.
B. Kimyasal iletim ve nörotransmiter sistemleri
Nörotransmiterler sinir sisteminde fizyolojik ve psikobiyolojik homeostazın
sağlanmasında rol oynamaktadır.
Presinaptik bölgede sentezlenen (bazıları somada) ve veziküllerde depolanan
nöroransmiterler elektriksel uyarı sonucu (lokal [ Ca+2]artmasıyla
kuvvetlendirilir) parçalanan vezikülerden ekzositoz yoluyla sinaptik aralığa
salınmaktadırlar. Postsinaptik membranda (bazı durumlarda presinaptik
membranda ) özgül reseptörlere bağlanan nörotransmiterler uyarıcı
(depolarizasyon) veya inhibitör (hiperpolarizasyon) etki oluşturmaktadır.
7
Reseptörler, iyonotrofik ve metabotrofik olarak iki sınıfa ayrılmaktadır.
iyonotrofik reseptörler nörotransmitter bağlanmasıyla voltaja duyarlı Na+
kanallarının açılmasına aracılık etmektedirler. Metobotrofik reseptörler ise
spesifik protein kinazları aktifleyerek cAMP veya inozitol trifosfat üzerinden
etkili olmaktadır.
Amino asitler ve türevleri merkezi ve periferal sinir sisteminde uyarıların
adenilat siklaz aracılığı ile aktarılmasından sorumludur. Beyindeki bileşikler
sinaptik transmisyonu inhibitör etkidedirler. Gamma γ- amino bütirik asidin
(GABA), taurin ve alaninin inhibitör, glutamik ve aspartik asidlerin ise uyarıcı
etkileri bulunmaktadır. Nötral asidler inhibitör, asidik olanlar ise uyarıcı etki
göstermektedirler. Nöral spinal korda inhibitör olan glisin ile metabolik olarak
ilişkide olan asetilkolin, merkezi sinir sisteminde nörotransmiter olarak görev
yapmaktadır. Fenilalanin ve tirozin (epinefrin ve norepinefrin), triptofan
(serotonin) ve histidin (histamin) türevleri olan aromatik aminler
nörotransmitter olarak kullanılmaktadır. Düz kas kasılması ve
vazodilatasyonunda etkili olan P maddesi polipeptid yapısındadır.
- Norepinefrin
Uyarıcı etkili olan norepinefrin presinaptik noradrejenik nöronlarda
Oluşmaktadır. Norepinefrin dopa ve dopamin ara metabolitleri üzerinden
tirozinden sentezlenmektedir.
Sinaptik boşlukta 3-metoksi-4 hidroksifenilglikole (MHPG) metabolize
olmakta veya presinaptik nörona geri alınmaktadır. Presinaptik nöronda
sitoplazmikmonoamino oksidaz (MAO) ile metabolize olmakta ve tekrar
norepinefrin sentezlenmektedir. Kan-beyin engelini geçen MHPG idrarla
atılmaktadır.
- Dopamin (inhibitör)
Enzimleri bulunmayan dopaminergenik nöronlardan salgılanmaktadır.
Dopamin reseptörlerinin sayısı 5–7 arasındadır. Homovanilik aside metabolize
olarak idrarla atılmaktadır.
8
- Asetilkolin
Presinaptik kolinerjik nöronlarda asetil CoA ve kolinden asetilkolin sentezi,
kolin asetiltransferaz tarafından katalizlenmektedir. Nörotransmiter olan
asetilkolin, postsinaptik reseptörlere bağlanmaktadır. Santral ve periferal sinir
siteminin bütün sinapslarının %10 kadarında nörotransmiter olarak görev
yapan asetilkolin sinaptik boşlukta asetilkolin esteraz tarafından
parçalanmaktadır.
-Serotin (5- hidroksi triptamin, 5-HT)
Presinaptik serotoninerjik nöronlarda hidroksitriptofan üzerinden triptofandan
sentezlenen ve uyarıcı nörotransmiter olan serotonin, postsinaptik
hidroksitriptamin reseptörüne bağlanmaktadır. Serotonin ve metaboliti 5hidroksiindolasetik asit (5-HIAA), presinaptik nöron tarafından geri alınmaktadır.
- γ-Aminobütiril asit(GABA)
Beyindeki sinapsların %10–40 kadarında glutamik asidin
dekarboksilasyonu ile sentezlenmektedir. Difüze olarak beyin, beyin sapı ve
spinal kordda bulunan serotonin inhibitör nörotransmiter olarak görev
yapmaktadır. Fenobarbital, valproat ve benzodiazepin gibi ilaçlar postsinaptik
GABA reseptör komplekslerine bağlanabilmektedir.
- Nitrik oksit (NO)
Çeşitli fizyolojik yanıtlara aracılık eden biyolojik sinyal ileticisi nitrik oksidin
(NO) vazodilasyon, immün sistemde tümör ve parazit öldürücü etkileri
bulunmaktadır. Sinir hücresinde NO sentetaz, nöral iletide NO yanıtından
sorumludur. Düz kas hücrelerini relakse ederek korpus kavernozumun
kanlanmasını sağlayan NO penil ereksiyonu uyarmaktadır. Kanda 100
milisaniye kalan, NO, dokularda birkaç saniyede O2 ile tepkimeye girerek nitrit
oluşturmakta ve idrarla atılmaktadır.
- Diğer nötrotransmiterler
Nörotransmiterler arasında
1- glutamat (beyinde uyarıcı etkili)
2- glisin (spinalkordda inhibitör etkili) gibi amino asitler
3- endofrin
4- enkefalin gibi endojen opioidler
5- nöronal yollarda bulunan ağrı iletici P maddesi yer almaktadır
6- karbon monoksit gibi gazlarında nörotransmitter etkili oldukları
gösterilmiştir.
9
C. Sinir hücresi bileşenleri
- Miyelin
Periferal sinir sistemindeki
1- nöronların aksonları
2- dendritleri
3- duyu ganglion hücrelerinin hücre cisimleri
4- nörinemmal (merkezi sinir sisteminin beyaz maddesi) veya Schwann
hücreleri
Tarafından oluşturulan miyelin kılıfı ile kaplanmaktadır. Miyelin kılıfın
protein içeriği %20 kadardır.
 Miyelin lipitleri tüm beyaz maddenin 565 kadarı lipittir. Olgun miyelinde
kolesterol: fosfogliseridler: galaktolipitlerin molar oranı 4:3:2 şeklindedir.
İnsan sinir dokusunda lipitler çeşitli oranlarda bulunmaktadır.
 Miyelin proteinleri Proteolipit ve miyelin bazik proteini iki önemli
proteindir. Merkezi sinir sistemine özgün olan bazik protein, miyelin
proteinlerinin %30’unu oluşturmaktadır. Asidik proteolipit tam olarak
karakterize edilememiştir.
- Sinir büyüme faktörü
Peptid yapıda olan ve submaksiler bezden izole edilen NGF, iki protein ve Zn
ile kompleks oluşturmaktadır. Nöronal plazma membranında spesifik
reseptörüne bağlanarak bilinmeyen bir mekanizma ile etkili olmaktadır.
10
- Glia ve nöronlara özgün proteinler
Çözülebilen iki asidik protein (S–100 ve 14–3–2 ) beyinde diğer organlara
göre 1.000 kat daha fazla bulunmaktadır. Moleküler ağırlığı 21.3kDa olan ve
iki molekül Ca+2 bağlayabilen S–100 proteininin üç alt birimi bulunmaktadır.
Bu proteinin glutamat ve asparat içeriği yüksektir. Nöron-spesifik enolaz
olarak bilinen 14–3–2 proteini gri maddede yüksek konsantrasyondadır.
D. Beyin
Fonksiyonları çok karmaşık olan beyinde mikroskobik olarak farklı tipte çok
sayıda hücre saptanmasına rağmen fonksiyonel olarak açıklanabilen iki hücre
tipi bulunmaktadır. Elektrik uyarılarının iletilmesinde görevli uyarılabilen
hücreler olan nöronlar ile destekleyici glia hücreleri iki önemli fonksiyonel
hücre türüdür. Asttrositler besinsel destek sağlamakta, atıkları beyin omurilik
sıvısına büyük olasılıkla glia hücreleri aktarmaktadır. Nöronlar
bölünememekte, glia hücreleri ise bölünebilmekte ve çoğalabilmektedir.
 Serebrospinal sıvı [ beyin omurilik sıvısı (BOS)]
Beyin ve omurilik, yetişkinde toplam hamcı 150mL olan beyin omurilik
sıvısı içinde bulunmaktadır. Günlük üretim hızı 500mL olan (0.35mL/dak)
BOS sürekli üretilmekte ve tekrar absorbe edilmektedir.
Su CO2 ve O2 dışında BOS ile kan arasında madde alışverişi sınırlıdır (kanbeyin engeli) Beyin ve BOS arsındaki madde alışverişini moleküler ağırlığı,
proteine bağlanma ve lipitte çözünürlük dereceleri gibi faktörler kontrol
etmektedir. Molekül ağırlığının artması ve proteine bağlı olma geçişi
kolaylaştırmaktadır. Ayrıca bazı hastalıklarda bozulan kan- beyin engelini
geçebilen serbest ilaçlar tedavi amacı ile kullanılmaktadır. (Menenjitte
penisilin kullanımı).
Beyine mekanik destek sağlayan serebrospinal sıvı, metabolik atıkların
uzaklaştırılmasında ve kimyasal haberci olarak görev yapan biyolojik aktif
bileşiklerin taşınmasında fonksiyon görmektir. Ayrıca BOS beyin çevresinde
kimyasal ortamı dengede tutmaktır. Bazı bileşiklerin BOS ve plazma
konsantrasyonları farklı, bazı bileşiklerin ise aynıdır.
11
 Beyin metabolizması
a. Beyinde enerji metabolizması Metabolik hızı (uykuda ve uyanık) en yüksek
organ olan beyinin diğer organlardan en önemli farklılığı enerji
depolanmamasıdır. Bu nedenle, sürekli olarak sabit enerji gereksinimi
bulunan beyin enerjisini periferal kan dolaşımından aldığı glukoz ve
oksijenden sağlamaktadır. Vücut kütlesinin %27 kadarını oluşturan beyin
oksijenin %20, Glukozun ise %60 kadarını kullanmaktadır. Serebral kan
akışı kardiak çıktının %15–20 kadarını (100 gr. Beyin için 500mL/dak)
12
oluşturmaktadır. Toplam serebral kan akışı sabit olmakla birlikte bazı
alanlarda da farklılık göstermektedir. Gri maddeye kan akışı beyaz maddeye
göre 3-4 kat fazladır. Farklı işlevlerde (el hareketi, konuşma veya mental)
bölgesel farklılıklar gözlenmektedir.
Beyin enerjisinin 3/2 sini transmembran potansiyelinin
sürdürülmesinde (Na+ –K+ ATPaz gibi transmembran enzimlerin
aktivitelerinin sürdürülmesi) kullanmaktadır. Beyinde glikojen çok az olduğu
için glukoz gereksinimi sürekli olarak kan dolaşımından sağlanmaktadır. Kan
glukoz düzeyinin <50mg/dL olması halinde baş dönmesi, sayıklama ve ölüm
görülmektedir. Normal koşullarda beyin ve diğer sinir hücrelerinin günlük
gllukoz gereksinimi 150gr kadardır. Beyinde glukoz oksidasyonu CO2 ve
H2O ile sonlanmaktadır.
Normal koşullarda enerjisini glukozdan sağlayan beyin, uzun süren açlıkta
keton cisimciklerini kullanmaktadır. Albumine bağlı yağ asitleri kan-beyin
engelini aşamadığı için enerji sağlamada yağ asitleri kullanılamamaktadır.
Beyinde glukoneogenez yapılamadığından ATP oluşumunda amino
asitlerdende yararlanılamamaktadır.
* Karbonhidrat metabolizması. Beyin glukozun %90 kadarını enerji
üretmek için glikoliz ve sitrik asit döngüsü ile CO2 ve suya metabolize
etmektedir. Geri kalan glukoz beyin amino asitleri, lipitleri, nükleik asitleri ve
proteinlerine karkıda bulunmaktadır. Nörotransmitter sentezinde glıtamat ve
GABA daha önemli öncül olmalarına rağmen, glukozun katkısı
bulunmaktadır.
GLUT transport proteinleri her dokuda farklılık göstermektedir. Bu
farklılık her dokunun glukoz metabolizmasının göstergesidir.
13
Hipoglisemide (kan glukozu 18–54 mg/dL) kan dolaşımından beyin
omurilik sıvısına glukoz taşınması yavaşlamaktadır. Beyin omurilik
sıvısından nörona glukoz taşınması hızlı olmakta ve glikoliz ATP üretiminde
hız sınırlayıcı rol oynamamaktadır.
Beyinde kapiller, endotel hücreleri çok sıkı bağlantılıdır.
Kan dolaşımından beyin omurilik sıvısına glukoz aktarılması endoteldeki
transport proteinleri aracılığı ile olmakta ve süreklilik gösteren bazal membran
geçilmektedir. Kandan nöral hücrelere glukoz taşınmasının Km değeri olan 711mM, beyinin glukoz kullanım hızından çok yüksek değildir. Bundan dolayı
kan glukozunun 80–90 mg/dL altına düşmesi beyindeki glukoz metabolizma
hızını önemli derecede etkilemektedir.
Tiamin ( B1 vitamini) eksikliğinde nörolojik yakınmalar pirüvattan asetoasetil
–CoA oluşumundaki yetersizliğe bağlıdır.
Beyindeki hekzokinaz aktivitesi diğer dokulara göre 20 kat fazladır.
Fosfofruktokinaz da diğer dokulardaki gibi glukoz kullanımında etkilidir.
14
Glikolitik enzimler hücre gövdesinde (soma) ve sinaptik fonksiyon için
metabolik gereksinimlerin karşılanması için akson terminallerinde
bulunmaktadırlar.
Bütün beyin hücrelerinde yağ asitleri ve steroid sentezlerinde kullanılmak
üzere NADPH, pentoz fosfat yolundan sağlanmaktadır.
Glikojen deposu çok az olduğundan enerji metabolizmasına katkıda
bulunmamaktadır. Beyin karbonhidrat metabolizmasını doğrudan etkilemeyen
insülin periferal sinir hücrelerinde karbonhidrat metabolizmasını direkt
etkilemektedir.
Beyindeki önemli inozitol içeren bileşiklerin (fosfotidilinozitol) öncülü olan
miyoinozitol, glukozdan sentezlenmektedir.
** Amino asit ve protein metabolizması Beyin amino asit metabolizmasına
aktif olarak katılmaktadır. Nöral dokularda amino asitler sentezinde (>40)
kullanılmaktadır. Metabolizmalrı çok hızlı olduğu için nörotransmiterlerin de
novo sentezlerinde amino asit havuzlarının sürekli desteklenmesi gerekmektedir.
Beyinde glutamat ve aspartat ile türevleri (N- asetil, aspartat, glutamin,
glutatyon, GABA) plazmadan daha yüksek konsantrasyonlarda bulunmaktadır.
Bu amino asitler2-oksoglutarat(glutamat dehidrogenaz ile glutamat) ve
oksaloasetatın (aspartat transaminaz ile aspartat) transaminasyonu ile
oluşmaktadırlar. Öncüllerin her ikisi de sitrik asit döngüsü ara metabolitleridir.
15
Astroglial hücrelerde bulunan glutamin sentetaz ile beyinde glutamattan
glutamin üretilmektedir. Glutamat ve aspartat sentezinde kullanılan amino
grupları dallı zincirli amino asitlerden (özellikle valin) ve sitrat döngüsü ara
metabolitlerden (glukozdan türeyen), karbon iskeletleri ise dallı zincirli amino
asitlerden sağlanmaktadır.
Amino asitlerin transaminasyonu ve beyin AMP metabolizmasından türeyen
amonyum, glutamin yapısına katılmaktadır. Glutamin kana geçmekte veya
nöronal hücrelerde glutamat sentezinde kullanılmaktadır. Nöronal hücrelerde
nöronal glutaminaz izoenzimi ile glutaminden elde edilen glutamat, nöronal
hücrelerde uyarıcı nörotransmiter olarak görev yapmaktadır. Glutamib inhibitör
transmitter olan GABA öncülüdür. GABAerjik nöronlarda glutamin
dekarboksilaz ile dekarboksile olan glutaminden GABA üretilmektedir. Sitrik
asit döngüsüne katılan GABA, tekrar kazanılmaktadır. Diğer hücrelerde önemi
çok az olan GABA mekiği beyinde büyük önem taşımaktadır.
Hiperammonemi sırasında kandan beyine difüze olan amonyak (NH3) nöral
glutaminazı inhibe etmektedir. Beyinde amonyak oluşumunu engelleyen
glutaminazın inhibisyonu, glutamat ve buna bağlı olarak GABA
16
metabolizmasını da engellemektedir. Amonyağın bu etkisi hepatik hastalıkta
letarjinin hiperammonemi ile ilişkili olabileceğini göstermektedir. Beyinde
karbamoil fosfat sentetaz bulunmadığı için üre sentezlenememektedir.
Beyine giren ve beyin hücrelerinde oluşan amino asitler hızla protein
sentezinde kullanılmaktadır. Nöral dokularda protein sentezinde hücre
gövdesindeki sitoplazmik ribozomlarda ve mitokondrilerde yapılmaktadır. Sinir
hücre uçlarında sürekli dönüşüm halinde olan proteinler, aksonal trasportun
akışına göre belirlenmektedir.
Beyin kapillerinde amino asit transportunda rol oynayan ve luminalveya
kontraluminal membranlarında yerleşik en az dört taşıma sistemi bulunmaktadır.
Taşıma sistemlerinden ikisi nötral, biri asidik ve bir diğeri ise bazik amino
asitlerin taşınmasından sorumludur.
***Nükleik asit metabolizması. Beyinde karbamoil fosfat sentetaz
bulunmadığı için CO2, amonyak veya glutamin kullanılarak de novo pirimidin
sentezi yapılamamaktadır. Pürinlerin de novo sentezinde görevli tüm enzimler
beyin dokusunda bulunduğu için pürin sentezi yapılabilmektedir. Pirimidinleri
de novo sentezleyemeyen beyin üridininden UMP, UTP ve CTP oluşturmakta ve
nükleik asit, lipit ve polisakkarid metabolizmasında kullanılabilmektedir. Bütün
pürinler, pirimidinlerin ve türevleri kan- beyin engelini geçerek beyine
girebilmektedir.
Pürinlerin sentezlenebildiği beyinde kurtarma yolu (salvage yolu) önemli yer
tutmaktadır. Guanin, hipoksantin ve adeninden sırasıyla GMP, IMP, AMP
oluşmaktadır. Kurtarma yolu enzimlerinin eksikliğinde şiddetli nörolojik
bozukluklar (hipoksantin- guanin fosforibozil transferaz eksikliğinde Leschnyhan Sendromu gibi) gözlenmektedir.
Diğer dokulardaki gibi nükleik asitlerin temel görevi olan genetik bilginin
depolanması, aktarılması ve hücresel proteinlere translasyonu beyinde ve
nöronal sistemde önemini korumaktadır.
****Lipit metabolizması lipit içeriği bakımından en zengin organlardan olan
beyinde lipitler hücresel ve intrasellüler membranlar ile miyelin kılıfta yaygın
olarak yerleşiktir. Nöronal ve glial membranlarda gri madde, nöronal ve glial
membranlar ile miyelin bileşenleri arasında beyaz nmadde yer almaktadır. Gri
madde ile karşılaştırıldığında beyaz maddenin galaktolipit içeriği yüksek
fosfolipit içeriği ise düşüktür. Beyaz maddede etanolamin fosfolipitlerinin %7580 kadarını oluşturan plazmalojen gri maddede %50 civarında bulunmaktadır.
Yetişkin beyinde lipit bileşiminin sabit olması, lipit dönüşümünün proteinlere
göre daha yavaş olduğunu göstermektedir. Kolesterol, serebrozidler,
fosfotidiletanolamin ve sfingomiyelin yavaş metabolize olmaktadır. Glukoz ve
yağ asitlerinden sentezlenen fosfatidilkolin ve fosfoinozitol daha hızlı dönüşüm
göstermektedir. Kolesterol sentezi hidroksimetil glutaril –CoA redüktaz
aktivitesinin yaşla azalmasına bağlı olarak yavaşlamaktadır. Glukozdan
17
sentezlenen yağ asidleri bazı koşullarda asetoasetat, sitrat ve hatta
asetilaspartattan üretilmektedir.
Yetişkin beyinde toplam serebrozidlerin %90 kadarı miyelin kılıfta
bulunmaktadır. Gangliozidler ise karakteristik olarak nöronal bileşenlerdir.
Doğumdan yetişkinliğe doğru gangliozidlerde iki kat artış görülmektedir.
Lipitler beyinde diğer organlarda olduğu gibi benzer biyosentez ve
katabolizma yollarını izlemektedirler. Katabolik enzimlerden birinin
eksikliğinden kaynaklanan lipit birikimi hastalıkları beyini ve nöronal aktiviteyi
olumsuz yönde etkilemektedir.
E. Beyin-omurilik sıvısı (BOS)
BOS görünümü
Normalde berrak ve renksiz olan beyin omurilik sıvısının görünümünün
incelenebilmesi için en az 1ml BOS sıvısı gerekmektedir. Kan karıştığı
zaman BOS, hafif sarımsı renk (ksantokromi) almaktadır. Subakranoid
kanama veya lumbar ponksiyon sırasında hasara uğrayan damarlar
ksantokromiye neden olmaktadır. Ponksiyon sırasındaki hasardan ileri gelen
renk BOS alındıktan hemen sonra santrifüj edilirse giderilebilmektedir.
Belirgin ksantokromi, kanamadan 2-4 saat sonra sıvı alındığı zaman
gözlenebilmektedir. 500/mm3 eritrosit sayısı pembe veya sarımsı renk
vermektedir. Diğer ksantokromi nedenleri arasında BOS protein içeriği,
hemoglobin ve bilirubin bulunmaktadır. 200/mm3 lökosit beyin omurilik
sıvısında hafif bulanıklığa neden olmaktadır.
BOS proteinleri
Hastalıklarda merkezi sinir sistemindeki yerel üretim veya değişiklikler
nedeniyle BOS protein konsantrasyonu artmaktadır. Kapiller endotel
engelinin bütünlüğünü bozan beyin tümörü, purulent (bakteriyal) menenjit,
serebral infarktüs ve travma gibi hastalıklarda artışa neden olmaktadır. BOS
proteinleri immünoelektroforez yöntemi ile fraksiyonlarına ayrılmaktadır.
IgD,IgA ve IgM (eser miktarlarda IgD ve IgE) temel BOS immünoglobulin
olan IgG konsantrasyonunun artışına beyindeki yerel üretimin fazlalığı yol
açmakta veya hasarlı kan- beyin engelinden dolayı kan dolaşımından
kaynaklanmaktadır. Bunun için albumin indeksi yaygın kullanılmaktadır.
Her laboratuar tarafından belirlenmesi gereken bu indeksin referans aralığı
genelde 0.25–0.85 arasında bulunmaktadır.
18
Kan – beyin engelinde bir değişiklik olmadan bazı hastalıklarda merkezi
sinir sisteminde [( Multilpl skleroz (MS)] IgG üretimi artmakta ve IgG
indeksi üst sınırı aşmaktadır. Kan-beyin engelinin beyin omurilik sıvısına
serum proteinlerinin geçişini engelleyemediği hastalıklarda (inme, tümörler
ve bazı menenjitlerde) IgG indeksi azalmaktadır.
Serum miyelin bazik protein (MBP) konsantrasyonundaki artış,
demiyelizasyonun en önemli göstergesidir. Miyelin bileşeni olan MBP,
multipl sklerozun yanı sıra miyelin hasarının görüldüğü birçok sinir sistemi
hastalıklarında artmaktadır.

20 Ekim 2005 Çarşamba
19