İmpuls iletim hızı

SİNİR SİSTEMLERİ
Her canlı iç ve dış çevrelerinde oluşan olaylara
tepki göstermelidir. Bu sayede yaşadıkları çevreye
uyum sağlayabilirler.
Denetleyici ve düzenleyici sistemler sinir sistemi,
duyu organları ve endokrin sistemden meydana
gelirler.
Bu üç sistem sayesinde canlı kararlı bir iç denge
(homeostasi) oluşturabilir.
Duyu organları dış ortamdan aldıkları
değişiklikleri sinir ve endokrin sisteme
aktarırlar.
 Sinir sistemi değişikliklere kısa süreli ve hızlı
tepkiler verdirirken
 Endokrin sistem yavaş ve uzun süreli
tepkiler oluştururlar.
SİNİRSEL DENETİM
Sinir sisteminde işleyiş:
• Çevresel değişikliği(uyarı) algılama
• Uyarılma sonucu oluşan sinyali (impuls) ilgili
merkezlere iletme
• Uyarıyı değerlendirme
• Uyarıya karşı tepki (cevap) verme
BİR HÜCRELİLERDE SİNİRSEL DENETİM
Bakterilerde dış ortamdaki değişiklikleri hücre
zarında bulunan özel proteinler (almaç)
sayesinde algılarlar. Ökaryot tek hücrelilerde
sitoplazmada bulunan protein yapılı sinir
telcikleri sinirsel denetimi gerçekleştirir.
Paramesyumda bulunan sinir telcikleri sillerin bir
arada koordinasyonlu çalışmasını sağlar.
İp Merdiven Sinir
Sistemi
Radyal
(Işınsal) S.S
Ağsı (Diffus)
Sinir Sistemi
OMURGASIZ HAYVANLARDA SİNİRSEL DENETİM
•
•
•
•
•
•
•
Vücudun tamamını bir ağ gibi sarar, sinir hücreleri birbiri ile
sinaps yapmadan birbirine temas ederler. Bu canlılarda
merkezi sinir sistemi bulunmaz. Uyarının yapıldığı noktadan
uzaklaştıkça tepkinin şiddeti azalır. Buna diffus iletim denir.
Sölenterelerden hidrada görülür.
Ağsı sinir sistemine çok benzeyen
bu sistem biraz daha karmaşıktır
ve daha karmaşık tepkilere olanak
tanır.
Sölentelerelerden deniz yıldızında
görülür.
En basit merkezi sinir sistemi bu canlılarda görülür. Baş
bölgesinde bulunan sinir düğümüne gangliyon denir.
Buradan çıkan sinir telleri karın bölgesinde ip merdiven gibi
uzanırlar.
Halkalı solucanda her halkada bir çift gangliyon ve baş
bölgesinde büyük bir gangliyon bulunur.
Solucanlar, yumuşakçalar, eklembacaklılar ve derisi
dikenlilerde görülür.
Süngerler hariç bütün omurgasız ve omurgalı hayvanlarda sinir sistemi bulunur.
SİNİR HÜCRESİNİN YAPISI VE ÇEŞİTLERİ
 Omurgalılarda sinir sistemi nöron adı verilen
özelleşmiş hücrelerden oluşurlar.
 Bir nöron dentrit, hücre gövdesi ve aksondan
oluşur.
 Hücre gövdesi çekirdek sitoplazma ve
organellerin bulunduğu kısımdır.
 Dentritler hücre gövdesinden çıkan çok sayıda
ince uzantılardır. Dentritler nörona gelen
uyartı alarak hücre gövdesine iletirler.
 Aksonlar hücre gövdesinde çıkan, genellikle
bir tane uzun ve kalın uzantılardır. Aksonlar
hücre gövdesinden aldıkları uyartıyı bir başka
nörona veya tepki organına taşır.
Dikkat
Bir nöronda impuls iletimi her zaman Dentritten
Aksona doğrudur.
Nöronlar gelişimini tamamladıktan sonra
sentrozomlarını attıklarından bölünemezler. Fakat
hasarlar tamir edilebilir.
Nöronların etrafında glia (nöroglia) denilen çok
sayıda hücre bulunur. Glialar;
• Nöronlara besin maddesi sağlama
• Nöronların destekleme
• İyon konsantrasyonunun kontrol etme
gibi görevler yaparlar.
Bazı nöronlarda aksonun etrafını schwann
hücreleri sararlar. Bu hücrelerin salgıladığı lipit
içeren maddeye miyelin denir. Miyelin tarafından
akson etrafında oluşan tabakaya miyelin tabaka
ismi verilir. Miyelin tabaka aksonda izolasyonu
sağlayarak uyarıların (impuls) daha hızlı
ilerlemesini sağlar. Bu nöronlara miyelinli
nöronlar denir. Miyelin taşımayan nöronlar
miyelinsiz nöronlardır.
Schwan hücrelerinin aralarında kalan boşluklara
Ranvier boğum denir.
Miyelinli nöronlar miyelinsiz nöronlara göre
yaklaşık 10 kat daha hızlı iletim yaparlar.
Çevreden alınan uyartıların nöronda oluşturduğu
elektrokimyasal değişime impuls denir.
GÖREVLERİNE GÖRE NÖRONLAR
•
•
•
Duyu (Getirici) Nöronlar: Reseptörlerden aldıkları uyartıları merkezi sinir sistemine ileten
nöronlardır.
Motor (Götürücü) Nöronlar: Merkezi sinir sisteminden aldığı emirleri tepki organına ileten
nöronlardır.
Ara (Merkezi) Nöronlar: Merkezi sinir sisteminde yer alan duyu, ara ve motor nöronları birbirine
bağlayan nöronlardır. Değerlendirme işlemleri burada yapılır.
Reseptör (Almaç)  Duyu Nöronu  Ara Nöron  Motor Nöron  Tepki Organı (Efektör)
UZANTILARINA GÖRE NÖRONLAR
•
•
•
Tek Kutuplu (Unipolar) Nöronlar: Hücre
gövdesinden tek çıkıntı çıkar. Genellikle duyu ve
motor nöronlar tek kutupludur.
İki Kutuplu (Bipolar) Nöronlar: Hücre gövdesinin
iki yanından birer çıkıntı çıkan nöronlardır. İç
kulak, retina ve burunda bulunan duyu nöronları
iki kutupludur.
Çok Kutuplu (Multipolar) Nöronlar: Hücre
gövdesinden çok sayıda çıkıntı çıkan nöronlardır.
Genelde bir akson çok sayıda dentrit bulunur.
Beyinde bulunan nöronlar çok kutupludur.
İMPULS OLUŞUMU
Dıştan veya içten gelen uyartıların sinir hücresinde oluşturduğu elektriksel
ve kimyasal değişime impuls adı verilir.
Nöronda impuls iletimi, hücrenin içi ve dışı arasındaki elektriksel yük değişimi ile sağlanır. Dinlenme
halinde Nöron zarının dış yüzeyinde sodyum iyonlar (Na), iç yüzeyinde ise potasyum iyonları (K) fazladır.
İç yüzeyde anyonların oranı daha fazla olduğundan zarın dışı pozitif (+), iç tarafı negatif (–) yüklü olarak
bulunur.
Dinleme halindeki nöronda dış yüzey (+), iç yüzey
(–) yüklüdür. Bu kutuplaşma haline polarizasyon
denir.
Nöron uyarılınca hücre zarının geçirgenliği artar,
sodyumlar hücre içine ve potasyumlar hücre
dışına çıkar. Hücre içine giren sodyum miktarı
daha fala olduğu için hücre içi (+) hücre dışı (–)
yüklü hale gelir. Bu duruma depolarizasyon denir.
Depolarize haldeki nöron ikinci bir uyarıyı almaz.
İmpuls geçtikten sonra depolarize bölge tekrar
eski haline döner. Sodyum – Potasyum pompası
sodyum iyonlarını dışarı atar, potasyum iyonlarını
içeri alır. Hücre dışı tekrar (+), hücre içi (–) yüklü
hale gelir. Bu duruma repolarizasyon denir.
Dinlenme durumuna geçen bir nöron yeniden
impuls oluşturabilir.
Bir nöronda impulsun başlayabilmesi için
gereken en az uyarı şiddetine eşik şiddeti (eşik
değer) denir. Bu değerin altındaki uyaranlar
impuls oluşturamaz. Sinir hücresi, eşik şiddeti
veya bunun üzerindeki uyartılara karşı
maksimum tepki verir. Bu nedenle bu olaya “ya
hep ya hiç” prensibi adı verilir.
Eşik değer ve üzerindeki uyartılara aynı şekilde
tepki oluşturulur.
!!! Eşik değer üstündeki bütün uyartılara nöronlarda aynı tepki oluşturuluyorsa neden farklı
uyartılara farklı tepkiler oluşturuyoruz?
Eşik değer üstündeki uyartılara nöronda oluşturulan impulsun büyüklüğünü etkilemez. Bütün impulslar
aynıdır. Uyartının şiddeti impulsun hızını ve etkisini değiştirmez. Uyartı şiddeti arttıkça oluşturulan
impuls sayısı arttığı için verilen tepki artar. Tepki impuls sayısına bağlıdır.
Nöronda oluşan impuls sayısını,
 Uyarının şiddeti
 Uyarının frekansı
 Uyarının süresi etkiler.
Bir nöronda impulsun hızı her
zaman sabittir.
Verilen tepkiyi,
 İmpuls sayısı
 Uyarılan nöron sayısı
 Nöronlar arasındaki sinaps
sayısı
 Nöronların dizilişi etkiler.
İmpuls iletim hızı
• Miyelin olup olmaması
• Ranvier boğum sayısı
• Akson çapı
• Sıcaklık (belli bir değere
kadar) etkiler.
SİNAPS
İki nöron arasındaki bölgeye sinaps denir. Sinapslar sadece akson-dentrit arasında olmayıp nöronlar
efektör organ arasında bulunabilir.
DİKKAT!!! Bir sinir hücresinde impuls yönü
dentritten aksona doğru iken, sinapsta impuls
geçiş yönü aksondan dentrite doğrudur..
İmpuls akson ucuna (sinaptik yumru) ulaştığında
akson ucundaki buradaki nörotransmitter
maddeler sinaps boşluğuna bırakılır. Bu maddeler
diğer nöronun dentritlerine ulaştıklarında impuls
diğer nörona aktarılmış olur.
Transmitter maddelerin en önemlileri; asetilkolin,
dopamin, seratonin, histamin ve nöradrenalindir.
Sinapslarda kimyasal iletim vardır. İmpuls
sinapstan geçerken hızı azalır. Bir sonraki sinir
hücresinde tekrar eski hızına döner. İki nokta
arasında Sinaps sayısı arttıkça iletim süresi uzar.
Nörotransmitter maddeler ekzositozla atılırlar.
Bunun için sinaptik yumruda bol miktarda
mitokonri bulunur.
Sinapslar uyartıların ilk değerlendirme ve denetlemenin yapıldığı yerlerdir. Bu sayede impulslar seçilerek,
bütün kaslar ve bezler yerine sadece ilgili kas ve bezler uyarılır. Bu duruma seçici direnç denir. Seçici
direncin oluşumunda kolaylaştırıcı ve engelleyici sinapslar görev alır.
Kolaylaştırıcı sinapslar impulsun bir sonraki nörona geçişini sağlarken, engelleyici nöron bir sonraki
nöronda depolarizasyon oluşturmaz.
Sinaps boşluğuna salgılanan nörotrasmitter maddeler işleri bittikten sonra burada bulunan enzimlerle
parçalanırlar. Böylece yani uyartı için hazır hale gelir.
SIÇRAMALI İLETİM
Miyelinli nöronlarda impuls miyelinsiz nöronlara
göre 10 kat daha hızlı iletilir. Çünkü miyelin kılıfın
oluşturduğu izolasyon sayesinde aksonun her
yerinden yük değişimi gerçekleşmez. Yük değişimi
sadece miyelin kılıfın olmadığı ranvier boğumlarda
gerçekleşir. İmpulsun ranvier boğumdan diğerinde
atlayarak ilerlemesine sıçramalı iletim denir.
HATIRLATMALAR






İmpulsun ilerleme yönü nöronda dentritten aksona doğru iken sinapsta aksondan dentrite doğrudur.
Eşik değer altındaki uyartılara impuls oluşturulmaz. (Ya hep – Ya Hiç kuralı)
Bütün impulslar aynıdır. Değerlendirme merkezleri farklı olduğundan farklı algılanır.
Uyartının şiddeti impuls hızını ve büyüklüğünü etkilemez, impuls sayısını arttırır.
Akson çapı arttıkça impuls iletim hızı artar.
Sinapslar impulsun ilk değerlendirme bölgeleridir
 Sinapslarda impuls hızı azalır.
 Nöronda impuls iletimi sırasında enerji üretimi
ve elektriksel yük değişimi olur. Bundan dolayı
impuls iletimi nöronda elektrokimyasal
olaydır, sinapsta ise kimyasaldır.
 Depolarize haldeki nöron impuls oluşturamaz.
 Sodyum ve potasyumların enerji harcanarak
yer değiştirmelerine sodyum-potasyum
pompası denir.
Bir Sinir Hücresinde İmpuls İletimi Sırasında
•
•
•
•
Oksijen
ATP
pH
Glikoz
Azalır
•
•
•
•
Karbondioksit
Isı
Asitlik
ADP
Artar
İNSANDA SİNİR
SİSTEMİ
İnsanda sinir sistemi MERKEZİ SİNİR SİSTEMİ ve ÇEVRESEL SİNİR SİSTEMİ
olmak üzere iki kısımda incelenir.
MERKEZİ SİNİR SİSTEMİ
Merkezi sinir sistemi impulsların değerlendirildiği ve karara bağlandığı bölgelerdir.
Beyin ve Omurilik merkezi sinir sisteminin elemanlarıdır.
Beyin ve omurilik çok iyi korunan organlardır. Kemik, zar
ve sıvı olmak üzere üç ayrı korumaları vardır.
Kemik Koruma: Kafatası kemikleri beyni, omurga ise
omuriliği koruyan kemiklerdir.
Zar Koruma:Beyin omurilik zarları olarak bilinir. Kısaca
BOZ ismi verilir. Bu zarların iltihaplaması menejit
hastalığına yol açar.
a) Sert Zar: Kalın ve dayanıklı bir zardır. Kemiklerin
hemen altında bulunur.
b) Örümceksi Zar: Sert zar ile ince zar arasında
bulunur. Ağ gibi bir yapıya bu zarları birbirine bağlar.
c) İnce Zar: Bol kan damarlı ve bütün beyin ve omurilik
kıvrımlarına kadar uzanan bir zardır. Kan damarları
sayesinde beslenme ve gaz alıverişine yardımcı olur.
Sıvı Koruma: Beyin omurilik sıvısı olarak bilinir ve kısaca
BOS olarak adlandırılır. Örümceksi zarın boşlukları bu
özel sıvı ile dolududur. Beyinde kanın süzülmesi ile
oluşur. Özellikler fiziksel darbelere karşı koruma sağlar.
BEYİN
Beyin oldukça karmaşık bir yapıya sahiptir. Beyinde bulunan 10 milyar hücrenin kurduğu bağlantılarla
210 milyar adet bilgiyi işlemek mümkündür
ÖN BEYİN
Uç ve Ara beyin olmak üzere iki kısımda incelenir. Dışta boz madde, içte ak
maddeden oluşur.
A) UÇ BEYİN (BEYİN KABUĞU / KORTEKS)
Beyinin üst kısmını kaplayan kısımdır. Önden arkaya uzanan iki yarıkla birbirinden ayrılır. Yarımküreler
üstten nasırlı cisim altta ise beyin üçgeni ile birbirine bağlanır. Dış kısmı girinti çıkıntılarla kıvrımları
oluşturur. Beyin yarımkürelerini enine ayıran yarığa rolando yarığı denir.
Beyin kabuğu;
• Beş duyu organının değerlendirme merkezidir
• Düşünerek ve isteyerek yapılan her davranışın kontrol merkezidir. ( hafıza, zeka, öğrenme,
değerlendirme, konuşma, yazma, hayal kurma, düşünme, kıyaslama, çıkarımda bulunma ..vs.)
NOT: Uyku halinde işlevsizdir. Beyin yarım küreleri çıkarılan canlı yaşar ancak; dış uyarılara tepkisiz,
hafızasız ve iradesizdir.
Beyin yarım küresi çıkarılmış bir kuş,
• İtilirse yürür.
• Ağzına yiyecek konursa yer.
• Havaya atılırsa uçar.
• Önüne yiyecek konursa aç olsa da yemez.
DİKKAT!!!
Beyin kabuğu beyinde geliştirilebilen tek kısımdır.
Küçük yaşlardan itibaren çeşitli uyarıcılara maruz
kalmış bireylerde kıvrım sayısının arttığı
görülmüştür. Kıvrım sayısının artması hafızayı
arttırdığı düşünülmektedir.
B) ARA BEYİN
Ara beyin talamus, hipotalamus ve hipofizin arka lobu olmak üzere üç kısımda
incelenir.
a) Talamus
Koku duyusu hariç beyin kabuğuna giden impulsların toplanıp gruplandığı bölgedir. Koku duyusu
talamusa uğramadan beyin kabuğuna gider. Uyku halinde görev yapmaz.
b) Hipotalamus
Vücudun iç denge (homeostasi) merkezidir.
• Su dengesinin ayarlanması
• Karbonhidrat yağ mekanizmasının düzenlenmesi
• Açlık tokluk, iştah hisleri
• Heyecan, korku, öfke, kan basıncı durumlarının oluşması
• Uyku düzeni
• Vücut sıcaklığının dengede tutulması
• Eşeysel olgunlaşma hipotalamusun başlıca görevleridir.
Bu görevlerden bazılarını sinirsel olarak kontrol eder. Bazılarını salgıladığı RF (relasing faktör)
hormonları ile hipofiz bezinin kontrolü ile dolaylı olarak yapar.
c) Hipofizin Arka Lobu
Hipotalamusun ürettiği hormonlar buradan salgılanır. ADH (suyun geri emilimini sağlar) ve Oksitosin
(düz kasların kasılmasını sağlar) hormonları hipofizin arka lobundan salgılanır.
ORTA BEYİN
Orta beyin görme ve işitme reflekslerinin bulunduğu merkezdir. Az ışıkta gözbebeklerinin büyümesi ve
çok ışıkta küçülmesi ve çok seste irkilme gibi refleksler orta beyin tarafından kontrol edilirler.
Ayrıca kas tonusu orta beyin tarafından kontrol edilir.
ARKA BEYİN
Beyincik, omurilik soğanı ve Pons olmak üzere üç kısmda incelenir.
a)Beyincik
İki loptan oluşur. Sağ lop vücudun sol tarafını, sol lop sağ tarafını kontrol eder.
Beyincik hareket ve denge merkezidir. İç kulaktaki denge organından
gelen uyartılar burada değerlendirilir. Alkol beyinciği etkilediğinden kas
hareketleri ve denge düzensizleşir. Şeklinden dolayı hayat ağacı
denilmektedir. Balık ve kuşlarda daha gelişmiştir.
Beyinciği çıkarılan
canlılarda kas hareketleri
olur ancak dengesizdir.
b)Pons (Varol Köprüsü)
Orta beyin ve omurilik soğanı arasında bulunan kalın sinir demetlerinden oluşur. Beyinciğin iki yarım
küresini birbirine bağlar. Böylece vücudun sağ ve solu arasındaki koordinasyon pons üzerinden sağlanır.
Sadece memelilerde bulunur.
c) Omurilik Soğanı
Omurilik ve beyin arasında sinirlerin geçtiği köprüdür. Beyin ve omuriliği birbirine bağlar.
Sinirler buradan geçerken çapraz yaparlar. Bu çaprazdan dolayı beyin sağ lobu vücudun sol,
sol lobu vücudun sağ kısımlarını kontrol eder.
Omurilik soğanında
• Solunum, dolaşım, boşaltım, sindirim ve
salgılama ile ilgili merkezler bulunur.
• Kalp atış hızı, metabolizma ve karaciğerin
şeker ayarlaması burada kontrol edilir.
• Soluma, yutma, çiğneme, öksürme,
hapşırma, kusma ve kan damarlarının
büzülüp-gevşemesi gibi reflekslerde
burada kontrol edilir.
Zedelenmesi durumunda ölüm olabilir.
Hayati öneme sahip merkezlerden dolayı
hayat düğümü ismi verilmiştir.
OMURİLİK
Sırt kısmında uzanan 33 adet omur kemiğinden
oluşan omurga kemiği ve zarlarla koruma altına
alınmıştır. Sinir hücrelerinin gövdeleri (boz
madde) ak madde içinde kelebek gibi bir şekil
almıştır.
Boz maddenin ön kanatlarına ön boynuz
(ventral kök), arka kanatlarına arka boynuz
(dorsal kök) denir.
Arka kökten duyu nöronları giriş yapar. Ön
kökten motor nöronlar çıkış yapar.
Omurlardan vücut kontrolü için 31 çift sinir
demeti çıkar.
Görevleri;
•
•
Vücut organlarından beyne giden ve
beyinden vücuda gelen uyartıları iletir.
Refleks hareketlerini yönetir ve denetler.
Refleksler uyarılara karşı verilen kısa ve istemsiz cevaptır. Vücudun savunma sigortası gibi çalışır.
Refleks Yayı
Normal bir reflekste beyine uyartı
gönderilmez, omurilik kontrolünde
gerçekleşir. Duyu nöronun getirdiği
uyartıya merkezi nöron cevap oluşturur
ve motor nöron bu cevabı iletir. Buna
refleks yayı denir. ( duyu nöronu arka
kökten girişi yapar, motor nöron ön
kökten çıkış yapar.)
Bir refleks yayının üyeleri
Reseptör  duyu nöronu  ara nöron
 motor nöron  efektör (kas-bez)
REFLEKS ÇEŞİTLERİ:
a) Kalıtsal Refleksler: doğuştan gelen öğrenmenin etkili olmadığı reflekslerdir. Göz bebeklerinin
küçülmesi, emme, göz kırpma…gibi
b) Öğrenilmiş Refleksler:
Şartlı Refleksler: Bir uyarının tekrarlanmasına bağlı olarak kazılan reflekslerdir. Limon kelimesini duyunca
ağzın sulanması, Pavlov’un köpeği
Kazanılmış Refleksler: Öğrenme sonucu oluşan fakat sürekli tekrardan dolayı otomatikleşen alışkanlıklar
oluşturur. Yüzmek, yürümek, halay çekmek, araba-bisiklet sürmek gibi.
ÇEVRESEL SİNİR SİSTEMİ
Beyin ve omurilik dışında bulunan, vücut organları ile merkezi sinir sistemini arasındaki ilişkiyi sağlayan
sinirlerdir. Beyinden çıkan 12 çift ve omurilikten çıkan 31 çift sinirden oluşur.
SOMATİK SİNİR SİSTEMİ
•
•
Motor ve duyu nöronları ile donatılmıştır.
Nöronların hücre gövdeleri merkezi sinir
sisteminde bulunur. Aksonları ise doğrudan
iskelet kaslarına gider.
• Nöronları miyelinlidir ve çapları büyüktür.
• İsteğimizle çalışan organları (iskelet kaslarını)
idare eder.
• İşlevlerini kaybettiklerinde ilgili kaslar
görevlerini yapamaz ve atrofiye
uğrar.(Körelir.)
Koşma, zıplama, bağırma, resim yapma gibi
beynin kontrolünde olan hareket ve
davranışlarımızı bu sistem yardımıyla yürütürüz.
NOT: Vücudumuzun en uzun siniri siyatik sinir
somatik sinir sistemine dahildir.
OTONOM SİNİR SİSTEMİ
•
•
Sadece motor sinirlerden oluşur.
Omurilik, omurilik soğanı ve hipotalamusta
bulunan merkezlerden kontrol edilir.
• Nöronları miyelinsizdir ve çapları küçüktür.
• İstemsiz çalışan organlarımızı kontrol ederler.
• İşlevlerini kaybettiklerinde hedef yapı
çalışmasını durdurmaz ve atrofiye uğramaz
fakat çalışmasında düzensizlikler görülür.
• Sempatik ve Parasempatik sinir sistemi olmak
üzere birbirine zıt çalışan iki çeşidi vardır.
Mide, akciğer, böbrekler gibi sitemsiz çalışan
organları bu sistem kontrol eder.
NOT: iç organları kontrol eden Vagus siniri otonom
sinir sistemine dahildir.