Sinir Sisteminin Yapı, Görev ve işleyişi

 Sinir Sisteminin Yapı, Görev ve işleyişi

Sinir sistemi, doku ve organlarla bağlantılı olan, dolayısıyla sistemlerin düzenli çalışmasını ve denetimini sağlayan sinir dokudan oluşmuştur.

A. Sinir Doku 

Sinir doku, nöron denilen sinir hücreleri ile ara maddeyi oluşturan nöroglia ya da kısaca glia denilen yardımcı hücrelerden oluşur. Sinir hücresinin zarına nörolemma, sitoplazmasına nöroplazma denir. Nöronlar içten ve dıştan gelen uyarıları alma, değerlendirme ve oluşan cevapları ilgili kas ve bezlere iletme işlevini gerçekleştirir.

Glia hücreleri ara maddenin oluşumundan başka, sinir dokunun beslenmesi, solunumu ve onarminda görevlidir. Sinir sistemindeki hücrelere desteklik sağlar, ortamdaki iyon konsantrasyonunu kontrol ederek nöronların işlevlerini düzenler. Ayrıca pek çok nöronun uzantıları etrafında kılıf oluşturur.

Nöronun Yapısı ve Çeşitleri Bir nöron (sinir); hücre gövdesi, dendrit ve akson olmak üzere üç kısımdan oluşur. 

Hücre gövdesi: Hücrede metabolik devamlılığı sağlar. Hücre gövdesinde çekirdek, mitokondri, golgi ve diğer organeller bulunur ancak sentrozom bulunmaz. Bu nedenle sinir hücreleri bölünme yeteneklerini yitirmiştir. Hücre gövdesinden dendrit ve akson olmak üzere iki tip uzantı çıkar.

Dendrit: Hücre gövdesinden çıkan ve nöronun diğer hücrelerden gelen uyartıları almasını sağlayan çok sayıdaki kısa uzantılardır.

Akson: Hücre gövdesinden gelen uyartıyı diğer sinir hücrelerine veya efektör organlara (kas, salgı bezi, elektrik organi vb.) taşıyan ince, uzun uzantıdır. Gövdeden çıkan akson genellikle tek olarak bulunmasına rağmen akson ucunda birden fazla dallanma olabilir. Akson uçlarından, bir nörondan diğerine ya da tepki organına uyartıların kimyasal yolla iletimini sağlayan nörotransmitter maddeler salgılanır. Pek çok nöronun aksonu etrafında glia hücrelerinden biri olan Schwann (şıvan) hücrelerinin oluşturduğu kılıf bulunur. Buna Schwann kılıfı denir. Schwann kılıfının oluşturduğu katlar arasına yağlı, proteinli, fosforlu maddeler birikerek miyelin kılıf denilen ikinci bir örtüyü oluşturur.

Miyelin kılıf, uyartinin akson boyunca çok hızlı yayılmasını sağlar ve aksonu, çevre nöronların uyarılarından etkilenmesini önlemek amacıyla izole eder. Miyelin kılıfın akson boyunca yaptığı boğumlar Ranvier boğumu adını alır. Ranvier boğumlarında miyelin kılıf bulunmaz. Beyin ve omurilikteki sinirler bulunmaz.

Aksonun uzunluğu, nöronun görevine göre 1mm olduğu gibi 2-3 metre de olabilir. Örneğin, yetişkin bir zürafanın bacağındaki nöron uzunluğu yaklaşık 3 m'dir.

Nöronlar görevlerine göre duyu nöronu, ara nöron ve motor nöron olmak üzere üç gruba ayrılır.

a. Duyu nöronları: Göz, kulak, deri, kas gibi vücudun çeşitli kısımlarındaki reseptörler aracılığı ile alinan uyartılar duyu nöronları ile merkezî sinir sistemine (beyin ve omurilik) taşınır.

b. Ara nöronlar: Duyu ve motor nöronlar arasında bağlantı kurar. Merkezî sinir sisteminde yer alır.

c. Motor nöronlar: Merkezî sinir sisteminden çıkan nöronlardır. Duyu nöronu ya da ara nörondan alinan uyartıları ilgili tepki organına yani efektöre (kas veya iç salgı bezi) taşır.

B. İmpuls Oluşumu ve iletimi

Nöronlar işık, ses, koku gibi çeşitli uyaranlara tepki verecek şekilde özelleşmiştir. Nöron uyarıldığı zaman, hücrede elektriksel ve kimyasal değişiklikler olur. Bu değişikliklere impuls (uyartı) denir.

Bir sinir hücresinde impuls oluşumunu sağlayan en düşük uyarı şiddetine eşik şiddeti veya eşik değer denir. Eşik değerin altındaki uyarılara sinir hücresi cevap vermez. Eşik değerdeki veya üzerindeki uyarılara ise aynı şiddette cevap verir. Buna ya hep ya hiç kuralı denir.

Sinir hücrelerinin uyarılma eşik değeri farklılık gösterir. Bu nedenle birçok sinir hücresinden oluşan bir sinir kordonu ya hep ya hiç kuralına uymaz.

Düşük şiddetteki bir uyarı yalnızca eşik değeri düşük olan sinir hücrelerinde impuls oluşturur. Uyarı şiddeti artırılırsa uyarılan sinir hücresi sayısı ve impuls sayısı artar. Sonuçta beyindeki duyu merkezlerine gelen impuls sayısı da artar. Bu da verilen tepkinin şiddetini belirler. Örneğin, yolda yürürken arkadaşınizin seslenmesine vereceğiniz tepki ile bir çığlık sesine vereceğiniz tepki farklıdır. Çünkü çığlık sesinde uyarılan sinir hücresi sayısının ve dolayısıyla impuls sayısının artması vereceğiniz tepkinin de artmasına neden olur. Ancak belli bir değerden sonra uyarı şiddeti arttırılsa da tepki şiddeti değişmez.

impulsun akış yönü, bir sinir hücresinde dendritten aksona doğrudur. İmpuls, nöron boyunca elektriksel ve kimyasal değişikliklerle iletilir.

İmpulsun sinir hücresinde iletilmesi için enerji gereklidir. Bu enerji solunum reaksiyonları ile sağlanır. Bu sırada glikoz ve oksijen harcanır, karbondioksit açığa çıkar. ATP tüketimi artar ve sıcaklık artışı gözlenir. Bunlar impulsun sinir hücresinden geçerken oluşturduğu kimyasal değişikliklerdir. İmpulsun elektriksel iletimi, aksonon iç ve dış kısmı arasında gerçekleşen iyon değişimleri ile sağlanır. Bu durum iyonların hücre içi ve hücre dışı sivida eşit olmayan bir şekilde dağılımına neden olur. Sinir hücresinin bu konumuna kutuplaşma denir. Miyelinli sinirlerin sadece ranvier boğumlarında kutuplaşma gerçekleşir. Ranvier boğumlarında miyelin bulunmadığından impuls iletimi bir boğumdan sonraki boğuma sıçrayarak ilerler. İmpulsun akson boyunca iletim hızını, aksonun miyelinli olmasının yanı sıra akson çapı da etkiler. Akson çapı ne kadar büyükse iyon akımı o kadar fazla olacağından impuls hızı da artar.

İmpulsun Bir Sinir Hücresinden Diğerine Geçişi

Nöronlar arasındaki impuls iletimi, bir nöronun akson ucundan diğer nöronun dendritine doğru olur. İki nöron ya da nöron ile hedef hücrenin karşılaştığı ve kimyasal iletimin kurulduğu bölgeye sinaps denir. Sinaps bölgesindeki iki hücre aralığı ise sinaps boşluğu olarak tanımlanır.

Aksonun sinaps boşluğunda sonlanan ucuna sinaptik yumru denir. Bu bölgelerde nörotransmitter maddeleri taşıyan ve sinaptik kesecik olarak tanımlanan çok sayıda küçük kesecikler bulunur. Nörotransmitter maddeler asetilkolin, noradrenalin, dopamin, serotonin, histamin gibi kimyasal maddelerdir.

impuls sinaptik yumruya ulaştığında buradaki sinaptik keseciklerden salgılanan nörotransmitter maddeler sinaps boşluğuna dökülür. Nörotransmitter maddeler, hücrenin dendrit zarında bulunan reseptörlere bağlanarak impuls oluşumunu başlatır. Sinir hücresinin dendritinde kimyasal uyarıyla başlayan impuls, akson boyunca elektriksel ve kimyasal değişimlerle ilerleyerek ya komşu sinir hücresine ya da hedef organa ait hücreye ulaşır. İmpuls hedef organa ulaşmış ise tepki oluşur.

impulsun sinapstan geçişi kimyasal yolla olduğundan aksondan geçişinden daha yavaştır. Sinapslar impulsların ilk değerlendirme ve kontrol yerleridir. Sinapsa ulaşan her impuls diğer sinir hücresine geçemez. Değişik sinapslarda değişik boyutlarda direnç görülür. Buna sinaptik direnç denir. Bu olay, sinir sistemi içinde impulsun hangi yönde taşınacağını belirler. Böylece organizma gereksiz şekilde uyarilmamış olur. Örneğin, parmağımıza iğne battığında sadece kolumuzu hareket ettiren kaslar uyarılır ve elimizi çekeriz. Tüm vücut bu olaya tepki vermez. Sinaptik direncin gücü, sinir impulslarıyla ayarlanır.

Bir impuls, diğer impulsun etkisini yok ediyorsa engelleme, gücünü artırıyorsa kolaylaştırma olarak adlandırılır. Bu iki işlem vücudun çalışmasını ayarlayan önemli bir özelliktir. Örneğin, bir kasın kasilması kolaylaştırma ile gerçekleşirken gevşemesi impulsun yok edilmesiyle yani engelleme ile olur. Engelleme ve kolaylaştırma sadece sinapslarda görülür. Bunlar aynı zamanda insanın zekâ, bellek ve öğrenme mekanizmalarının temelini oluşturur. Sinapslardaki nörotransmitter maddeler işlevleri bittiğinde enzimlerle parçalanarak etkisiz hâle getirilir.