Yaşayan her canlının vücudunu veya başka bir deyişle iç ortamını dış etkenlere karşı değişmeyecek şekilde tutulmasına homeostazi denilmektedir. Homoestazinin sağlanması canlılığın devamı için çok önemlidir. Homoestazinin sağlanmasında sinir sistemi ve endokrin sistemi birlikte çalışır.
- Endokrin sistemi kana hormon salgılayarak yavaş ve uzun süreli bir kontrol oluşmasını sağlar. Endokrin sistemi hayvanlarda bulunduğu gibi bitkilerde de bulunur.
- Sinir sistemi elektriksel iletim sayesinde hızlı ve kısa süreli bir kontrol oluşmasını sağlar. Sinir sistemi sadece hayvanlarda bulunur.
Homoestazinin etkili bir şekilde sağlanması için yukarıdaki iş bölümü etkili ve gerektiği kadar yapılmalıdır. Endokrin ve sinir sistemine bu yüzden DENETLEYİCİ ve DÜZENLEYİCİ SİSTEM de denilmektedir.
Sinir Hücresi: Nöron
Sinir sistemi nöron adı verilen sinir hücrelerinden oluşmaktadır. Nöronlar vücudumuzu saran bir ağ gibidir. Uyarıların algılanmasını ve iletilmesini sağlar.
Canlıda hücre veya sistem düzeyinde davranış değişikliğine sebep olan her türlü duruma uyarı denir. Uyarı sonucu sinir hücrelerinde meydana gelen her türlü elektrokimyasal değişime implus denir.
Nöronun Yapısı
Embriyonik dönem sonucunda gelişimini tamamlayan nöronlar bölünme yeteneğini kaybeder, yani embriyonik dönemden sonra bölünerek çoğalamaz. Sinir hücresinin hücre zarının nörolemma, sitoplazmasına nöroplazma denir. Sinir hücre yapısı üç alt kısımda incelenir:
- hücre gövdesi
- dendritler
- akson
Hücre Gövdesi
Nöronlarda hücre gövdesi yapısında; çekirdek, golgi, bol sayıda mitokondri ve granüllü endoplazmik retikulum bulundurur. Hücre gövdesinde sentrozom bulunmaz. Ayrıca hücre gövdesinde hücre iskeletini oluşturan nörofibriller vardır. Hücre gövdesinden dendrit uzantıları ve akson çıkışı gözlemlenir.
Dendritler
Dendritler hücre gövdesinden çıkan uyarı toplayan bölüme denilmektedir. Aksonlara göre boyca kısa ve ince olmakla birlikte nöronda çok sayıda dendrit bulunur. Dendritlerin çok sayıda olması nöronun diğer çok sayıda başka nöronlardan veri almasını sağlar.
Akson
Hücre gövdesinden çıkan, uzun, kalın olan uzantıdır. Akson için gerekli maddeler hücre gövdesinde sentezlenir. Üzerinde etrafını bir kılıf gibi saran schwann (şıvan) hücreleri vardır. Bu hücreler aksonu sararak besler, korur, onarır. Aksonların görevi nöron tarafından üretilen impulsun transferini sağlamaktır.
Bazı sinir hücrelerinde schwann hücreleri miyelin maddesini üretir. Miyelin kılıf yağ ve proteinden oluşan bir yapıdır ve nöronların impuls iletim hızını ciddi ölçülerde (genelde 10 kat) artmasını sağlar. Miyelin kılıf akson boyunca kesintiye uğrayarak boğumlanır. Bu boğumlara ranvier boğumu denilir.
Akson uçları birden fazla hücreye aynı anda iletim sağlanması amacıyla birden fazla sinaptik uç ile sonlanır.
Nöron Çeşitleri
Nöronlar duyu (getirici) nöronlar, ara (bağlantı) nöronları ve motor (götürücü) nöronlar olmak üzere üç sınıfta sınıflandırılır.
Duyu (Getirici) Nöronlar
İç organlardan veya duyu organlarından alınan bilgiyi merkezi sinir sistemine (örneğin beyne) getiren nöronlar bu sınıfta incelenir. Duyu nöronlarında dentrit yoktur, sadece akson bulunur. Duyu nöronlarına getirici nöronlar da denilmektedir.
Ara (Bağlantı) Nöronlar
Merkezi sinir sisteminde bulunan nörondur. Ara nöronlar, duyu nöronlarının beyne getirdiği bilgiyi işler, anlamlandırır, oluşturduğu yanıtı motor nörona iletir. Ara nöronlar insanda tüm nöronların yaklaşık %99’unu oluşturur. Bir işin karmaşıklığına göre o iş için kullanılan ara nöron sayısı değişir. Karmaşık işlerde kullanılan ara nöron sayısının artması, yapılan işin uzun sürmesine neden olur.
Motor (Götürücü) Nöronlar
Merkezi sinir sisteminden aldığı bilgiyi hedef organa veya dokuya ileten nöronlara motor nöronlar denir. Motor nöronlara götürücü nöronlar da denilmektedir.
Glia Hücreleri
Sinir sisteminde nöronlara yapısal ve işlevsel desteklik sağlayan yardımcı hücrelere glia hücreleri
denir. Glia hücreleri beş çeşittir.
- Mikroglia: Sinir sisteminde fagositoz yaparak savunmayı sağlar.
- Schwann Hücreleri: Çevresel sinir sistemi nöronlarında miyelin kılıfı oluşturur.
- Oligodendrositler: Merkezi sinir sistemi nöronlarında miyelin kılıfı oluşturur.
- Ependim Hücreleri: Merkezi sinir sisteminin boşluklarını örter. BOS sıvısı üretimini ve akışını düzenler.
- Astrositler: Madde alışverişini düzenler, kan-beyin bariyeri oluşturarak zararlı maddelerin girişini engeller.
İmpuls Oluşumu ve İletimi
İmpulsun oluşması için hücrenin içi ve dışı arasındaki elektrik farkı kullanılır. Basit düzeyde bu durum şu şekilde açıklanabilir: Hücrelerin içerisinde veya dışarısında katyon ve anyon barındıracak şekilde iyonlar bulunur. Bu iyonların farklı elektriksel yükleri vardır ve hücreler bu elektrik yükü farkını elektriksel potansiyel olarak kullanabilir. Potansiyel fark sayesinde bir yönden enerji harcanmadan madde geçişi olurken tam tersi yönden aktif taşımayla (yani enerji harcanarak) madde geçişi sağlanır.
İmpulsun oluşması yukarıdaki prensibi kullanır ve bunu sodyum-potasyum pompası olarak isimlendirilir. Sodyum potasyum pompasının impuls iletimine etkisi şu şekilde gözlemlenir:
- Polarizasyon: Dinlenme durumunda yani herhangi bir uyartı göndermeyen bir sinir hücresi zarının yapısı; hücre dışı “+” ve hücre içi “-” olacak şekilde bir potansiyel farka sahiptir. Bu fark sodyum-potasyum pompası sayesinde korunmaktadır. Bu duruma polarizasyon evresi denir. Polarizasyon evresinde yapının korunması için aktif taşıma yapılır, yani enerji harcanır.
- Depolarizasyon: Hücre zarının akson kısmında bulunan kısımları elektriksel değişime duyarlı voltaj kapılı iyon kanalları bulunmaktadır. Bu kanallar sayesinde gerekli şartları sağlayan uyartılar yakalanabilir. Yakalanan uyartı sayesinde hücre zarındaki sodyum-potasyum pompası kısa süreli bozuluma uğrar ve kutuplaşma denizdeki dalgalara benzeyen bir yapıda akson boyunca ilerlemeye başlar. Bu evreye depolarizasyon denir. Depolarizasyon evresi pasif taşıma ile gerçekleşir.
- Repolarizasyon: Hücrenin tekrar impuls iletebilmesi için hücre zarındaki elektriksel durumun tekrar ilk haline dönmesine repolarizasyon denir. Repolarizasyon evresinde yapının eski haline dönmesi için aktif taşıma yapılır, yani enerji harcanır.
Ya Hep Ya Hiç Kuralı ve Eşik Değer
Nöronda impuls oluşmasını sağlayan en düşük uyarı şiddetine eşik değer denir. Nöronlar eşik değerinin altındaki uyarılara tepki vermez; eşik değere eşit veya eşik değerden yüksek uyarılara ise tüm gücüyle cevap verir. Bu duruma ya hep ya hiç kuralı denilmektedir.
Sinir hücresinde impuls oluşabilmesi için; sinir hücrelerinin eşik değeri geçen bir uyartıyla uyarılması gerekmektedir. Eşik değeri geçen her bir uyartı için sinir hücresi maksimum tepki verir; uyartı şiddetinin artması, impuls şiddetinin artması anlamına gelmemektedir.
- Nöronlarda uyartının iletim yönü her zaman;
- “Dendrit –> Hücre Gövdesi –> Akson –> Sinaps –> Dendirt (diğer sinir h.)“
- yönündedir.
- Uyartının taşınması her zaman;
- “Uyartı -> Duyu Nöronları -> Merkezi S. Sistemi -> Motor Nöronlar -> Tepki”
- şeklindedir.
NOT: Ya hep ya hiç kuralı tek sinir telinden oluşan sistemlerde, kas telinde ve kalpteki nöronlarda yukarıdaki şekildeki gibi çalışmaktadır. Ancak çok fazla sinir ve kas sisteminin birlikte çalıştığı sistemlerde (örneğin kas liflerinde) ya hep ya hiç kuralına uyulmamakta ve impuls şiddeti değişebilmektedir.
Sinapslarda İmpuls İletimi
Aksonların sinaptik ucu başka bir nöronun gövdesine bağlantı yapar ve bu bağlantılara sinaps denilmektedir. Sinapslardan salgılanan nörotransmitter maddelerle iki nöron arasındaki iletişim sağlanır.
Sinapslarda seçici direnç durumu söz konusudur. Yani sinapslara gelen her impuls nörona iletilmez. Bu sayede vücudun her impulsa tepki vermemesi bu sayede de yorulmaması sağlanır. Akson ucundan salgılanan nörotransmitter maddeler, impulsun geçişini engelliyorsa durdurucu sinaps; iletimi kolaylaştırıyorsa kolaylaştırıcı sinaps adını alır. Görevi biten nörotransmitter maddeler hidroliz edilerek parçalanır veya geri emilim sayesinde ortamdan uzaklaştırılır.
