Nöroanatomi 3 Hafta Summary PDF

VÜCUT FONKSİYONLARI SİNİR SİSTEMİNE GİRİŞ VE SİNİR SİSTEMİ ENDOKRİN SİSTEM ORGANİZASYON Kas kontraksiyonu, hı...

VÜCUT FONKSİYONLARI SİNİR SİSTEMİNE GİRİŞ VE SİNİR SİSTEMİ ENDOKRİN SİSTEM ORGANİZASYON Kas kontraksiyonu, hızla değişen viseral olaylar, bazı sekresyon fonksiyonları gibi Vücudun daha uzun süreli, ani değişmeyen metabolik olaylarından vücudun hızlı aktivitelerini kontrol eder. sorumludur.  Sinir sistemi = afferent girdi + efferent çıktı  Geçmiş deneyimlerde elde ettiği duyusal bilgileri depolayarak, bu bilgileri uygun olduğunda başka sinir impulslarıyla entegre ederek ortak ve yeni bir efferent çıktı oluşturur. SİNİR SİSTEMİ (ANATOMİK OLARAK) Merkezi sinir Medulla spinalis sistemi Encephalon MERKEZİ SİNİR SİSTEMİ PERİFERİK SİNİR SİSTEMİ ANATOMİK BÖLÜMLENME Otonom Spinal sinirler sinirler Medulla Encephalon Kranial sinirler Spinal sinirler Spinalis Ganglionlar Periferik sinir Kranyal sinirler sistemi Otonom sinirler Merkezi s.s. Meningler, cerebrospinal sıvı, cranium ve vertabral kolon tarafından korumaya alınmıştır.  SİNİR SİSTEMİ (FONKSİYONEL) OLARAK) ENCEPHALON Rhombencephalon Mesencephalon SOMATİK SİNİR SİSTEMİ OTONOM SİNİR SİSTEMİ Prosencephalon Myelencephal Medulla Diencephalon Cerebrum Metencephalon( on (medulla Sempatik s.s. Parasempatik s.s. Spinalis/spinal kord (epithalamus, thalamus, Pons,cerebellum) oblangata) Enteric sinir sistemi hypothalamus,subthalamus) (GİS) Somatik sinir sistemi kısmen kontrolümüz dahilinde fonksiyon görür BEYİN SAPI: Medulla oblangata, pons ve mesencephalon birlikte beyin sakı/sapı adını alır. Otonom sinir sistemi ise tamamen kontrolümüz dışında fonksiyon görür. Merkezi ve periferik sinir sitemi boyunca dağılmıştır. Fonksiyonel Bölümlenme OTONOM SİNİR SİSTEMİ Somatik motor Somatik nöronlar (istemli) Somatik duyusal sinir reseptörler ve İskelet kası sistemi nöronlar Merkezi sinir Parasempatik s.s. Sempatik s.s. sistemi Düz kas ,kalp S2-4 encephalon T1-12 Truncus symphaticus Kası,bezler 3, 7, 9, ve 10. Cranial sinirler m.spinalis Otonom Otonomik sinir reseptörler ve sistemi nöronlar Otonomik motor nöronlar (istemsiz) sempatik ve parasempatik  Nöron: Temel ünit (Uyarı doğurma ve iletme özelliğine sahip) İnsan beyninde yaklaşık 100 milyar nöron vardır. Periferik sinirlerin glial hücreleri Schwan hücreleridir. Nöroglia: Destek doku Nöronları birbirine yapıştırdıkları düşünüldüğü için bu isim Bunlar, periferik aksonlarda myelin kılıfı oluşturur ve verilmiştir. gerektiğinde artık maddelerin fagositozunu yapar. MSS’nin birçok yerinde nöronların 10 ila 30 katı glia bulunur. (sinir sisteminin destek ve bağ dokusunu oluşturur, periferik 20% protein and 80 % lipid ve santral sinir sisteminde akson etrafındaki myelin kılıfı yapar, artık maddelerin fagositozu ve iyon dengelerinin korunmasında rol oynar.) Santral sinir sisteminde glial hücreler basitçe, 1. Oligodendrogliositler: SSS aksonlarının myelin kılıfını yapar. 2. Astrositler: Beyin damarlarında endotel hücrelerinin aralarına Mikroglia (=küçük glia) ayaksı uzantılarını (pseudopod) göndererek; «tight junction»lar Gövdeleri küçüktür. Sayıları çok fazladır. yapar ve hücrelerin aralarını kapar. Böylece kan beyin bariyerinin Nöronlar etrafında özellikle aksiyon oluşumuna katkıda bulunur. potansiyeli oluşumu için gerekli iyonik çevrenin düzenlenmesinde rol alırlar. Gap junctions’lar yolu ile iyon ve molekül değişimini kontrol ederler Ayrıca sinaptik aktivite sırasında 3. Mikroglial hücreler: SSS’nin fagositik hücreleridir. Doku oluşan metabolitlerin temizlenmesini sağlarlar. makrofajlarına benzer. Olasılıkla kemik iliğinden gelişerek, beyin En önemlisi makrofaj rolü oynayarak dolaşımı ile sinir sistemine girmektedirler nekrotik ürünleri yok temizlerler.  Nöron: Hücre gövdesi ve tüm uzantılarına verilen isimdir. Duyuların algılanması, motor ve emosyonel cevapların oluşturulması, öğrenme ve hafıza gibi fonksiyonların yerine getirilmesini sağlayan hücrelerdir. Uyarılabilme ve uyarıları iletebilme özelliği olan hücrelerdir. Vücuttaki diğer pek çok hücreden farklı olarak, normal ve olgun nöronlar bölünmez ve çoğalmazlar. Temel olarak 4 bölümden oluşur; Hücre gövdesi (corpus neurale veya soma) Akson (Axon) Dentrit (Dentrium) Sinaptik Terminaller (presinaptik terminaller) NÖRON NÖRON UZANTILARINA GÖRE FONKSİYONLARINA GÖRE BÜYÜKLÜKLERİNE GÖRE Unipolar Multipolar Duyu İnternöron Golgi Tip I Golgi Tip II Bipolar* Motor *Pseudo-unipolar nöronlarda bu gruba dahil edilir.  Unipolar nöronlar: Tek uzantısı hem dentrit hem akson görevi yapan unipolar nöronlar insanda bulunmayıp; vertebrasızlarda bulunur. Bipolar Nöronlar: Bu tür nöronların iki tane uzantısı vardır. Bu uzantılardan periferik olanı nöronun dentriti olup, periferden hücre gövdesine impuls taşır; santral olanı ise nöronun aksonudur ve gelen impulsları santral sinir sistemine taşır. Bipolar nöronların çoğu duyu (retine, kohlea ve olfactor epitelinde bulunur) nöronudur. Pseudo-unipolar nöronlar: Bunlar bipolar nöronları özel bir tipidir. Bu nöronların Multipolar Nöronlar: Merkezi sinir sistemindeki nöronların büyük çoğunluğu hücre gövdelerinden tek bir uzantı çıkar ve bu uzantı iki dala ayrılır. multipolar nöronlardır. Bu tip nöronların bir aksonu ve hücre gövdesinden çıkan çok sayıda dentriti vardır. Bu dentritler başka sinirlerden gelen uyarıyı alarak Bu tip nöronlarda duyu nöronu olup, duyu ganglionlarında bulunur. Pseudo- reseptör görevi görürler. Multipolar nöronlar, dentritleri ve hücre gövdeleri unipolar nöronların periferik uzantıları çeşitli reseptörlerden dokunma, basınç, aracılığı ile ortalama olarak 10.000 kadar nöronla sinaps yapar. ağrı ve ısı gibi duyuları hücre gövdesine taşır. Bu nöronların santral uzantıları ise gelen impulsları medulla spinalise iletir. Merkezi sinir sisteminde bulunan nöronların büyük bir kısmı bu tip nöronlardır. Anaksonik Nöronlar: Az sayıda da olsa, bazı özel duyu organlarında ve beyinde aksonsuz nöron tipleri vardır. Golgi Tip I: 1m veya daha uzun olan aksona sahip nöronlardır. Bu nöronların aksonlar encephalon ve medulla spinalisin uzun lifli tractuslarını ve periferik sinir liflerini oluştururlar. Motor Nöronlar: Merkezi sinir sisteminden gelen impulsları kaslara ve salgı bezlerine iletirler ve periferik Cerebral kortexin pyramidal hücreleri, cerebellar kortexin purkinje hücreleri ve medulla spinalisin motor hücreleri bu gruba girer. yapıların, organların ve sistemlerin çalışmasını merkezi sinir sisteminden gelen uyarılar doğrultusunda, aktive Golgi Tip II: Komşu hücre gövdesinde son bulan yada bütünüyle veya inhibe ederek düzenler. Bu nöronların aksonları, olmayabilen kısa bir aksona sahip nöronlardır. Sayıları oldukça periferik sinir sisteminin efferent bölümünü oluşturur. fazladır. Kısa dentritleri hücreye yıldız şekilli bir görünüm verirler. Motor nöronlar iki grupta yer alır; Cerebral ve cerebellar kortexde çok sayıda bulunurlar. Özellikle inhibitör görev üstlenirler. *Somatik motor nöronlar: İskelet kaslarını inerve ederler. Lifleri periferik sinir sisteminin efferent bölümünü oluşturur. Alfa (α), beta (β) ve gamma (γ) olmak üzere 3 *Visseral motor nöronlar : Organlar, bezler, damarlar tiptir. gibi istek dışı çalışan yapıların aktivitelerini düzenleyen Alfa (α) motor nöronlar : Extrafusel lifleri nöronlardır. Bu nöronlar sempatik veya parasempatik Beta (β) motor nöronlar: İntrafusel lifleri Gamma (γ) motor nöronlar: Hem extrafusel lifleri hem de intrafusel lifleri inerve ederler. olmalarına göre çeşitli visseral fonksiyonları aktive veya inhibe eder. Visseral motor nöronlardan farklı olarak, hormon tabiatında maddeleri sentezleyen ve bunları kan dolaşımına veren nöronlar bulunur. Bunlara Nöroendokrin Hücreler adı verilir. Bu nöronlar salgıladıkları maddelerin bir kısmı hormonların salgılanmasını düzenler, bir kısmı ise direk hormon vazifesi görür. Nöroendokrin hücrelerin salgıladığı hormonlar, vücuttaki bir çok visseral aktivitenin düzenlenmesini sağlar.  *Somatik duyu nöronları: Deriden gelen ağrı, ısı, dokunma ve basınç gibi somatik duyuları alan nöronlardır. Bu duyular, deride Duyu Nöronları: Çeşitli reseptörlerden aldıkları ve yüzeyel fascia içerisinde bulunan serbest sinir sonlanmaları, impulsları merkezi sinir sistemine iletirler. Bu nöronların periferik uzantıları, periferik sinir Meissner ve Pacinian korpüskülleri gibi reseptörlerden alınır. sisteminin afferent bölümünü oluşturur. Bunların dışında kaslarda bulunan kas iğcikleri (muscle spindle), Fonksiyonel olarak 3 gruba ayrılırlar; tendonlarda bulunan Golgi tendon organları, eklem kapsülünde ve derin fasciada bulunan reseptörlerden gelen hareket ile ilgili somatik duyularda vardır. Bu duyularda somatik duyu nöronları tarafından alınır. *Özel duyu nöronları: Görme, koku alma, işitme ve tat alma gibi İnternöronlar: Merkezi sinir sistemindeki özel duyuları alan nöronlardır. Bu tür duyuların algılanmasını nöronların çoğunluğunu internöronlar oluşturur. sağlayan reseptörler özelleşmiş organlarda bulunur, *Visseral duyu nöronları: Organlardan, salgı bezlerinden ve Bu nöronların görevi genel olarak aldıkları damarlardan gelen duyuları alan nöronlardır. Visseral duyular, impulsları merkezi sinir sisteminin içerisinde bir interoceptörler adı verilen reseptörler tarafından alınır. Bu tür nörondan diğerine taşımaktır. Bu nedenle reseptörler organların duvarında, organları saran fascialarda ve damarların duvarlarında bulunur. internöronların uzantıları merkezi sinir sisteminin dışına çıkmaz. İnternöronlar iki gruba ayrılır; *Golgi tip I nöronlar: Bu nöronların aksonları uzun olup, aldıkları impulsları merkezi sinir sisteminin uzak bölgelerine iletirler. *Golgi tip II nöronlar: Bu nöronların aksonları ya çok kısadır ya da yoktur. Bu nöronlar, gelen impulsların çok kısa uzaklıklar arasında iletilmesini ve lokal olarak değerlendirilmesini sağlar. İnternöronlar genel anlamda duyu nöronları ve motor nöronlar arasında yer alır ve gelen duyuları analiz ederek motor cevabın koordinasyonunda rol oynar. İnternöronlar uyarıcı ve inhibe edici özellikte olabilir. Bir uyarıya karşı verilecek motor cevap ne kadar karmaşık ise, duyu nöronları ve motor nöronlar arasındaki internöronların sayısı o kadar fazladır. Bütün hücreler yaşamlarını ve fonksiyonlarını sürdürebilmek için, içinde bulundukları ekstrasellüler sıvı ile alışveriş yapmak zorundadır. Bu madde ve su giriş çıkışları, hücre gereksinimlerini optimum düzeyde sağlamak üzere, hücre zarları aracılığı ile gerçekleşir.  HÜCRE ZARI (PLAZMA MEMBRANI) Bazı protein molekülleri fosfolipid tabakasının Hücre gövdesi ile uzantılarının kesintisiz olan dış sınırını içine yerleşmiştir ve lipid tabakasının içinde bir oluşturur ve nöronda sinir implusunun başlangıcı ile uçtan bir uca uzanarak membrandan inorganik iletiminin oluştuğu yerdir. Elektron mikroskobu altında maddelerin hücreye giriş çıkışlarını sağlarlar. incelendiğinde plazma membranı iki koyu çizgi ile aralarında açık bir çizgi şeklinde görülür. Karbonhidrat molekülleri plazma membranının dış yüzüne tutunurlar glikokaliks (hücre örtüsünü) Çok gevşek dizilmiş protein (2.5nm) moleküllerinden oluşan iç ve dış tabaka ile, bunları ayıran lipidden (3nm; oluştururlar. çift lipit tabaka) oluşan orta tabakadan oluşur. Biyokimyasal olarak hücre zarları yağ, protein ile az miktarda karbonhidrat molekülleri içerir. Plazma membranı ve hücre örtüsü birlikte; bazı iyonların difüzyon yolu ile geçmesine izin veren, fakat diğer bazı iyonların geçmesine izin vermeyen yarı geçirgen (semipermeabl) bir zar oluştururlar. Transport proteinleri, birer transmembran proteini olup iyon kanallarını (por’lar) Lipid molekülleri iyonlar, glikoz ve üre gibi suda eriyen maddelerin geçmesine izin vermeyen bunun yanında yağda oluştururlar. Bu porlar sodyum, potasyum, eriyen maddelerin geçmesine izin veren bir yapıdadır. kalsiyum, klor gibi iyonlar ve glikoz, aminoasitler ve üre molekülleri için özgündür. Oksijen, azot, yağ asitleri, steroid hormonlar gibi küçük nonpolar moleküller; karbondioksit gibi küçük yüksüz polar Protein molekülleri ise suda eriyen maddelerin moleküller ve alkol, yağda eriyerek, zarın lipid bariyerinden geçişine olanak tanır. geçebilirler. Proteinler, polipeptitler gibi çok büyük partiküller hücreye endositoz ile girer ve eksositoz ile hücreden atılır. Daha büyük moleküllerin zardan geçişi endositoz, Endositoz, 2 türlüdür: Nispeten küçük moleküllerin, eksositoz, veya transport proteinleri tarafından ekstrasellüler sıvı ile vezikül oluşturarak hücreye alınmasına, taşınma yollu ile mümkündür. pinositoz; bakteri, hücre veya dejeneratif bir doku gibi daha büyük moleküllerin hücreye alınmasına fagositoz denir.  Organizmada aksiyon potansiyeli bir hücre zarının; Uyarılabilen Hücreler; Elektriksel, hormonal, mekanik veya kimyasal Aksiyon potansiyeli üretebilen yada iletebilen uyaranla uyarılması, hücrelere uyarılabilen hücreler denir. Zarın iki tarafındaki iyon dağılımının değişmesi ve Sinir hücreleri Ortaya çıkan elektriksel potansiyelin akson Kas hücreleri boyunca iletilmesidir. Laboratuvar ortamında ise elektiriksel uyaranla oluşturulur (Ör: Elektroterapi uygulamaları). AKSİYON POTANSİYELİ DÖNEMLERİ; AKSİYON POTANSİYELİ DÖNEMLERİ; Dinlenim (istirahat) dönemi Dinlenim (istirahat) dönemi Depolarizasyon dönemi Repolarizasyon dönemi Hiperpolarizasyon dönemi İyon kanallarının bir kısmı sürekli açıktır. Bunlara Örneğin; sodyum kanallarının çeperleri negatif yüklüdür üstelik çapı difüzyon kanalları veya sızma kanalları da denir. da çok küçüktür. Bu durumda pozitif yüklü sodyum iyonlarının sızma kanalından çok çabuk geçmesi beklenir. İyonlar, yüksek konsantrasyonda bulundukları Ancak sodyum iyonları, bulundukları her ortamda etraflarında bir ortamlardan, düşük konsantrasyonda bulundukları hidrat (su) kılıfı taşır. Bu su molekülü, sodyum çapını büyülterek, ortama doğru, özgün sızma kanallarından devamlı sızma kanalından geçişini zorlaştırır. sızarlar. Ayrıca extrasellüler ortamda bulunan kalsiyum iyonları da, sodyum Ancak iyonların bu geçiş miktarı ve hızı da bazı kanallarının ağzında bir pozitif yük birikimi yaparak ve pozitif yüklü sodyum iyonunu iterek kısmen sodyum geçişini zorlaştırır. temel fiziksel ve kimyasal şartlardan etkilenir. Bazı iyon kanalları kapalıdır. Ligand bağlı kapılar ise, ya extresellüler bir hormon Kapılar, zara uygulanan bir voltaj veya zar reseptörüne veya nörotransmitterin ya da intrasellüler kalsiyum, bağlanan bir ligand’ın (nörotransmitter veya hormon) syslic AMP (c-AMP), lipid veya G proteinlerinden birinin aktivasyonu ile açılır ve kapanır. kanallara bağlanması ile açılır. Kapıların açılması halinde artık iyonların sızmasından değil, büyük miktarlarda geçişinden bahsedilir. Her iyonun özgün Bu esnada kapılı-kanal proteininde bir şekil değişikliği ligand-bağımlı veya voltaj-bağımlı kapıları vardır. veya kimyasal bağlarında bir kovalent değişiklik ortaya çıkar ve özgün iyonuna karşı binlerce kat geçirgen Ör: sodyum voltaj bağımlı kanalları -50, -55mV’da, olur. Potasyumun voltaj bağımlı kanalları +30, +35Mv’da açılır. Genel olarak bütün hücrelerde dinlenim (stimüle edilmemiş) fazında; İyon dağılımındaki bu farklılık istirahatte; Hücre içinde: potasyum iyonları ve zardan geçemeyen protein, fosfat, ve sülfat iyonları bulunur. Sinir hücresi zarında -70/-80mV, Hücre dışında ise: sodyum, kalsiyum, klor, magnezyum, bikarbonat gibi İskelet kaslarında -90mV, iyonlar, glikoz ve aminoasitler daha fazladır. Bazı düz kas ve kalbin ‘uyarı doğuran’ hücrelerinin zarında -50/-55mV gibi bir potansiyel fark yaratır. Polarizasyon İstirahatte -70 mV Buna istirahat membran potansiyeli (İMP=dinlenim zar potansiyeli) denir. Buna göre uyarılabilir hücrelerin membran potansiyelleri -40 ile -100mV (-) arasında değişmekte, bir uyarı geldikten sonra bu potansiyelin tersine (+) dönerek bir aksiyon potansiyeli oluşturması bu hücrelerde büyük bir K + : 150 mmol/L değişim yaratmaktadır. K + : 5 mmol/L Na + : 15 mmol/L Na + : 150 mmol/L Cl- : 9 mmol/L Elektriksel olarak uyarılma özelliği olmayan bez hücreleri, eritrositler gibi Cl- : 125 mmol/L hücrelerde ise istirahat membran potansiyeli -10/-20mV kadardır. Pr-, PO4- , SO4 - Hücre Dışı Hücre İçi Uyarılabilir hücrelerde İMP’ni oluşturan başlıca; Na, K, CI ve Membranın 2 yüzü arasındaki potansiyel farkı az olan hücreler hücre içinden dışarı çıkmayan protein anyonları ve Na-K (ör: sinir), potansiyel farkı çok olan hücrelere göre (ör: iskelet pompasıdır. kası) daha kolay uyarılır. Buna göre kalp ve bazı düz kas Hücre içi K miktarı dışına göre 35 kat fazladır. Bu nedenle hücrelerinin herhangi bir uyarıya bile gereksinim duymadan sızma kanallarından hücre dışına sızma eğilimindedir. Bu hücreye pozitif yük kaybettirir. otomatik olarak uyarı doğurabilmesinin nedeni; Bu hücrelerin çok düşük olan İMP farkı, spontan olarak sızan Ca veya Na Na ise hücre içine nazaran hücre dışında 10 kat fazladır. Fakat etrafındaki hidrat kılıfından dolayı hücre içine akması gibi pozitif iyonlarla kolayca ateşleme seviyesi olan (-55mV) zordur bu nedenle hücre içinin pozitiflik kazanmasını katkıda düzeyine ulaşabilir. bulunmaz.. Hücre içindeki protein, sülfat ve fosfat gibi anyonlar hücre içinde negatif yüklerin birikmesine yol açar. ***Ancak extresellüler ve intrasellüler sıvılarda negatif ve pozitif yükler eşit olarak bulunur ve birbirlerini Na-K pompası ise, sızma kanalları ile içeri kaçmış 3 Na’u dışarı ve dışarı kaçmış 2 K’u içeri alarak yük nötralize ederler. Yani bütün vücut sıvılarında bir dengesini bozar ve hücre içinin negatif olmasını sağlar. elektronötralite vardır. Polarizasyon sadece zara CI ise hücre dışında yüksek konsatrasyonda olup, bitişik bölgelerde anyon ve katyonların sıralanması ile sızma kanallarından kolayca geçerek, gerekli oluşur. durumlarda İMP’ni restore eder yani negatifleştirir ÖZETLE Membrandan iyon transportu sadece iyon kanallarından olabilir. Hücre membranında her bir iyonun transportu için özelleşmiş iyon kanalları mevcuttur. Bu iyon kanalları da başlıca iki tiptedir: 1. Sürekli açık olan kanallar 2. Açılıp kapanması kontrol altına alınmış (kapı-kontrollü) kanallar. *Ligand’a bağlı *Voltaja bağlı  Voltaj Kapılı Kanallar; Ligand Kapılı Kanallar; Bazı mekanosensitif kanallar ise, mekanik gerilme ile açılır. Taktil (dokunma) reseptörleri ve hücre hareketinde rol oynayan bazı reseptörlerde sodyum iyonları böyle mekanik olarak AKSİYON POTANSİYELİ DÖNEMLERİ; açılmış kanallardan rahatça geçer. Depolarizasyon dönemi Hücre zarından iyon geçişini sağlayan bu mekanizmalar, iyonların yüksek konsantrasyondan düşük konsantrasyon ortamına doğru aktığı basit difüzyon modeline uyar. Sinir hücresi elektiriksel, mekanik yada kimyasal Hücre uyarıldığında zar potansiyelinin tersine araçlarla uyarıldığında membranın Na iyonlarına karşı dönmesi ile oluşan aksiyon potansiyeli ise, geçirgenliğinde hızlı bir değişim meydana gelir ve Na iyonları doku sıvısından hücre sitoplazmasına plazma voltaj veya ligand kapılı kanalların açılması ve membranından geçerek difüze olur. Membran iyonların büyük miktarlarda yer değiştirmesi ile depolarize olur ve aksiyon potansiyeli oluşur. ortaya çıkar. 1. Depolarizasyon, eşik değerinde herhangi bir kimyasal (ligand), fiziksel veya elektiriksel, uyaran ile başlatılabilir. 2. Bu uyarana bağlı olarak hücreye bir kısım (+) yüklü iyon (Na veya Ca) girer. 3. Zar potansiyeli, ateşleme seviyesi olan -55mV:’lara ulaştığında artık bütün voltaj kapılı Na kanalları açılır. 4. Hücreye giren Na, hücre içini +35mV’a kadar depolarize eder. 5. Voltaja bağlı Na kanallarının açılması ile başlayan süreç, kendi kendine yürüyen bir süreç olup, hep veya hiç yasasına uyan ve iletilen bir aksiyon potansiyeli oluşturur.  Bir sinir hücresi, bir kas hücresi ve kalbin tümü hep veya hiç yasasına uyar. Uyarılabilen bir hücre eşik ve eşik üstü bir uyarana Ancak vücudumuzda aksonlar ve iskelet kası hücreleri tek tek değil; binlercesi bir araya gelerek sinir demetlerini (siyatik sinir gibi) ve kas kitlelerini (brachial kas gibi) oluşturur. Böyle tek tip bir aksiyon potansiyeli ile yanıt verir (Hep bir sinir veya kas elektriksel olarak uyarıldığında, önce düşük eşiğe sahip olan liflerde aksiyon potansiyeli; uyaran şiddeti veya Hiç yasası). Eşik altı uyaran ise aksiyon arttırıldıkça da eşiği daha yüksek olan diğer liflerde aksiyon potansiyeli oluşur. potansiyeli oluşturmaz. Uyaran şiddeti artıkça uyarılan lif sayısı artar. Bir sinirde yer alan bütün liflerde aksiyon potansiyeli oluşturabilen uyarana; maksimum uyaran şiddeti denir. Bir sinirde bulunan aksiyon potansiyeli trasesi şematize edilirse, uyaranın verildiği andan itibaren, hücre içine giren (+) yüklü iyonlar dolayısıyla membranın polarize durumu bozulur ve depolarizasyon baslar. Membran AKSİYON POTANSİYELİ DÖNEMLERİ; potansiyeli (-70mV), pozitif yönde, yaklaşık -50mV, -55mV’lara ulaştığında, bütün voltaja bağlı Na kanalları açılarak; büyük bir elektrokimyasal Repolarizasyon dönemi gradiente sahip olan Na, hücreye girer ve hücre içini pozitifleştirir. Na, hücre içini +35mV yapana kadar hücreye girer. Bazı hücrelerde potansiyel; +20mV gibi daha düşük değerlerde kalır. Hücre içinin en yüksek (+) değeri, aksiyon potansiyelinin spike noktasını oluşturur. Aslında kapılar açıldığına göre Na, elektrokimyasal gradiente bağlı olarak hücre içine girerken zar potansiyelini kendi denge potansiyeli olan +60mV’a kadar pozitifleştirmek isteyecektir. Ancak Na’un aktivasyon kapıları çok kısa sürede (0.1ms) inaktivasyon konumuna geçer. Na-K ATP AKSİYON POTANSİYELİ DÖNEMLERİ; az, Na’un hücre içinde en yüksek düzeyde olduğu bu dönemde maksimal derecede aktifleşir ve bu pozitif değerlerde K voltaj kapıları da açılır. Bu Hiperpolarizasyon dönemi engellemeler dolayısıyla Na hücre içini +60mV’a kadar değiştiremez ve depolarizasyonun tepe noktası +30, +35mV’larda kalır. Spike noktasında K kapılarının açılması ve K’un hücreden çıkmaya başlaması ile repolarizasyon dönemi başlar, hücre hızla (+) yük kaybetmeye başlar. Repolarizasyon sürecinde relatif refrakter periyoddan sonra, Repolarizasyon, membran potansiyelinin başlangıçtaki polarizasyon voltajına ininceye kadar devam eder, hatta biraz polarize duruma geçene kadar geçen kısa bir daha negatif değerlere iner ve zar hiperpolarize (-80/-90mV) hipopolarizasyon (after depolarizasyon) dönemi (membran olur. potansiyeli tekrar -50,-70mV olduğu dönemler) ortaya çıkar. Hiperpolarizasyon döneminde bir hücrenin uyarılması zordur Hücreler, hipopolarizasyon döneminde daha kolay ve daha ve daha yüksek bir eşik uyaran gerektirir. düşük eşik uyaran ile uyarılabilir. Ancak bir sinir hücresinde Hiperpolarizasyonun nedeni, K voltaj kapılarının, Na voltaj oluşan aksiyon potansiyelinin süresi (durasyonu); 0.5-1ms kapıları gibi hemen inaktivite olmayıp; 10-15ms gibi uzun süre açık kalmasıdır. Bu döneme ‘’after hiperpolarizasyon’’ denir. kadar olup; cihazla kayıt sırasında bu fazların ayırt edilmesi pek mümkün değildir.  KISACA; AKSİYON POTANSİYELİ (İMPULS) İLETİMİ Aksiyon potansiyeli voltaj kapılı sodyum ve potasyum kanallarından olan iyon akımları ile oluşur. (Polarize durum) Aksiyon potansiyeli bir kere oluştuktan sonra, plazma membranı boyunca ilk başlangıç yerinden uzağa doğru yayılır ve impuls sinir veya kas hücresi Önce sodyum kanalları açılır ve hücre içine sodyum iyonu şeklinde boyunca iletilir. Bu impuls, kendi kendine çoğaltılarak yayılır ve büyüklüğü ile sıklığı (frekansı) değişmez. pozitif yük dolar (depolarizasyon). Uyarının iletimi sırasında, aksiyon potansiyelinin depolarizasyon döneminde ve repolarizasyonun ilk 1/3’lük döneminde hücre yeni gelecek Ardından sodyum kanalları kapanır ve potasyum kanalları açılır. uyarılara cevap vermez. Bu sürece absolut (kesin) refrakter period Böylece hücre dışına potasyum iyonu şeklinde pozitif yük çıkar (ARP) denir. (repolarizasyon). Yanıtsızlığın nedeni depolarizasyonda zaten bütün voltaj bağımlı kapıların açık olması ve yeni bir uyaran için açılacak kapı olmamasıdır. Daha sonra, elektrojenik sodyum-potasyum pompası ile hücre içi ve hücre dışı arasındaki sodyum, potasyum dağılımı restore edilir. Esasen Na kapıları üç konuma bulunur; Repolarizasyonun ikinci 1/3’lük dönemini, relatif (kısmi) İstirahatte: Kapalı refrakter periyodu (RRP) oluşturur (Na kapılarının bir kısmı inaktifken, normal kapalı konuma geçmiş olup; bunlar tekrar Depolarizasyonda: Tam açık açılabilir). Hücrenin bu durumda uyarılması mümkün fakat Spike potansiyelden itibaren repolarizasyonun zordur. başlangıç döneminde inaktiftir. Vücutta sinir impulsunun iletimi genellikle tek yönlüdür. Bu sinir Çünkü; sisteminin düzgün ve fonksiyonel bir şekilde çalışmasını sağlar. soma ve dentritler uyarıyı alan, akson ise uyarıyı ileten rolündedir. Aslında bir akson orta kısmından uyarıldığında, implus her iki yöne doğru gider. Ancak, impulsu başka hücrelere iletecek Bu nedenle akson ucuna ulaşan aksiyon potansiyeli, kas sinaptik nörotransmitterler (genellikle) sadece akson veya bez gibi başka hücrelere iletilebilirken ; soma ve dentritlere giden aksiyon potansiyeli burada söner, terminalindeki sinaptik uçlarda bulunur, soma ve dentritlerde iletilemez bulunmaz.. Bir sinir hücresinde voltaj bağımlı Na kanalı sayısı, hücreye girecek Na miktarını belirleyeceği için; aksiyon potansiyelinin başlamasını ve ilerlemesini tayin eder. Genel olarak örnek alınan bir alpha motor nöronda mikrometre karede; Dentrit ve somada 50-75 Aksonlar genellikle hücre gövdesine yakın olarak sonlanmazlar, kolleteral Akson tepeciğinde 350-500 dallar aksonların uzunlukları boyunca yer yer bulunurlar. Ve genellikle Ranvier nodlarında 12000 Myelin kılıfta 25’den az sonlanmalarından kısa bir mesafe önce pek çok dala ayrılırlar. Myelinsiz sinirlerde 100 kadar Na kanalı bulunur. Buna göre başka sinirlerden gelen impulslar, dentrit ve somaya aktarılıp; burada Aksonu sınırlayan plazma membranı aksolemma hücre içine Na girişi ile bir potansiyel değişiklik yapabilir. Ancak açılan Na kanalının az olması nedeniyle membranda iletilebilen bir aksiyon potansiyeli gelişemez. Yani potansiyel değişiklik, membranı ateşleme seviyesine kadar getiremez. Akson sitoplazmasına ise aksoplazma denir.  Akson tepeciğinden başlayan bir aksiyon potansiyeli, eğer Akson terminaline doğru olan impuls iletimine ortodromik ileti; sinir myelinli bir sonraki ranvier noduna, Aksondan somaya doğru, ters yönde olan impuls iletimine sinir miyelinsiz hemen bitişik bölgeye yayılır. antidromik ileti denir. İmpulsun bu noktadan geri dönüşü ise, bir önceki bölge Akson, implusları daima hücre gövdesinden uzağa doğru iletir. refrakter periyoda girdiği için mümkün değildir. Bu şekilde Sadece arka kök ganglion hücrelerinin duyusal nöronları bunun akson tepeciğinden başlayan bir aksiyon potansiyeli, akson terminaline doğru ilerlemek durumundadır. dışındadır. MYELİNLİ SİNİRLERDE SALTATORİK (SIÇRAYICI) İLETİ Akson boyunca miyelin kılıf, Ranvier düğümü (Ranvier nodu) adı verilen ve yaklaşık 1 μ uzunluğunda olan aralıklar bırakır. Miyelin, lipid yapısında bir yalıtkan kılıftır. Periferik sinir sisteminde Schwann hücreleri tarafından yapılan bu miyelin kılıf, aksonu çepeçevre sarar. Ranvier düğümü hizasında aksolemma çıplaktır ve bu bölgede voltaj kapılı sodyum kanalı yoğunluğu Merkezi sinir sisteminde ise miyelin kılıfı oligodendrogliositler yüksektir. yapar. Bu glial hücreler, schwann hücrelerinden farklı olarak, aksonları tek tek sarmak yerine uzantıları ile çok sayıda akson üzerinde katlanmalar oluştururlar. Böylece bir Miyelinli aksonlar, Ranvier düğümlerindeki voltaj kapılı oligodendrogliosit, pek çok aksonun myelin kılıfının bir sodyum kanallarından hücre içine sodyum iyonu bölümünü oluşturur. şeklinde pozitif yükün girmesi ile depolarize olurlar.  Depolarizasyon esnasında bir Ranvier nodundan hücre içine giren Na miktarı, yayılarak diğer ranvier Aksiyon potansiyelinin oluştuğu bu süreç içerisinde, nodundaki zarı depolarize etmek için gerekli olandan 7 kat daha fazladır. Buda impulsun ilerlemesi için hücre içine girmiş bir miktar Na difüzyon ile komşu önemli bir güvenlik faktörüdür. bölgelere dağılır, komşu ranvier noduna gelince, İmpuls, iki yönlü ilerlemekle birlikte, komşu bölgeye buranın membran potansiyelini ateşleme seviyesine geçtikten sonra tekrar dönemez (bir önceki bölge getirir bu süreç aksonun her iki tarafına doğru refrakter periyodda) dolayısıyla aksiyon potansiyeli bir kez yola çıktıktan sonra akson ucuna kadar devam eder. ilerlemek zorundadır (ya hep ya hiç). MYELİNSİZ SİNİRLERDE İMPULS İLETİMİ Myelinli sinirlerde saltatorik ileti; Mixed sinirler ortalama olarak myelinli aksonların iki katı kadar myelinsiz akson İmpuls iletim hızını, myelinsizlere nazaran 5.50 kat içerir. Bu tip aksonlarda ileti, küçük dairesel adımcıklar halinde membran boyunca, akson tepeciğinden, terminal uca veya aksondan başlayan bir impuls dalgası ise, hızlandırır. her iki yöne doğru ilerler. Yani uyaranın verildiği bölgede eşik değere ulaşıldı ise, hücre içine Na girer, İyon geçişleri zar boyunca değil sadece dar ranvier depolarizasyon başlar, hücreden K çıkışı ve Na-K pompasının aktivasyonu ile boğumlarında gerçekleştiğinden, aksiyon potansiyeli repolarizasyon olur. esnasında Na-K pompasının harcadığı enerji de daha Ancak pompa Na’ları dışarı atmadan önce komşu bölgeye yayılmış olan Na azdır. iyonları, depolarizasyonun iki tarafındaki alanlarında da membranı ateşleme seviyesine getirir. Böylece depolarizasyon dalgası komşu bölgeye ilerler, bir önceki bölge refrakter perioda veya repolarizasyon dönemine geçmiş olur. Az miktarda iyon geçişi ile aksiyon potansiyeli oluşabilmektedir. Myelinsiz aksonlar: MSS’nin daha küçük aksonları, otonom sinir sisteminin postganglionik aksonları ve ağrının alınması ile ilgili bazı ince duyusal aksonlar miyelinsizdir. Miyelinsiz Aksonlarda Aksiyon Potansiyeli İletimi; Dinlenme Membran Potansiyeli; Miyelinsiz aksonlarda aksiyon potansiyeli iletiminin yavaş olması başlıca 2 faktöre bağlıdır: 1. Aksonların çapı ince, bu nedenle iç dirençleri yüksektir. 2. Aksiyon potansiyelinin iletilebilmesi için çok sık aralıklar ile rejenere edilmesi gerekmektedir. Voltaj kapılı Na kanalları açılır ve Na içeri girer. Eşik değerini aşmış bir uyaran gelir  Na girişi membranı depolarize eder. Pozitif iyonlar akson boyunca ilerler. A ve B tipi lifler myelinli, C tipi lifler ise ince ve myelinsizdir. En hızlı ileten Aα grubunda ortalama lif çapı 12-20 mikron ve ileti hızı ortalama 100m/s iken, en yavaş SİNAPTİK İLETİ ileten C tipi liflerin çapı ortalama 0.5mikron ve ileti hızları ortalama 0.5m/s’dir.  A GRUBU (Kalın çaplı-myelinli sinirler) İki nöronun birbirine yakın kısımlarının bir A alfa (Aα): İskelet kası motor lifleri, proprioseptif lifler araya gelerek fonksiyonel inter nöronal iletişim kurdukları yere sinaps denir. A beta (Aβ): Kuvvetli dokunma, basınç ve motor lifler A gama (Aγ): Kas iğciklerine giden motor lifler Sinir-kas bağlantı noktası =kas sinir kavşağı A delta (Aδ): Akut ağrı, soğuk duyusu, hafif dokunma, hafif basınç lifleri  B GRUBU (ince çaplı myelinli sinirler): Preganglionik otonomik lifler  C GRUBU (ince çaplı myelinsiz lifler): Kronik ağrı, sıcaklık, postganglionik sempatik lifler **Sinaps, sinirsel uyarıların (impuls), bir sinir hücresinden başka bir sinir, kas veya bez hücresine iletildiği anatomik yapılara denir. Bir akson çok sayıda nöronla sinaps yapabilir -- diverjens (divergence)-- yada tek bir akson tek bir nöronda sonlanabilir. Aynı şekilde, bir tek nöron bir çok farklı nöronun aksonlarıyla sinaptik bağlantı kurabilir --konverjens (convergence)--. Diverjens, özgün bir impulsun, geniş bir yayılım göstermesini; Konverjens ise, bir motor nöronun son kararı olan aksiyon potansiyelini oluşturup oluşturmadan önce gelen uyaranları integre etmesini sağlar. Elektriksel Sinapslar: Bazı nöronlar ve özelliklede glial hücreler arasında SİNAPS bulunur. Bu sinapslarda presinaptik ve postsinaptik hücre zarları birbirlerine çok yakındır. Zarlar arasındaki sinaptik mesafe 3- 4nanometreye (nm) iner. Bu yapılar sinir sisteminde görüldüğü gibi, kalp ve düz kaslarda da ‘’gap junction’ları yaparak, bu dokularda hızlı impuls Elektriksel Sinaps Kimyasal Sinaps iletimini ve fonksiyonel sinsisyumu sağlarlar. Kalp kasında bu özel bağlantı bölgelerine ‘’interkalar diskler (discus intercalaris) denir. ‘’gap Bazı nöronlar Glia hücreleri junction’ların oluşturduğu elektriksel sinapslarda, 2 hücre zarı arasında Merkezi sinir sisteminde bulunan sinapsların büyük bir bulunan ve ‘’connexon’’ denilen protein kanal, iyon geçişlerine karşı Kalp kası ve beyaz kas hücreleri çoğunluğunu oluşturur direnci 1/400 oranında azaltarak, impuls iletimini hızlandırır. Kimyasal Sinapslar: İnsan vücudunda en çok bulunan sinaps tipi kimyasal sinapstır. Kimyasal sinapsta, bir akson terminali presinaptik ucu yapar; bir başka nöronun veya kasın veya bez hücresinin zarı ise postsinaptik ucu oluşturur. Bu iki hücre zarı arasında 20-40nm’lik bir sinaptik aralık ve extresellüler sıvı vardır. Kimyasal Sinapslar Presinaptik aksonun taşıdığı aksiyon potansiyeli, presinaptik uçtan nörotransmitter veziküllerinin sinaps aralığına eksositoz ile boşalmasını sağlar. Nörotransmitter molekülleri difüzyonla sinaps aralığını geçerek, postsinaptik hücre zarında bulunan özgün reseptörlerine bağlanır. Bu reseptörler ya ligand Akso-dentritik sinaps Akso-aksonik sinaps kapılı iyon kanallarıdır ya da hücre içindeki 2. habercileri aktive ederek (c-AMP), Akso-somatik sinaps hücrede bazı iyonik değişikliklerin oluşmasını sağlarlar. Özgün nörotransmitter ve reseptörlerin aktivasyonu ile postsinaptik hücrede bazı iyonların geçişi artar ve postsinaptik hücre zarında depolarizasyon veya hiperpolarizasyon oluşarak; hücre uyarılır veya inhibe olur. **Ayrıca dentritlerin birbirleri ile bağlantı kurduğu dentro-dentritik sinapsların da varlığı gösterilmiştir. **Sinapslar, dinamik yapılardır, plastisite özelliği gösterebilir. Merkezi sinir sisteminin gereksinimine göre yeni sinaptik bağlantılar oluşabilir veya kullanılmayan bağlantılar ortadan kalkabilir  Yapılan araştırmalarda spinal kord ön boynuz motor nöronları (alfa- Bu sinaptik bağlantıların hepsi her an için aktif değildir. motor nöron) üzerine yaklaşık 10 000 sinaptik bağlantı olduğu Vücudun o andaki gereksinimine göre bazı sinapslarda görülmüştür. aktivite oluşurken, bazıları sessiz kalır veya uyarılmakta olan Bu bağlantıların; motor nöronlar inhibe olabilir. Motor nöron o an için gelen * bir kısmı, üst merkezlerden istemli ve otomatik hareket uyarıları değerlendirir (integre eder) ve ya aktive olarak ya emirleri taşır; da inaktive olarak kendi yanıtını verir. * bir kısmı periferden duyu impulslarını taşır; * bir kısmı ise internöronlar aracılığı ile inhibitörik veya Bir nöronun bütün etkiler altında verebileceği tek yanıt eksitatorik uyarılar taşır. ‘’aksiyon potansiyeli oluşturmak veya inhibe olmaktır. PRESİNAPTİK VE POSTSİNAPTİK YAPILAR Bir kimyasal sinaps bölgesinde presinaptik uç daima bir akson dalının ucu; post sinaptik uç ise sinir, kas veya bez hücresinin bir zar bölgesidir. İki uç arasındaki sinaptik aralık (synaptic cleft), presinaptik uçta nörotransmitter vezikülleri, postsinaptik hücre zarında ise bu nörotransmitter için özgün reseptörler vardır. Postsinaptik reseptörlerin yoğunlaştığı zar bölgeleri kalınlaşmıştır (dense area). Normalde sinaptik ileti, presinaptik uçtan, postsinaptik hücreye doğrudur. Presinaptik uçta nörotransmitter ve nöromodulatörlerden başka çok miktarda mitokondri de bulunur. Bu, presinaptik uçta bazı sentez olaylarının olduğuna ve işlemlerin, ATP’ye gereksinim gösterdiğine işaret eder.  1. Hızlı hareket eden küçük moleküllü transmiterler; Beyine duyusal sinyallerin ve kaslara motor sinyallerin iletilmesi gibi sinir sisteminin ani cevaplarının bir çoğuna neden olurlar. Genellikle 3 tip nörotransmitter vezikülü vardır; 1. Asetilkolin, glisin, glutamat ve gama aminobütirik asit (GABA) içeren küçük berrak veziküller. 2. Katekolaminleri içeren küçük yoğun veziküller 3. Nöropeptitleri içeren, büyük yoğun veziküller 2. Nöropeptidler (Daha büyük moleküler yapıya sahip ve daha yavaş hareket ederler; Genellikle reseptörlerin sayılarında uzun süreli değişmeler, bazı iyon Nöronların çoğunluğu, kendi sinir sonlarının tümünde sadece tek bir temel kanallarının uzun süre açılması ve kapanması ve belki sinaps sayıları ve transmitter üretir ve salarlar. büyüklüklerinin uzun süreli değişmesi gibi uzun süreli etkilere neden olurlar. Örneğin; Asetilkolin= Sinir sisteminin merkezi ve periferik kısımlarında farklı nöronlar tarafından yaygın olarak kullanılan bir transmitterdir. Dopamin= Substantia nigradaki nöronlar tarafından salınır Glisin= Temel olarak medulla spinalisteki sinapslarda bulunur. ** Tüm nöromüsküler kavşaklarda transmitter olarak sadece asetilkolin kullanılır. Nörotransmitterlerin sinaptik aralığa boşalması; presinaptik zarda, Sinaptik iletide oluşan olaylar voltaja bağlı Ca kanallarının da sık olduğu aktif bölgelerde ekzositoz yolu ile olur. Vezikül zarı ve presinaptik zar füzyona uğrar, vezikül içeriği Aksonun taşıdığı aksiyon potansiyeli, presinaptik uç zarına boşalır ve vezikül membranı klatrin (clathrin) denilen bir manto ile ulaşır. kaplanarak, tekrar endositoz ile hücre içine alınır ve nörotransmitter ile doldurulur. Bazen de sinaptik vezikül, içeriğini membranda küçük bir Presinaptik zar depolarize olur. aralıktan boşaltır. Daha sonra bu aralık tekrar kapanır ve vezikül zarı Presinaptik zarda voltaja bağlı Ca2+ kanalları açılır. hücre içinde kalır buna kiss-and-run discharge denir. Bu sistemde Sinaps aralığında (ekstrasellüler sıvıda) fazla olan Ca2+ endositotik döngü son derece hızlanır. presinaptik uca girer **Hücre zarından geçemeyecek kadar büyük besinlerin hücre dışına atılması olayına "ekzositoz" adı verilir. Ekzositoz sırasında, hücre dışarı atılacak maddeyi kese içine alır ve bu keseyi hücre zarının yüzeyine taşır. Kesenin zarı ile hücrenin zarı eriyip birbirine karışırlar. Bu esnada kesenin içindeki maddeler hücre dışına salınmış olur. Ca2+ presinaptik hücrede nörotransmitterlerin, zara doğru AP dalgası yönlenmesini tetikler. Ca++ Ca++ Presinaptik zar ile nörotransmitter vezikülünün zarı füzyona uğrar. Transmitter sinaptik aralığa boşalır.  Transmitter difüzyonla sinaps aralığını geçerek, postsinaptik hücre zarı üzerindeki özgün reseptörlerine bağlanır. Reseptörlerin özelliğine göre, postsinaptik zarlarda bazı iyonların kapıları açılır; bazı iyonların kapıları kapanır. Postsinaptik hücreler depolarize veya hiperpolarize olur. Asetilkolin Na+ Ach Asetilkolin esteraz Ach Nikotinik res İyon kanalı K+  Nötransmitterler postsinaptik membranda, istirahat potansiyelini kısa bir süre için yükseltirler (fasilitasyon- EPSP) veya düşürürler (inhibisyon-IPSP). Bu etki farklı sinapslardaki postsinaptik cevapların toplamına (sumasyonuna) bağlı olacaktır. UZAYSAL VE TEMPORAL SUMASYONLAR Uzaysal (spatial) sumasyon: Presinaptik aksonların eş zamanlı olarak deşarj yapmaları sonucu postsinaptik hücre zarında oluşan küçük Postsinaptik hücre, pozitif ve negatif deşarjların cebirsel EPSP/IPSP’lerin toplanması ile postsinaptik zar potansiyelinde depolarizasyon/hiperpolarizasyon oluşmasıdır. Uzay içinde bir birikimi ifade eder. toplamına (SUMASYON) göre uyarılır, sessiz kalır veya Temporal (zamansal) sumasyon: Bir postsinaptik hücre çok sayıda presinaptik ucun eş zamanlı uyarısı ile değil, az sayıda presinaptik ucun hiperpolarize olur. yüksek frekanslı uyarısı ile depolarizasyon/hiperpolarizasyon oluşturulmasıdır.  POSTSİNAPTİK POTANSİYELLER Genel olarak bir akson terminalinin taşıdığı aksiyon potansiyeli, bir postsinaptik hücrede, iletilebilen bir aksiyon potansiyeli oluşturacak; ya da postsinaptik hücreyi inhibe edecek büyüklükte bir voltaj doğuramaz. Bu nedenle postsinaptik hücrenin uyarılması ancak aynı hücre üzerine sinaps yapan çok sayıda presinaptik ucun oluşturduğu voltaj değişikliği ile meydana gelebilir. Yine bir postsinaptik nöronu uyarılma eşiğinden uzaklaştırabilmek için çok sayıda inhibitorik uyarı taşıyan akson ucu tarafından uyarılması ve membran potansiyelinin bu (-) yüklerle hiperpolarize olması gerekir. EPSP’ler; glutamat, asetilkolin, norepinefrin gibi eksitatorik Eksitatorik postsinaptik potansiyel (EPSP): Presinaptik bir nörotransmitterler tarafından oluşturulur. nöronun uyardığı bir postsinaptik zarda depolarizasyon yönünde Medulla spinalise periferik duyu organlarından gelen ve ağrı, olan küçük voltaj değişikliğine denir. dokunma, basınç ve proprioseptif duyuları taşıyan bütün afferent sinirler daima uyarıcıdır (eksitatorik) ve glutamat İnhibitorik postsinaptik potansiyel (IPSP): Presinaptik bir nöronun salıverir. uyardığı bir postsinaptik zarda hiperpolarizasyon yönünde bir Uyarıcı nörotransmitterler, postsinaptik zarda Na veya Ca gibi voltaj değişikliğine denir. (+) iyon kanallarını açarak, depolarizasyon oluşturur.  Sinaptik iletiyi oluşturan olaylar ; IPSP’ler; glisin ve GABA (gama aminobutyric acid) gibi inhibitörik nörotransmitterler aracılığı ile oluşur. Bu nörotransmitterler, postsinaptik hücre zarında K ve CI kanallarını açarak; K’nın hücre dışına çıkmasını veya CI’un hücreye girmesini sağlar  Aksonun taşıdığı aksiyon potansiyeli, presinaptik uç zarına ulaşır ve hiperpolarizasyon oluştururlar.  Presinaptik zar depolarize olur IPSP aynı zamanda Na ve Ca kanallarının bloke olması ile de ortaya  Presinaptik zarda voltaja bağlı kalsiyum kanalı açılır çıkabilir. Bu durumda (+) yüklü iyonlar hücreye giremeyeceği için, hücrede giderek artan bir (-) yük birikimi ve hiperpolarizasyon oluşur.  Sinaps aralığında (extrasellüler sıvıda) fazla olan kalsiyum presinaptik uca gider K kanallarının kapanması ise, hücreyi depolarizasyona yaklaştırır,  Kalsiyum presinaptik hücrede nörotransmitterlerin, zara doğru yönelmesini hipopolarizasyon yapar. tetikler  Presinaptik zar ile nörotransmitter vezikülünün zarı füzyona uğrar  Transmitter, sinaptik aralığa boşalır SİNAPS BÖLGELERİNDE  Transmitter difüzyonla sinaps aralığını geçerek, postsinaptik İNHİBİSYON MEKANİZMALARI hücre zarı üzerindeki özgün reseptörlerine bağlanır  Reseptörlerin özelliğine göre, postsinaptik zarlarda bazı iyonların kapıları açılır bazı iyonların kapıları kapanır. Postsinaptik hücre depolarize veya hiperpolarize olur.  Direk İnhibisyon: Postsinaptik hücrenin, inhibitörik bir ara nöron ile inhibe olmasına direkt inhibisyon denir. Bu inhibitörik ara nöronun nörotransmitteri glisin veya GABA’dır ve bu nörotransmitterler postsinaptik hücre zarında K veya CI kanallarını açarak (K’un hücreden dışarı çıkması veya CI’un hücreye girmesi ile) postsinaptik hücreyi hiperpolarize ederler. Böylece hücrenin uyarılması durur veya zorlaşır. Medulla spinalis’te inhibitörik ara nöron, golgi şişe nöronu denilen, küçük, şişman, kısa aksonlu nöronlardır. Bunlar periferden veya üst merkezlerden gelen eksitatorik uyarılarla aktive olur ve susturulması gereken nöronu inhibe ederler. PRESİNAPTİK İNHİBİSYON İndirek İnhibisyon: Depolarize olmuş bir nöronun yüksek frekansla uyarılması esnasında bir aksiyon potansiyelinin arkasından gelen Bir presinaptik aksonun bir postsinaptik nöronu uyarırken, 3. bir nöron tarafından inhibe edilmesidir. Böylece uyarı taşıyan presinaptik aksonun yeni aksiyon potansiyeline yanıt vermemesi durumuna indirekt aksiyon potansiyeli küçülür ve postsinaptik hücreyi uyarmaya yetmez olur. inhibisyon denir. Burada hücre halen refrakter periotta veya after Bu sistem sıklıkla periferden duyu impulsları taşıyan ve bu duyularla medulla hiperpolarizasyon döneminde olduğu için yeni uyarıya yanıt spinalis motor nöronlarında refleks aktivite doğuracak olan afferent vermeyebilir. sinirlerde görülür. Bu mekanizma yüksek frekanslı uyarı bombardımanı altındaki postsinaptik zarın bazı uyaranlara kulak asmayarak dinlenmesini sağlar. **Presinaptik uçta açılan voltaja bağlı Ca kanal sayısı azalır, hücreye giren Ca miktarı azalır (***ne kadar Ca o kadar nörotransmitter). Daha az nörotransmitter salıverilir. Daha az postsinaptik reseptör aktive olur, postsinaptik zardan daha az Na geçişi olur ve hücre uyarılamaz. **Baclofen bir GABA-b agonistidir ve sinir sisteminde aşırı uyarılmaya bağlı olarak ortaya çıkan kas tonusu artışlarında (spastisite) tedavi amacı ile kullanılır. PRESİNAPTİK FASİLİTASYON PRESİNAPTİK FASİLİTASYON Presinaptik fasilitasyon, zayıf bir uyaran ile postsinaptik hücreyi uyarabilme şansı olmayan bir presinaptik nöronun aksiyon potansiyelinin, 3. bir akson ile güçlendirilmesidir. Presinaptik nörona akso-aksonal bir sinaps yapan 3. bir serotonerjik nöron, Merkezi sinir sisteminde, bazı duyu algılarının öne presinaptik uçta c-AMP miktarını arttırır. Bu birtakım protein kinazların sentizine yol açar. çıkarılmasında ve öğrenme süreçlerinde bu mekanizmayı Bu protein kinazlar ise, K kanallarını inaktive eder. K kanallarının inaktive olması, presinaptik ucun depolarizasyon süresini uzatır (repolarize olmaz). kullanır. Zayıf bir duyusal uyarana ödül, ceza gibi kuvvetli bir Uzun süreli depolarizasyon, presinaptik uçta daha fazla voltaja bağlı Ca kanalının açık kalmasına, daha fazla Ca girişine ve daha çok nörotransmitter salıverilmesine yol açar. emosyonel uyaranın eşlik etmesi halinde öğrenme daha etkili ve Postsinaptik hücrede daha çok reseptör aktivasyonu ve Na girişi olur. Böylece postsinaptik hücrenin aksiyon potansiyeli doğurması garantilenir. kalıcı olmaktadır.  POSTSİNAPTİK İNHİBİSYON MERKEZİ SİNİR SİSTEMİNDE DİĞER İNHİBİSYON MODELLERİ Rekürrent inhibisyon: Merkezi sinir sisteminde bazı motor nöronlar kolleteralleri Presinaptik nöronda bütün işlem rutin gitmesine rağmen, aracılığı ile inhibitörik ara nöronlarla sinaps yaparlar. Bu inhibitörik ara nöronlar da dönüp bu motor nöronu ve onunla sinerjist fonksiyon yapan birkaç motor postsinaptik nörona 3. bir nöronun inhibitör sinyal göndermesi nöronu inhibe eder. sonucu postsinaptik nöronun uyarı eşiğini yükselterek, Bu sistemdeki inhibitörik ara nöron da renshaw hücresi denir. presinaptik nörondan gelen uyarıların postsinaptik nöronda Böylece aktive olmuş bir nöronal yolun aşırı uyarılması bir negatif feedback mekanizma ile önlenmiş olur. (Spastisite renshaw ara inhibitör nöronların aksiyon potansiyeli oluşturamamasıdır. aktivasyonunun ortadan kalkması sonucu gelişir) Renshaw hücreleri motor nöronların akson kollateralleri ile de uyarılırlar ve kendilerini uyaran motor nöronlar da dahil olmak üzere birçok motor nöron ile ve Ia inhibitör ara nöronları ile inhibitör bağlantı yaparlar. Renshaw hücreleri inen yollardan inhibisyon sinyaleri alıp bunları o işle uygun motor nöronlara ve Ia inhibitör ara nöronlarına dağıtırlar.  Lateral inhibisyon (zıt irritasyon): Duyusal veya motor Otojenik inhibisyon: Kasın aşırı veya uzun sureli kasılması veya uzun süreli gerilmesi sonucu golgi tendon organının gönderdiği uyarılarla sistemde aktif bir yolun, kollateralleri aracılığı ile diğer yolları gevşeme moduna geçmesidir. Normal tonuslu kas gerilmesinde gevşeme etkisi yarattığı gibi spastik kasın gevşemesinde de bu etki inhibe etmesi, böylece seçici olarak baskın hale gelmeye oluşur. çalışmasıdır. Örneğin ağrı yolları aktif iken, organizma diğer duyulara karşı daha az hassastır. Ancak dokunma, basınç gibi Normal kas germe işlemi sonucu oluşan gevşeme germe refleksinin bir sonucudur. Gerilme refleksinde, germe uygulanan kasın kas igciği bir duyu yolu kuvvetle stimüle edilirse bu yollar baskın hale uyuma uğrar böylece sinyal iletimi azalır. Germenin devam etmesi sonucu (minumum 6sn sonra) golgi tendon organı uyarı göndererek geçerek lateral inhibisyonla (inhibitörik ara nöronlar otojenik inhibisyona neden olur. kullanarak) ağrı liflerini inhibe edebilir. SİNAPTİK GECİKME Nöral sinyalin presinaptik hücreden, postsinaptik hücreye geçişi Bu mekanizma hem klinikte elektrik stimülasyonu ile ağrı esnasında nörotransmitterin deşarjı, sinaptik aralıkta difüzyonu, reseptöre bağlanması ve iyon kanallarının açılması için en az tedavisinde dokunma vibrasyon gibi yolların uyarılması, 0.5ms’lik bir süre geçer. Buna sinaptik gecikme denir. Bu sürenin hem de halk arasında da bilinen ağrılı bölgeyi ovma, hemen hemen her sinaps için sabit olması, bir nöronal döngü sallama gibi mekanik uyarıların uygulanması şeklinde süresi saptanıp, uyarının geçtiği sinirsel uzunluklar hesap edildiğinde, uyarını kaç sinapstan geçtiğini bulmaya ve bir sinirsel kullanılmaktadır blokaj olup olmadığını saptamaya yarar.  PERİFERİK SİNİRLERDE DEJENERASYON VE REJENERASYON SİNAPS BÖLGESİNDE DENTRİTLERİN FONKSİYONU Dentritler ile uyarı taşıyan akson terminalleri arasındaki sinapslar, dentritik spine denilen Bir sinir aksonunun kesilmesi veya haraplanması halinde aksonun distal ucu, reseptörler aracılığıyla olur. Dentrik spine’larda oluşan yerel, elektronik EPSP’ler somadan gelen yapısal proteinler ve nörotrofik maddeleri alamayacağı için sumasyon ile büyüyerek akson tepeciginde iletilebilen bir aksiyon potansiyeline veya dejenere olmaya başlar. Glial hücreler, myelin kılıfı ve aksonun harabiyeti sonucu IPSP’ler, hiperpolarizasyona yol açar. Dentritler plastisite özelliği taşır. Özellikle öğrenme, ortaya çıkan inflematuar artıkları fagosite eder. Bu dejenerasyona, ilk tanımlayan hafıza gibi süreçlerde, ilgili hipokampüs nöronlarında organizmanın gereksinmelerine bilim adamının ismine aften Wallerian Dejenerasyonu denir. Tedavi edilmediği göre dentritik düğümcükler (spine) dakikalar ve saatler içinde sayılarını arttırabilir, taktirde distal uç tamamen haraplandığı gibi, dejenerasyon aksonun proksimal azaltabilir, şekil değiştirebilir veya belli bölgelerde toplanabilir. Birkaç saat içinde dentrit ucuna da ilerlemeye başlar. Hatta hücre somasına ulaşıp buradan bir önceki sayılarıda artar. Bu özellikleri somadan göç edebilen mRNA iplikcikleri aracılığı ile protein presinaptik nöronu bile etkileyebilir. Dejenerasyonun bu şekilde distal ucu harap sentezi yapabilmeleri dolayısıyla ortaya çıkar. Son yıllarda bazı bölgelerde dentritlerin de edip, proksimale doğru ilerlemesine; transnöronal dejenerasyon denir. Aksonun depolarize olabildikleri ve kendi aralarında iletilebilen aksiyon potansiyelleri zedelenmesinden sonra, nöron yeni yapısal proteinler yaparak, aksonu onarmaya oluşturabildikleri gösterilmiştir. çalışır. Bu süreçte aksonun kopan uçlarından bir takım aksonal filizlenmeler gelişir. Bu aşırı protein sentezi esnasında ribozomlarında organizasyonu bozulur ve sinir dejenerasyonunu gösteren tipik bir kriter olarak, somada kromatolizis görüntüsü ortaya çıkar. Kromatolizis, ışık mikroskobunda, Nissle cisimciklerinin silikleşmesi ve soma çeperlerine çekilmesidir. Nükleuslar da çepere doğru kayar. Rejenerasyon; Akson filizlerinin, bir myelin kılıf içinde, doğru yönlendirilmesi ile mümkündür. Bazen periferde veya merkezi sinir sisteminde myelin kılıfı yapan glial hücreler yani schwan hücreleri ve oligodendrogliositler hasar almamış olabilir. Bu durumda periferik sinirlerde filizlenen aksonlar etrafında schwan hcüreleri yeni myelin kılıf oluşturabilir ve rejenerasyon sağlanabilir, hatta periferik sinir tekrar inerve edeceği doku ile bağlantı kurar. Ancak yaralanma merkezi sinir sisteminde ise, beyin ve omirlikte de akson filizlenmeleri oluşabilmekle birlikte; oligodendrogliositlerin her bir uzantısının ayrı bir aksonu sarması dolayısı ile, myelin oluşması mümkün olamamakta, dolayısıyla merkezi sinir sistemi yaralanmalarında (başka faktörlerinde etkisi ile) rejenerasyon şansı azalmaktadır.  KLİNİK Sinaps bölgelerinde etkili olan toksik maddeler; Özellikle bozuk konserve gıdalarında üreyen botulinum toksini sinaps bölgesinde ölümcül ileti bozukluklarına yol açar. Presinaptik uçtan inhibitörik nörotransmitter salıvermesini engelleyerek, spastik paralizilere yol açar. Botulinum toksini aynı zamanda nöromüsküler kavşakta asetilkolin salınmasını engelleyerek, flask paralizelere neden olur. Spastisite tedavisinde kullanılır. Yaralanmaya Karşı Nöronun Yanıtı; Yaralanmaya karşı ilk reaksiyon fonksiyon kaybıdır Hücre ölümünün gerçekleşmesine yakın veya gerçekleştiği sırada; Morfolojik değişikliklerin ortaya çıkması için 6-12 saat daha hücrenin canlı kalması gerekir. Hücre sitoplazması bazik boyalarla boyanır (hiperkromatinizm) Sinir hücresi şişer ve yuvarlaklaşır Çekirdek şişer ve hücre periferine doğru yer değiştirir Çekirdek yapısı belirsizleşir. Nissl granülleri sitoplazmanın periferine doğru dağılır Bu aşamada nöron eski normal haline dönebilir. Yaralanmanın şiddeti hücre ölümüne yol açacak kadar şiddetli değil ise, onarıcı değişiklikler görülmeye başlar ve tüm değişiklikler eski haline döner.  Aksonal yanıt ve aksonal dejenerasyon; Hücre ölümü gerçekleştikten sonra; Bir sinir hücresinde, akson kesildiği veya yaralandığı zaman ortaya çıkan Sitoplazma vakuollü hale gelir değişikliklerdir. Çekirdek ve sitoplazmik organeller parçalanarak dağılır. Nöron çözülür ve fagositlerin faaliyeti ile ortadan kaldırılır. Merkezi sinir sisteminde bu görevi mikroglial hücreler, periferik sinir sisteminde ise Yaralanmadan sonraki 24-48 saat içinde görülmeye başlar. retikuloendotelyal sistemin bölgesel elemanları yerine getirir. Değişimin derecesi yaralanmanın şiddetine bağlıdır. Yaralanma hücre gövdesine yakın ise değişim büyük oranda gerçekleşir. Sinir hücresi yuvarlaklaşır ve şişkinleşir, Çekirdek şişer ve eksentrik yerleşim gösterir. İSTİSNA; Nissl granülleri sitoplazmanın periferine doğru dağılır. Bu değişikler 12 gün içinde maksimum düzeye ulaşır. Periferik sinir sisteminde, bir akson kesilmesini hücre gövdesinde ortaya çıkan Spinal sinirlerin arka kök ganglionlarındaki sinir hücrelerinde, periferik akson kesilirse rejenerasyon ve onarıma yönelik değişiklikler izler. sinir hücreleri dejeneratif değişiklik gösterir. Bununla birlikte merkezi aksonlar kesilir veya tabes dorsali gibi hastalıklar nedeniyle hasarlanırsa, sinir hücresi herhangi bir Merkezi sinir sisteminde dejenerasyonu rejenerasyon izlemez. Örn. Corticospinal dejeneratif değişiklik göstermez. yollar hastalık nedeniyle hasar görürse, bu aksonların çıktığı sinir hücreleri dejenere olur ve tamamen yok olur. **Arka kök ganglionu pseudo-unipolar nöronlar içerir.  Maddelerin hücre gövdesinden akson terminallerine doğru taşınmasına anterograde iletim (ileri doğru taşıma) denir. Hızlı ve yavaş aksonal transport olmak üzere iki şekilde gerçekleşir; PERİFERİK SİNİRLERDE DEJENERASYON VE REJENERASYON Hızlı aksonal transportta; Organeller ve veziküller taşınır. Taşınma hızı günde ortalama 400mm’dir. Bu taşıma işini yapan molekül ‘’kinesin’’ isimli moleküldür. Glial (non-nöronal) hücrelerde bu taşıma işlemi ‘’dynein’’ denilen molekül yapar. Yavaş aksonal transportta; Hücrenin yapısal proteinleri ve çeşitli enzimler, günde 1.10mm hızla taşınır. Bu proteinler, hücre iskeletinde nörofilament ve mikrotübüllerin yapısına girer. Daha az olarak tam aksi yönde yani maddenin akson terminalinden hücre gövdesine doğru taşınmasına retrograde transport (iletim) denir. Hızı 200mm/gündür. Bu hızlı transport ile hücreyi restore edecek ve yeniden kullanılacak maddeler, ya da hücre somasında lizozomlar tarafından ortadan kaldırılması gereken maddeler taşınır. **Kuduz, çiçek, tetanoz virüsü gibi bazı etkenlerin de aksonal retrograde iletim ile periferden somaya taşınmakta ve santral sinir sistemini etkileyen hastalıklara yol Taşıma dynein molekülü tarafından yapılır. açmaktadır. Retrograde transpot ile dokulardan veya extrasellüler ortamdan alınıp, hücre **Herpes simplex ve herpes zoster de, vücudun farklı bölümlerine aksonal somasına taşınan en önemli maddeler, sinirin yaşaması ve fonksiyonunu devam transport ile yayılır. ettirmesi için gerekli besleyici (trofik)-growth faktör maddelerdir. Bu maddeler dokulara göre ortak olduğu gibi her dokuya özgü ayrıca growth faktörler vardır. Bu büyüme (growth) faktörlerinin bir kısmı, o sinirin inerve ettiği dokudan, bir kısmı ise glial hücreler ve astrositlerden salınır. Bir sinir aksonunun kesilmesi veya haraplanması halinde aksonun distal ucu, Wallerian dejenerasyonu: Lezyon alanından distale doğru yayılan somadan gelen yapısal proteinler ve nörotrofik maddeleri alamayacağı için dejenere değişikliklerdir. Yaralanmayı takiben 3-4. günde akson parçalara ayrılır. 1 hafta olmaya başlar. içinde akson tamamen tahrip olur. Bu dönemde myelin kılıfıda parçalanır fakat sonra hızla polifere olurlar. Rejenerasyon başlamazsa fibröz doku ile yer değiştirirler. Ayrıca lezyon seviyesinin üzerindeki ilk ranvier boğumuna kadar dejeneratif Glial hücreler, myelin kılıfın ve aksonun harabiyeti sonucu ortaya çıkan inflamatuvar değişiklikler olur. artıkları fagosite eder. Retrograd dejenerasyon gerçekleşir. Yani aksondaki harabiyeti takiben hücre gövdesinde yer alan değişikliklerdir. Somada kromatolozis (nissle cisimciklerinin silikleşmesi ve soma çeperlerine doğru çekilmesi) görüntüsü ortaya çıkar. Aksondaki WALLERIAN DEJENERASYONU hasar hücre gövdesine ne kadar yakınsa tahribat o kadar fazla olur. Axonotemesis: aksonların zedelendiği fakat çevre bağ dokusu kılıflarının bütünlüğünü az yada çok korunduğu sinir lezyonudur. Sonucunda wallerian dejenerasyonu gelişir. REJENERASYON Sonuç olarak akson yaralanması tedavi edilmez ise; Akson filizlerinin, bir miyelin kılıf içinde, doğru yönlendirilmesi ile Distal uç tamamen haraplanır ve dejenerasyon aksonun proksimal ucuna da ilerlemeye mümkündür. Bazen periferde veya santralde sinir sisteminde myelin kılıfları başlar. Hatta somaya ulaşıp buradan bir önceki presinaptik nöronuda etkileyebilir. (transnöronal dejenerasyon) yapan glial hücreler yani Schwan Hücreleri ve oligodendrogliositler hasar almamış olabilir. Bu durumda periferik sinirlerde filizlenen aksonlar etrafında Schwann hücreleri yeni myelin kılıf oluşturabilir ve rejenerasyon sağlanabilir, hatta periferik sinir tekrar inerve edeceği doku ile bağlantı kurar. Nöral tüpün sağlam kaldığı ezilme gibi sinir hasralarında rejenerasyon şansı çok yüksektir (neuropraxia). Tamamen kopan sinirlerde (neurotmesis) bu şans düşüktür. Çünkü kesinin Ancak yaralanma SSS’de ise, beyin ve medulla spinaliste de akson proksimal ucundan rejenere olan sinir lifleri distal uçta yanlış sinir sonlanmalarına filizlenmeleri oluşabilmekle birlikte; oligodendrogliositlerin her bir gidebilir ve motor lifler yanlış kasları kasabilir. Eğer iki uç arasındaki mesafe birkaç milimetreden fazla ise yada aralık proliferatif fibröz doku ile dolmuşsa iyileşme şansı uzantısının ayrı bir aksonu sarması dolayısı ile, miyelin oluşması mümkün çok düşüktür. Bu nedenle erken dönem cerrahi müdahale gerekir. olamamakta, dolayısıyla santral sinir sistemi yaralanmalarında Mix sinirlerde iyileşme olasılığı, tek tip lif taşıyanlara göre çok daha düşüktür. rejenerasyon şansı azalmaktadır. Sinirin geri dönüşü çok gecikirse ilgili kasta da dejeneratif değişiklik başlar. Enfeksiyon varlığı rejenerasyonu ciddi derecede olumsuz etkiler. 17 17 2 3  NÖROGLİALAR LEZYON SONUCU NELER GÖRÜLÜR? MSSnin nöronları, hepsi birlikte nöroglia olarak adlandırılan birkaç çeşit Oligodendrositler: Santral sinir sistemi aksonlarının myelin kılıfını yapar uyarılamayan hücre tarafından desteklenir. Nöronlardan daha küçük olmalarına rağmen sayıca nöronlardan 5-10 kat Astrositler: Beyin damarlarında endotel hücrelerinin aralarına ayaksı fazladır. Beyin ve medulla spinalisin total hacminin yarısı kadarını oluşturur uzantılarını (pseudopod) göndererek; ‘’ Tight Junction’’ lar yapar ve hücrelerin aralarını kapar. Böylece kan-beyin bariyerinin oluşumuna katkıda bulunur, damar geçirgenliğini azaltır; sinaps bölgelerini