Kimyasal Duyular 1 Pek ok hcre kimyasal habercilere

Kimyasal Duyular 1

• • • Pek çok hücre kimyasal habercilere yanıt verir. İç ve dış kimyasal uyaranlar Kemoreseptörler tat ve kokudan ibaret değil. Deri ve mukozalarda nosiseptörler Boyundaki arterlerde O 2 ve CO 2 düzeyine yanıt veren hücreler • Kaslarda asiditeye duyarlı sinir sonlanmaları, yanma duygusu oluşturur. • …. . 2

Tat Duyusu • Yeni yiyeceklerin keşfedilmesi, zehirlerin ayırdedilmesi • Bazı tatlara tepkiler doğuştan var. Örneğin şekerli besinler doğuştan tercih ediliyor. Acı maddeler reddedilir. • Deneyim, bu tepkileri değiştirir, acıyı sevmek gibi. • Organizma, bazı maddelerin eksikliğine de duyarlı, bu maddelere iştah artar. Örneğin tuz eksikliğinde tuz iştahı 3

Tat tipleri • Tatlı, tuzlu, acı, ekşi, umami (glutamat tadı, MSG monosodyum glutamat) • Asitlerin çoğu ekşi, çoğu tuzludur. • Acı maddeler çok düşük konsantrasyonda bile farkedilir. • Besinleri tanırken tat, koku, somatik duyu birlikte değerlendirilir. 4

Tat duyusu • 2000 -5000 tat tomurcuğu x 50 -150 res. • Dil, damak, farinks, epiglot, özofagusun üst 1/3’ünde bulunur. • Tat hücreleri çok kısa ömürlü (2 hf) ve sürekli üretilir. Bazal hücrelerden farklılaşırlar Duyu aksonu kesilirse, dejenere olurlar. • Tat tomurcuklarının poruna mikrovilusları uzanır. • Taban kısmında 1. duyu nöronuyla sinaps yapar. • Bazal hücrelerle elektriksel-kimyasal sinapslar yapar. Bazı bazal hücreler 1. duyu nöronu ile sinaps yapar. 5

Tat tiplerine göre dönüştürme • Tuzlu maddeler, açık Na iyon kanallarından girer. Na fazlası iğrenç gelir (ekşi ve acı reseptörleri de uyarılır). • Tuzların anyonu büyüdükçe anyonun tadı alınmaya başlar (Na sakkarin) 6

• Ekşiler ortama H+ verir, protonlar hem hücre dışından hem içinden zarı etkiler: – Özel bir tip K+ kanalını bloke eder, K+ çıkışı azalır, zar depolarize olur – TRP (geçici reseptör potansiyel) kanalı denen bir iyon kanalını aktive eder, katyon kanalıdır, zar depolarize olur. • Zar depolarizasyonu VCa 2+ açılır nörotransmitter (tuzlu-ekşi: serotonin) salgılanır. • Ek olarak h. içi asidite enzimatik reaks. etkiler, ekşi duyumunda bu da etkili… 7

• Tatlı, acı (zehirler) maddeler, umami tadı ile ilgili maddeler ikinci habercileri etkiler. • Tatlı, acı ve umami tadına duyarlı reseptörlerin zarında T 1 R ve T 2 R reseptör proteinleri bulunur. • G-proteinlerle eşleşen reseptör proteinler, dimer yapılı. 8

• Tatlı reseptörlerinde T 1 R 2 + T 1 R 3 reseptör protein (dimer) var. • Kedi türlerinde, bazı et yiyicilerde T 1 R 2 yok, tatlıyı bilmezler. • Umami reseptörlerinde T 1 R 1 + T 1 R 3 var. • Yarasalarda T 1 R 1 yok, umamiyi bilmezler 9

• Acı reseptör proteinleri T 2 R tipi. Yaklaşık 25 farklı tipi var ama hayvanlar farklı acı tatları ayırdetmede iyi değiller. • Farklı acı reseptör hücreleri afferent nörona aynı tip sinyal gönderir. • Bu nedenle farklı acı maddeler tat reseptöründe farklı T 2 R’lere bağlansa da aksona iletilen sinyal aynı • Zaten sinyalin iletmesi gereken “dikkat, zehir olabilir”, bu nedenle MSS’in de acı tatları ayırdetme yeteneğinin zayıf oluşu önemsiz 10

• Acı, tatlı ve umami aynı 2. haberci sistem üzerinden reseptör hücreyi uyarır. • G protein zarda fosfolipaz C’yi aktive eder • Zar fosfolipitlerinden IP 3 oluşur. • Tat hücrelerine özgü IP 3 kapılı Na kanalı açılır, ayrıca IP 3, hücre içi depolardan Ca salgılatır. • Hücre depolarize olur voltaj kapılı Ca kanalları açılır. • Nörotransmitter (tatlı-acı-umami için ATP) sinaptik aralığa salgılanır. 11

• Tat duyusunun 1. nöronuna ait periferik akson dallara ayrılır, çok sayıda tat tomurcuğunda çok sayıda reseptörle sinaps yapar. • Dilin ön 2/3’ü ve damak fasial (VII), arka 1/3’ü glossofarengeal (IX), epiglot ve özofagus vagal sinirle (X) taşınır. • 1. nöron gövdesi bu nöronların ilgili periferik ganglionunda bulunur. 12

• Merkezi akson medullaya girer, solitar traktusa eklenir. • Medullada solitar nukleusun tatla ilgili kısmında 2. nöron gövdesi bulunur. • 2. nöron aksonu, bilinçli tat duyusu için talamus ventral posterior medial nukleusu üzerinden kortekse (S 1’de yüzle ilgili kısıma, 36. Brodmann alanına) gider. • Tat yollarının büyük kısmı çapraz yapmaz. 13

• Dilin farklı bölgelerinin farklı tatlara duyarlılığı tat yolları ve korteksle ilgilidir. • Bir duyu siniri birden fazla tat tipine yanıt verir ancak birine en çok duyarlıdır. • Tat analizinde populasyon kodlaması • Tat duyusunun kaybı: “Ageuzi” • Kokunun önemi 14

• Tat duyusu beslenme ve sindirimi kontrol eder. • Tat çekirdeğindeki nöronların aksonları çoğu medullada olmak üzere korteks dışında da pek çok bölgeye gider (yutma, tükrük salgısı, öğürme, kusma) • Sindirim ve solunumla ilgili alanlara, hipotalamus ve bazal telensefalonun limbik sistem yapılarına gider. • Bu alanlar lezzetle ilgili, yeme güdüleyen alanlar. 15

• Hipotalamusun bazı bölgelerinin veya amigdalanın hasarında kronik aşırı yeme ya da yememe davranışı, ya da yeme alışkanlıklarının değiştiği görülebilir. • Bozuk bir şey yediğimizde hızla bu besine karşı uzun süreli iştahsızlık gelişir (bazen 50 yıl) Bu durum örn. sigara ve alkol bağımlılığı için kullanılır. 16

Koku duyusu • Profesyoneller 5000 koku maddesini ayırdeder. • İnsan koku epiteli 10 cm 2, köpekte 170 cm 2 • Destek hücre, bazal hücre, 10 milyon kadar reseptör hücre var, yaklaşık 60 gün yaşar, sürekli yenilenir. • Bipolar nöron, akson kribriform kemikten geçip olfaktor bulbusa gider. Sinapslar yapar, olfaktor bulbustaki nöronlar olfaktor kortekse projekte olur. 17

Enerji dönüştürme • Tek çeşit koku molekülünden etkilenen spesifik reseptör proteinler (insanda 350, sıçanda 1000 kadar)(G-proteinle eşleşen reseptörler) • Bir olfaktor nöron, 1 tip reseptör protein içerir. Nöronlar dağınık yerleşimli, epitelin bir kısmı hasarlansa bile spesifik koku kaybı olmaz. (mukus, antikor)(anozmi) 18

• G protein aktivasyonu adenil siklaz ↑ c. AMP ↑ c. AMP kapılı katyon kanalları açılır depolarizasyon AP • Ca 2+ ile aktive olan Cl- kanalları da depolarizasyona yol açar. Aslında Clkanalı açılınca hiperpolarizasyon olur. Ama koku reseptörlerinde h. içi Cl- yüksek, kanal açılınca dışarı çıkıyor, reseptör depolarize oluyor deniyor. 19

• Reseptörlerin aksonları fila olfaktorya (1. kafa çifti) ile kribriform kemikten geçer, olfaktor bulbusa girer. • Burada glomerüllerdeki mitral ve tufted hücrelerle sinaps yapar. • Bu hücrelerin aksonları olfaktor traktusu oluşturur. Olf. Tr. ’un medial ve lateral bölümleri var, insanda lateral bölüm önemli 20

• Glomeruller: Bir koku nöronu bir glomerülde sinaps yapar. Birkaç bin koku nöronu 20 -50 glomerül nöronuna konverje olur. • Her glomerül bir tip reseptörden input alır: Koku enformasyonu olfaktor bulbusta uzaysal olarak kodlanır. • Kokuya çok hızlı adaptasyon gelişir. (Reseptör, nöron) 21

MSS’de iletim • Koku sinyalleri, olfaktor bulbustan primitif olfaktor kortekse iletilir (priform korteks, amigdala, entorinal korteks vs). • Buradan talamus yolu ile veya direkt olarak frontal kortekse, orbitofrontal kortekse gönderilir. • Talamus yolu ile orbitofrontal kortekse projeksiyon algı ve koku ayırdetmede önemlidir. • Amigdala yolu ile hipotalamusa ve entorinal alandan hipokampusa iletilen sinyaller, emosyon, motivasyonlar ve bellekle ilgilidir. 22

• Koku görme ve işitmeden eski. İlkel hayvanlarda geniş beyin alanları koku ile ilgili. Bu yapıların çoğu limbik sistem parçası. İlkel hayvanlarda motor sistemi aktive eden güdüler (yiyecek ve eş arama, zehirden-tehlikeden kaçma) kokuya dayanır. İnsan MSS’de bunun kalıntıları var: Bazı koku yolları doğrudan kortekse gidiyor, koku belleği çok güçlü vb. • Üst düzey canlıda (insan? gibi) kokunun yönettiği güdülerin yerini deneyim ve öğrenme ile anlamlandırma (yani neyi neden istediğimizi bilme) almış. Örn. para güçlü bir motivasyon. (yemek mi para mı? ) 23

• Bu nedenle başlangıçta koku ile ilişkili olan limbik yapılar üst düzey canlılarda kısmen koku ile ilgilidir. • Ama koku ve limbik işlevler hala bağlantılı: Görsel ve işitsel uyaranlara benzemez şekilde, koku ile bir hatıra o sıradaki mod ve emosyonu da içerecek şekilde açık-net hatırlanır. 24

• Limbik sistem ve hipotalamus arasında önemli bağlantılar var. Bu nedenle koku, tükrük salgısı gibi otonom etkilere yol açabilir. • Mide bulantısı oluşturan bir koku ile birlikte sunulan yiyecekten hayvan hayat boyu uzak durur. 25

Feromonlar • Türe spesifik kimyasal habercilerdir. (vomeronazal organ, MSS’de kokuya paralel ama ayrı iletim) • Seksuel, sosyal davranışlar ve üremede önemlidir. Östrus dönemlerini, puberte başlangıcını düzenler, dişilerde çiftleşme davranışını etkiler. • İdrar veya glandular salgılarla salınırlar. • Trikromasi, anozmi önemi, (17 -19. yy koku devrimi) 26

• Feromonlar pek çok canlıda benzerdir. Örn. steroid üreme hormonları, misk kokusu. Misk kokusu parfümeride kullanılır, insanın erkek cinsi için cezbedicidir. Kilise tütsülerinde de kullanılır. 27

• Koku tarafından yönlendirilen sadece seks hayatı değil. • İdrardaki veya fasial bezlerdeki feromonlar bölgeyi işaretlemek icin kullanılır hayvanlar tarafından. Hayvanlar yavrularını tanırlar. Bir grup bireylerini bu yolla tanır. • İnsanlarda etkisi ? ? Buna yönelik ticari ürünler var ama güçlü kanıtlar çok da etkili olmadığını göstermektedir. 28