REK 181 ANATOM FZYOLOJ KONU 5 Sinir Sistemi

REK 181 ANATOMİ & FİZYOLOJİ KONU 5 Sinir Sistemi ŞÜKRAN NAZAN KOŞAR Hacettepe Üniversitesi Spor Bilimleri Fakültesi, Rekreasyon Bölümü Egzersizde Beslenme ve Metabolizma Anabilim Dalı 1

Dersin İçeriği A. Sinir sisteminin fonksiyonları B. Sinir sisteminin organizasyonu A. Merkezi sinir sistemi B. Periferik sinir sistemi C. Sinir dokusu hücreleri – Nöronun yapısı – Nöron çeşitleri – Nöronda sinir iletimi • İstirahat membran potansiyeli • Aksiyon potansiyeli • Hep ya da hiç kuralı D. Nöronlar arasında sinir uyarısı iletimi • Sinaps • Nörotransmiter maddeler • Eksitatör ve inhibitör postsinaptik potansiyeller (EPSP ve İPSP) 2 • Uzaysal (spatial) ve zamansal (temporal) iletim

SİNİR SİSTEMİNİN BAŞLICA YAPILARI 3

SİNİR SİSTEMİNİN FONKSİYONLARI 1. Vücut iç ortamının kontrolü – Sinir sistemi endokrin sistemle işbirliği halinde çalışır 2. İstemli hareketin kontrolü 3. Omurilik reflekslerinin programlanması 4. Hafıza ve öğrenme için gerekli deneyimlerin özümsenmesi 4

SİNİR SİSTEMİNDE BİLGİNİN İŞLENMESİ Duyusal girdi Bütünleştirme Sensor Motor çıktı Effektör Periferal sinir sistemi (PSS) Merkezi sinir sistemi (MSS) 5

SİNİR SİSTEMİNDE BİLGİNİN İŞLENMESİ 1. Duyusal fonksiyon – Duyu reseptörleri bilgiyi toplar – Bilgi MSS’ne ulaştırılır 2. Bütünleştirme Fonksiyonu – Duyusal bilgiler kullanılarak, • Hisler • Düşünceler • Hafıza • Kararlar oluşturulur 3. Motor fonksiyon – Kararlar doğrultusunda hareket edilir – Kararlar efektör organlara ulaştırılır 6

SİNİR DOKUSU HÜCRELERİ 1. NÖRONLAR 2. NÖROGLİAL HÜCRELER – PSS’de • Schwan hücreleri • Uydu hücreler – MSS’de • Astrositler • Oligodentrositler • Mikroglial hücreler • Epandimal hücreler 7

NÖRON’UN YAPISI Başlıca bölümleri: 1. Soma (hücre gövdesi) 2. Akson 3. Dentrit Diğer önemli yapılar: • Schwan hücresi • Myelin kılıfı • Ranvier düğümü 8

NÖRONLARIN ELEKTRİKSEL AKTİVİTESİ • Nöronlar “Uyarılabilen Dokular”dır – İrritabilite: dentrit ve sinir hücresi gövdesinin uyarana (stimulus) karşı yanıt verebilme ve bu yanıtı sinir uyarısına dönüştürebilme özelliğidir – İletkenlik: sinir uyarılarının akson boyunca iletilmesidir

NÖRON ÇEŞİTLERİ Nöronların, büyüklüğü ve şekli ile sahip oldukları akson ve dentrit sayısı farklılık gösterebilir. A. Yapılarına göre nöron çeşitleri 1. Multipolar nöronlar 2. Bipolar nöronlar 3. Unipolar nöronlar B. Fonksiyonlarına göre nöron çeşitleri 1. Afferent (duyu) 2. Efferent (motor) 3. İnternöron (ara nöron-bütünleştirici) 10

NÖRON ÇEŞİTLERİ Multipolar nöronlar • Nöronların %99’u • Çok sayıda uzantıya sahip • MSS’deki nöronların çoğu Bipolar nöronlar • İki uzantılı • Göz, kulak, burun Unipolar nöronlar • Tek uzantı • PSS’nin gangliyonları • Duyusal 11

Unipolar nöronların dentriti olan reseptörlere örnekler 12

NÖRONLARIN FONKSİYONEL ROLLERİNE GÖRE SINIFLANDIRILMASI 1. Aferent (duyusal) nöronlar 2. İnternöronlar (ara nöronlar) 3. Eferent (motor ) nöronlar 13

NÖRONLARIN FONKSİYONEL ROLLERİNE GÖRE SINIFLANDIRILMASI 14

NÖROGLİYAL HÜCRELER PSS ve MSS’nin gliyal hücreleri farklıdır. PSS MSS 1. Schwann Hücreleri 1. Oligodentrositler 2. Uydu Hücreler 2. Astrositler 3. Mikrogliyal hücreler 4. Epandimal hücreler 15

PSS’nin Nörogliyal Hücreleri 1. Schwann Hücreleri – Myelinli periferal nöronlarda bulunan myelin maddesini üretirler – Sinir iletimini hızlandırır 2. Uydu Hücreler – Nöron hücre gövdesi topluluklarını (gangliyon) desteklerler 16

MSS’nin Nörogliyal Hücreleri Epandimal hücre Beyin veya spinal kordun sıvı dolu boşluğu Nöron Astrosit Oligodentrosit Mikrogliyal hücre Kılcal damar 17

MSS’nin Nörogliyal Hücreleri 1. Astrositler – – MSS Fazla iyonları elimine eder Sinaps oluşumunu başlatır Nöronları kan damarlarına bağlar 2. Oligodentrositler – MSS – Myelin üretirler 3. Epandimal hücreler – MSS – Siliaları bulunur – Spinal kordun merkezindeki kanalı örter – Beyin ventriküllerini örter 4. Mikrogliyal hücreler – MSS – Fagositoz yaparlar 18

BEYİN VE SPİNAL KORDTA GRİ VE BEYAZ CEVHERİN DAĞILIMI 19

AKSONLARIN MİYELİNLENMESİ Beyaz cevher • Miyelinli aksonları içerir • Sinir yolları (traktus) olarak bilinir Gri cevher • Miyelinsiz yapıları içerir • Hücre gövdeleri, dentritler 20

SİNİRLER ARASINDA UYARI İLETİMİ: SİNAPS Sinir uyarıları bir nörondan diğerine sinapsta, pre-sinaptik nörondan post-sinaptik nörona iletilerek geçer.

KİMYASAL SİNAPSTA UYARI İLETİMİ Animation: Chemical Synapse http: //highered. mcgraw-hill. com/sites/0072495855/student_view 0/chapter 14/animation__chemical_synapse__quiz_1_. html http: //www. youtube. com/watch? v=r. Wrnz-Ci. M 7 A 22

KİMYASAL SİNAPSTA UYARI İLETİMİ 23

KİMYASAL SİNAPSTA UYARI İLETİMİ Animation: Transmission Across a Synapse http: //highered. mcgraw-hill. com/sites/0072495855/student_view 0/chapter 14/animation__transmission_across_a_synapse. html 24

AKSON BOYUNCA SİNİR UYARISI İLETİMİ http: //highered. mcgraw-hill. com/sites/0072495855/student_view 0/chapter 14/animation__the_nerve_impulse. html 27

DİNLENİK MEMBRAN POTANSİYELİ 28

DİNLENİK MEMBRAN POTANSİYELİNİ BELİRLEYEN FAKTÖRLER http: //www. youtube. com/watch? v=P 2 hx. GVL 25 OU 29

DİNLENİK MEMBRAN POTANSİYELİNİ BELİRLEYEN FAKTÖRLER • Dinlenik membran potansiyeli – Dinlenik durumda, nöronlar negatif yüklüdür – Membran üzerindeki iyon (Na+, K+, Cl-) konsantrasyonu dinlenik membran potansiyelini belirler • Dinlenik membran potansiyelinin büyüklüğünü etkileyen faktörler – Plazma membranının farklı iyonlara karşı geçirgenlik düzeyi – Hücre içi ve hücre dışı iyon konsantrasyonları arasındaki fark Hücre tipine göre DMP Nöronlarda DMP : -100 ile -40 m. V : -75 ile -40 m. V 30

Sinir hücresinde dinlenik membran potansiyeli nasıl korunur ? Sodyum-Potasyum Pompası • Hücre membranında lokalizedir • Enerji kaynağı ATP’dir • Sodyumu hücre dışına, potasyumu ise hücre içine pompalar • İki potasyum iyonuna karşılık üç sodyum iyonu pompalar: 2 K+ / 3 Na+

AKSİYON POTANSİYELİ Aksiyon potansiyeli • Yeterince kuvvetli bir stimulus nöron membranına ulaştığında membran geçirgenliğinde değişikliğe yol açar • Hücre membranı Na+‘nın hücre içine girmesine izin verir • Sodyum iyonları hücre içine girer ve hücre içi ortamı pozitif yükler (hücre depolarize olur) • Depolarizasyon eşik noktasına ulaştığında aksiyon potansiyeli gerçekleşir 32

AKSİYON POTANSİYELİ Yeterince güçlü bir stimulus Membran geçirgenliğinde artış Membranda depolarizasyon Depolarizasyon eşik noktası Aksiyon potansiyeli

Aksiyon Potansiyeli Animasyon: Aksiyon potansiyeli http: //bcs. whfreeman. com/thelifewire/content/chp 44/4402002. html

SİNİR UYARISININ İLETİMİ • Aksiyon potansiyeli oluşur oluşmaz sinir aksonu boyunca bir seri iyon değişimi gerçekleşir • Böylece sinir uyarısı akson boyunca iletilir • Bu iletim miyelinli liflerde ranvier düğümleri aracılığı ile gerçekleşir Depolarizasyon

ANİMASYON Myelinli ve myelinsiz liflerde uyarı iletimi The Schwann Cell and Action Potential http: //www. youtube. com/watch? v=DJe 3_3 Xs. BOg 36

REPOLARİZASYON • Membran geçirgenliğindeki değişiklik, dinlenik membran potansiyelini restore eder • Birbirini izleyen depolarizasyonlar arasında çok kısa bir bekleme süresi vardır 1. Bu bekleme sırasında, membran geçirgenliğinde potasyuma karşı artış olur • Potasyum hızla hücre dışına çıkar ve hücre içini negatif yükler 2. Depolarizasyon uyarısını takiben hücre membranındaki Na+ kapıları kapanır, • Hücre içine Na+ girişi yavaşlar, hücre içine pozitif yük girişi azalır 37

REPOLARİZASYON 38

Hep ya da Hiç Yasası • Aksiyon potansiyeli bir kez oluştuktan sonra sinir aksonu boyunca voltajında düşüş olmaksızın iletilir • Bir sinir uyarısı, oluştuğu noktada ne kadar kuvvetli ise akson boyunca aynı düzeyde devam eder

NEUROTRANSMİTTERLER VE SİNAPTİK TRANSFER • Uyarıcı (Excitatory) postsinaptik potansiyeller (EPSP) – Depolarizasyona yol açar: depolarizasyon eşik noktasına ulaşabilir veya ulaşamaz – EPSP’nin eşik noktasına ulaşma yolları: 1. Temporal sumasyon (Zamansal birikim): Aynı presinaptik nörondan kısa sürede arda gelen EPSPs’lerin toplamıdır (~50 EPSP) 2. Spatial sumasyon (Uzaysal birikim): Farklı presinaptik nöronlardan gelen EPSPs’lerin toplamıdır (~50 EPSP) • Inhibe edici (Inhibitory) postsinaptik potansiyeller (IPSP) – Hiperpolarizasyona yol açar (hücre içi negatif yükü artar) Animasyon: Temporal ve spatial sumasyon http: //entochem. tamu. edu/neurobiology/index. html http: //www. youtube. com/watch? v=v 5_yn. MBgt 88

Başlıca Nörotransmitterler 1. Uyarıcı nörotransmitterler • Asetilkolin • Parçalayıcı enzimi asetilkolinesteraz • Norepinefrin • Dopamin • Serotonin 2. İnhibe edici nörotransmitterler • Gama aminobütrik asit (GABA) • Glisin

Başlıca Nörotransmitterler • Asetilkolin: Nöromüsküler kavşağın nörotransmiter maddesidir • Serotonin: Beyin hücrelerini etkileyerek uyku, duyu algısı, ısı düzenlemesi ve duygusal durumu düzenler • Norepinefrin: Beynin duygu, rüya ve uyanıklıkla ilgili bölümlerini etkiler • Dopamin: Beynin duygularla ilgili bölümündeki özel nöronlarda bulunur • GABA : Beyindeki en yaygın inhibitör sinyaldir • Endorfinler: Ağrı algısını azaltırlar • Nöromodulatör: Hedef nöronlardaki membran yanıtlarını artıran ya da azaltan maddelerdir

UZAYSAL VE ZAMANSAL BİRİKİM 45

POSTSİNAPTİK POTANSİYELLERİN POSTSİNAPTİK NÖRONUN TETİKLEYİCİ BÖLGESİNDE BİRİKİMİ 46

AKSİYON POTANSİYELİNİN İLETİMİ 47

SİNİR SİSTEMİNİN ORGANİZASYONU 49

SİNİR SİSTEMİNİN ORGANİZASYONU 50

SİNİR SİSTEMİNİN ORGANİZASYONU 51

SİNİR SİSTEMİ FONKSİYONLARI Aşamalı potansiyel Sinir aksiyon potansiyeli Kas aksiyon potansiyeli 52

PERİFERİK SİNİR SİSTEMİ • 31 çift spinal sinir • 12 çift kranial sinir

PERİFERAL SİNİRİN YAPISI

SOMATİK SİSTEM • Spinal korda giden ve spinal korddan gelen sinirler • Kas hareketlerini kontrol eder • Somatoduyuşsal girdiler • İstemli hareketler ve refleks hareketler – İskelet refleksleri

Somatik Sinir, Motor Sinir ve Motor Ünite • Somatik Sinirler – Periferik sinir sisteminin iskelet kasları ile ilgili olan sinirler • Motor Sinir – İskelet kaslarına sinir uyarılarını ileten somatik sinire motor sinir denir • Motor Ünite – Bir motor sinir ve bu motor sinirin sinir kaynağını sağladığı (inerve ettiği) tüm kas liflerinden oluşan birim

Otonom Sinir Sistemi İki bölümü vardır: – Sempatik – Parasempatik İstemsiz hareketleri kontrol eder – Kalp atımı – Kan basıncı – Solunum – Terleme – Sindirim Düşünce ve duygusal durumla etkilenebilir

Otonom sinir sisteminin parasempatik (sol) ve sempatik (sağ) bölümleri

Sempatik Sistem • “Savaş ya da kaç” yanıtı Merkezi Sinir Sistemi Sempatik Sistem Beyin Gözbebeği genişlemesi Tükürük salgısı uyarımı Bronşlarda gevşeme Spinal kord Akciğerle • Adrenalin ve noradrenalin Kalp atım hızında artış salgılar Aktivitelerini azaltır • Kalp atım hızı ve kan Kalp Sindirim organları Pankreas basıncını artırır Glikoz yapımı uyarımı • İskelet kaslarına kan Adrenalin ve noradrenalin salgılaması akımını artırır Mesaneyi gevşetir • Sindirim fonksiyonlarını inhibe eder Tükürük bezleri Sempatik ganglia Erkeklerde ejakülasyon uyarımı Karaciğer Adrenal bezler Böbrek

Parasempatik Sistem • “Dinlen ve sindir” sistemi • Enerjisini koruması ve saklaması için vücudun sakinleşmesini Merkezi Sinir Sistemi Parasempatik Sistem Beyin Gözbebeklerini küçültür Tükürük salgısını uyarır Spinal kord Bronşları daraltır Kalp atım hızını yavaşlatır Aktivitelerini uyarır rahatlamasını sağlar • Kalp atım hızı, solunum ve kan basıncını düşürür Safra kesesi aktivitesini uyarır Safra kesesi Mesanenin kasılmasını uyarır Üreme organlarının ereksiyonunu uyarır

Sempatik ve Parasempatik Sinir Sistemi Farklılıkları Sempatik Sistem (uyarılma) Pupillaları genişletir Azaltır Nemlendirir Artırır Etkilediği Bazı Organlar GÖZLER TÜKÜRÜK SALGISI DERİ SOLUNUM Parasempatik Sistem (rahatlama) Pupillaları daraltır Artırır Kurutur Azaltır Hızlandırır KALP Yavaşlatır İnhibe eder SİNDİRİM Stimüle eder Stres hormonlarının salgısını artırır ADRENAL BEZLER Stres hormonlarının salgısını azaltır

DUYUSAL BİLGİ ve REFLEKSLER • Duyusal bilgi – İç ve dış ortamda oluşan değişiklikler hakkında MSS’nin bilgilendirilmesi • Reseptör – İç ve dış ortamda oluşan farklı tipteki enerji değişikliklerini sinir uyarısı enerjisine dönüştüren duyu organlarıdır • Kas-iskelet sistemi reseptörleri – Kemoreseptörler • Kas ve çevresinde meydana gelen kimyasal değişikliklere duyarlı reseptörlerdir – Kinestetik reseptörler/proprioseptörler • Kas iğciği • Golgi tendon organı • Eklem reseptörleri

Proprioseptörler: Kas İğciği • Kas gerimi ve boyunda meydana gelen değişikliklere duyarlıdır • Refleks hareket yoluyla daha kuvvetli bir kasılmasını başlatır

Proprioseptörler: Golgi Tendon Organı • • Kas geriminde oluşan değişikliklere karşı duyarlıdır Duyarlık düzeyi daha düşüktür Refleks hareket yolu kasılan kasın gevşemesini sağlar Yaralanmalara karşı koruyucu rol oynar

Proprioseptörler: Eklem Reseptörleri • Tendon, ligament, periost, kas ve eklem kapsülünde bulunurlar • MSS’ne eklem açısı, eklem hareket hızı, ivmesi ve basınç • nedeniyle oluşan deformasyon hakkında bilgi verirler Bazı eklem reseptörleri: Pacini organı, kraus soğanı, ruffini organı

Refleksler: Refleks Ark Şekil 9. 13 Refleks ark: duyu reseptöründen MSS’ne ve MSS’den effektör organa giden sinir yollarını içerir.

Refleksler: Çekme Refleksi

Refleksler: Çekme Refleksi Şekil 9. 15 Çekme refleksinde uyarılan koldaki fleksör kaslar kasıldığında, diğer koldaki ekstansör kaslar da kasılır.

• http: //humanbody. homestead. com/Nervous. Syste m. html 70