Sinir Sisteminin Yapısı, Görev ve İşleyişi

Canlılar hayatta kalmak için çevreden gelen uyarılara tepki vermek zorundadır. İnsanlarda bu tepkileri düzenleyen sinir sistemi ve endokrin sistem, homeostazi (iç denge) sağlar.

Sinir sisteminin temel yapı taşı olan nöron (sinir hücresi), hücre gövdesi ve uzantılardan oluşur. Hücre gövdesinden çıkan kısa uzantılara dendrit, daha uzun olan uzantıya ise akson denir. Dendritler uyarıları alarak hücre gövdesine iletirken, akson uyarıları başka bir nörona veya efektör organa taşır.

Bazı aksonların üzeri miyelin kılıf ile kaplıdır. Bu protein ve yağdan oluşan örtü, aksonun elektriksel yalıtımını sağlayarak impuls hızını artırır. Miyelin kılıfın kesintiye uğradığı noktalara Ranvier boğumu denir.

Dikkat! Nöronlar özelleşmiş hücreler olup sentrozom içermez, bu nedenle bölünme özellikleri yoktur. Bir kez hasar görünce yenilenmezler.

Sinir sisteminde nöronların yanı sıra glia adı verilen yardımcı hücreler de bulunur. Bunlardan Schwann hücreleri çevresel sinir sisteminde, oligodentrositler ise merkezi sinir sisteminde miyelin kılıf oluşturur.

Nöron Çeşitleri ve İmpuls İletimi

Nöronlar görevlerine göre üç çeşittir:

Duyu Nöronu (Getirici Nöron): Reseptörlerden aldığı uyarıları merkezi sinir sistemine iletir. Duyu nöronu zarar görürse, uyarı alınamaz. Örneğin diş tedavisinde yapılan anestezi duyu nöronlarını uyuşturur ve acı hissedilmez.

Ara Nöron (Bağlantı Nöronu): Merkezi sinir sisteminde bulunur. Duyu nöronundan gelen uyarıları değerlendirir ve motor nörona iletir. Ara nöron zarar görürse uyarı değerlendirilemez ve tepki oluşmaz.

Motor Nöron (Götürücü Nöron): Merkezi sinir sisteminde oluşan cevabın efektör organlara (kaslar, bezler) iletilmesini sağlar. Motor nöron zarar görürse, uyarı değerlendirilse bile tepki oluşmaz.

Önemli! Botoks uygulamalarında motor nöron işlevi geçici olarak engellenir, bu yüzden kaslar hareketsiz kalır.

Duyu organlarında bulunan reseptör hücreler, ışık, sıcaklık, koku ve tat gibi uyarıları alır. Efektör organlar ise salgı bezleri ve kaslar gibi tepki gösteren organlardır.

Glia hücreleri nöronlara yardımcı olur. Mikroglia savunmada, astrositler kan-beyin bariyerinde, ependim hücreleri ise BOS sıvısının üretiminde görev alır.

İmpuls Oluşumu ve İletimi

İç ve dış çevreden gelen uyarıların sinir hücresinde meydana getirdiği kimyasal ve elektriksel değişimlere impuls (uyartı) denir. İmpuls iletimi sırasında nöron zarında bulunan Na⁺-K⁺ pompası ve iyon kanalları elektriksel yük değişimine neden olur.

Nöronlarda İmpuls İletimi:

1. Polarizasyon: Dinlenme durumunda hücre içi negatif, hücre dışı pozitiftir.
2. Depolarizasyon: Uyarı geldiğinde hücre içi pozitif, hücre dışı negatif olur.
3. Repolarizasyon: Hücre tekrar dinlenme durumuna döner.

Bir nöronda impuls oluşturan en küçük uyarı şiddetine eşik değeri denir. Nöron, eşik değerinin altındaki uyarılara tepki göstermezken, eşik değeri ve üzerindeki uyarılara aynı şiddette cevap verir. Buna ya hep ya hiç prensibi denir.

Miyelin kılfa sahip nöronlarda impuls sadece Ranvier boğumlarında oluşur ve bir boğumdan diğerine atlayarak iletilir. Bu sayede iletim hızı artar.

Sinapslarda İmpuls İletimi

Sinaps, bir nöronun akson ucundan diğer nöronun dendritine doğru impuls iletiminin gerçekleştiği bağlantı bölgesidir. Sinapslarda impuls iletimi sadece kimyasal olarak gerçekleşir.

Bir nörona uyartı geldiğinde, akson ucunda bulunan keseciklerden nörotransmitter maddeler salgılanır ve sinaptik boşluğa bırakılır. Bu kimyasal uyarıcılar (asetilkolin, seratonin, histamin gibi) bilginin bir nörondan diğerine aktarılmasını sağlar.

Sinapslara gelen her impuls diğer nörona aktarılmaz. Buna seçici direnç denir. Böylelikle impuls sadece ilgili efektör organa iletilir.

Dikkat! Aksonlarda impuls iletimi hem elektriksel hem kimyasal olarak gerçekleşirken, sinapslarda sadece kimyasal olarak gerçekleşir.

İmpuls Hızını Etkileyen Faktörler:

• Miyelin kılıfın bulunması
• Akson çapının artması
• Ranvier boğumu sayısının azalması

Tepki Şiddetini Etkileyen Faktörler:

• Uyarılan sinir teli sayısının artması
• Uyarı şiddetinin artması

Bir sinir hücresinde impuls hızı sabittir, değişmez. Ancak sinir demetinde, uyaran şiddeti arttıkça uyarılan nöron sayısı ve impuls sayısı artar.

Sinir Sistemi Bölümleri

Sinir sistemi, merkezi sinir sistemi ve çevresel sinir sistemi olmak üzere iki ana bölümden oluşur.

Merkezi Sinir Sistemi: Beyin ve omurilikten oluşur. İçten ve dıştan gelen uyarıların değerlendirilmesini ve yanıt oluşturulmasını sağlar. Beyin ve omurilik üç katlı zarla (meningens zarları) çevrilidir:

• Sert Zar: En dışta, kafatası kemiğine yapışık bulunur.
• Örümceksi Zar: İnce bağ dokusu lifleriyle sert zarı ve ince zarı birbirine bağlar.
• İnce Zar: Beynin tüm girinti ve çıkıntılarına uzanan zardır.

Örümceksi zar ile ince zar arasında beyin omurilik sıvısı (BOS) bulunur. BOS beyni çarpmalara ve basınca karşı korur, iyon dengesini sağlar ve metabolizma atıklarını uzaklaştırır.

Beyin üç ana bölümden oluşur:

• Ön Beyin: Uç beyin ve ara beyinden oluşur.
• Orta Beyin
• Arka Beyin: Pons, beyincik ve omurilik soğanından oluşur.

Beynin Bölümleri ve İşlevleri

Uç Beyin (Serebrum): Sağ ve sol yarım küreden oluşur ve beynin en büyük kısmıdır. Yarım küreler üstten nasırlı cisim ile birbirine bağlanır. Genelde sol yarım küre vücudun sağ kısmını, sağ yarım küre vücudun sol kısmını kontrol eder.

Beyin yarım küreleri dört loba ayrılır:

• Ön Lob (Frontal Lob): Problem çözme, karar verme, planlama ve konuşma
• Yan Lob (Parietal Lob): Dokunma, tat alma, koku alma ve matematiksel işlemler
• Şakak Lobu (Temporal Lob): Dili anlama, hafıza denetimi, duyma
• Arka Lob (Oksipital Lob): Görme, görsel yorumlama

İlginç Bilgi: Sol yarım küre; analitik düşünme, sayısal beceriler ve yazma yeteneklerini kontrol ederken, sağ yarım küre; hayal gücü, yaratıcılık ve üç boyutlu algılamayı kontrol eder.

Ara Beyin: Epitalamus, talamus ve hipotalamustan oluşur.

• Epitalamus: Epifiz bezinin bulunduğu bölümdür. Melatonin hormonu salgılanır.
• Talamus: Koku duyusu hariç duyu organlarından gelen uyartıları alır ve uç beyine iletir.
• Hipotalamus: Homeostasi, vücut sıcaklığı, su dengesi, iştah kontrolü gibi hayati fonksiyonları düzenler.

Orta Beyin: Kas tonusu, vücut duruşu, görme ve işitme reflekslerini kontrol eder. Örneğin göz bebeğinin ışık miktarına göre büyüyüp küçülmesi orta beyin tarafından kontrol edilir.

Arka Beyin ve Omurilik

Arka Beyin üç kısımdan oluşur:

• Pons: Beyinciğin iki yarım küresi arasında impuls iletimini sağlar. Solunum merkezi burada bulunur.
• Beyincik: İki yarım küreden oluşur. İstemli kas faaliyetlerinin koordinasyonu ve vücut dengesini sağlar.
• Omurilik Soğanı: Hayati olayları kontrol ettiğinden "hayat düğümü" olarak da adlandırılır. Solunum, dolaşım, öksürme, hapşırma gibi refleksleri kontrol eder.

Dikkat! Omurilik soğanı, pons ve orta beyinden oluşan kısma "beyin sapı" denir. Omurilik soğanı zedelenen kişi ölür ya da bitkisel hayata girer.

Omurilik: Omurga tarafından korunur ve üç katlı zarla çevrilidir. Enine kesitinde dış kısımda ak madde, iç kısımda boz madde bulunur. Boz maddede arkada iki çıkıntı (arka kök) ve önde iki çıkıntı (ön kök) vardır.

Omuriliğin iki önemli görevi vardır:

1. Dış ortamdan gelen uyartıları beyne, beyinden gelen uyartıları vücuda iletmek
2. Refleksleri kontrol etmek

Refleks: Belirli uyaranlara karşı istemsiz ve otomatik oluşan tepkilerdir. Refleksler, doğuştan gelen (emme refleksi, diz kapağı refleksi) ve sonradan kazanılan (limon görünce ağzın sulanması) olmak üzere ikiye ayrılır.

Çevresel Sinir Sistemi

Çevresel Sinir Sistemi, beyin ve omurilikten çıkan duyu ve motor nöronlarından oluşur. Duyu nöronları aracılığıyla topladığı bilgileri merkezi sinir sistemine iletir. Merkezi sinir sisteminin değerlendirmesi sonucu oluşan cevap ise motor nöronlar ile efektör organlara iletilir.

Beyinden on iki çift sinir çıkar. Bunlardan onuncu sinir çiftine vagus siniri denir ve kalp, akciğer, barsak gibi organların çalışmasını kontrol eder. Omurilikten ise otuz bir çift sinir çıkar. Siyatik sinirler, omurilikten bacaklara kadar giden en uzun sinirlerdir.

Çevresel sinir sisteminin motor nöronları iki gruba ayrılır:

Otonom Sinir Sistemi:

• Miyelinsiz nöronlardan oluşur
• İstemsiz çalışan yapıları kontrol eder
• Dolaşım, solunum, sindirim gibi sistemleri düzenler

Somatik Sinir Sistemi:

• Miyelinli nöronlardan oluşur
• İstemli çalışan yapıları denetler
• Yürüme, koşma, yazı yazma gibi olayları kontrol eder

Pratik Bilgi: Omurilik aynı zamanda alışkanlık haline gelmiş davranışları da kontrol eder. Örgü örme, bisiklete binme, araba kullanma gibi davranışlar zamanla omuriliğin kontrolüne geçer. Bu davranışlarda aksaklık çıkarsa beyin yeniden devreye girer.

Omurilikte refleks oluşması sırasında impulsun izlediği yola refleks yayı denir. En basit refleks yayında duyu ve motor nöron görev alırken, karmaşık reflekslerde duyu, ara ve motor olmak üzere üç çeşit nöron görev yapar.