Nöron Sinir Sisteminin Yapı Taşıdır
Sinir sistemi, nöron olarak bilinen 100 milyardan fazla hücreden oluşur. Nöron, sinir sisteminde bulunan ve işlevi bilgi almak ve iletmek olan bir hücredir. Aşağıdaki şekil "Nöronun Bileşenleri" bölümünde görebileceğiniz gibi, nöronlar üç ana bölümden oluşur: hücrenin çekirdeğini içeren ve hücreyi canlı tutan bir hücre gövdesi veya soma; diğer hücrelerden bilgi toplayan ve bilgiyi somaya gönderen dendrit olarak bilinen dallanan ağaç benzeri bir lif; ve bilgiyi hücre gövdesinden diğer nöronlara veya kaslara ve bezlere ileten akson olarak bilinen uzun, parçalı bir lif.
Şekil; Nöron Bileşenleri
Şekil
Beyin de dahil olmak üzere sinir sistemi, birbiriyle bağlantılı milyarlarca nörondan oluşur. Birbirine bağlı bu geniş ağ, insanın tüm düşünme, hissetme ve davranışlarından sorumludur. [MR McGill - Nöronlar, In Vitro Renkli! - CC BY-NC 2.0]Bazı nöronların yüzlerce hatta binlerce dendriti vardır ve bu dendritlerin kendileri de dallanarak hücrenin binlerce başka hücreden bilgi almasını sağlayabilir. Aksonlar da özelleşmiştir ve omurilikten ellerdeki veya ayaklardaki kaslara mesaj gönderenler gibi bazıları çok uzun, hatta birkaç fit uzunluğunda olabilir. İletişim hızlarını artırmak ve elektrik yüklerinin diğer nöronlarla kısa devre yapmasını önlemek için aksonlar genellikle bir miyelin kılıfla çevrilidir. Miyelin kılıf, bir nöronun aksonunu çevreleyen ve hem yalıtkan görevi gören hem de elektrik sinyalinin daha hızlı iletilmesini sağlayan bir yağ dokusu tabakasıdır. Aksonlar uçlarına doğru dallanır ve her dalın ucunda bir terminal düğme bulunur.
Nöronlar Elektrik ve Kimyasallar Kullanarak İletişim Kurar
Sinir sistemi elektrokimyasal bir süreç kullanarak çalışır (bkz. Aşağıdaki video; "Video Klip: Nöronun Elektrokimyasal Hareketi"). Bir elektrik yükü nöronun kendisinden geçer ve nöronlar arasında bilgi iletmek için kimyasallar kullanılır. Nöron içinde, bir sinyal dendritler tarafından alındığında, elektrik sinyali şeklinde somaya iletilir ve sinyal yeterince güçlüyse, daha sonra akson ve ardından terminal düğmelere aktarılabilir. Sinyal terminal düğmelere ulaşırsa, nörotransmitter olarak bilinen kimyasalları yaymaları için sinyal gönderilir, bu da sinaps olarak bilinen hücreler arasındaki boşluklar boyunca diğer nöronlarla iletişim kurar.
Video Klip: Nöronun Elektrokimyasal Hareketi
Bu video klip, nöron ve nörotransmitterlerin elektrokimyasal etkisinin bir modelini göstermektedir.
Elektrik sinyali, aksonun elektrik yükündeki değişikliklerin bir sonucu olarak nöron boyunca hareket eder. Normalde akson, nöronun iç kısmının hücrenin dışındaki alandan daha fazla sayıda negatif yüklü iyon içerdiği bir durum olan dinlenme potansiyelinde kalır. Aksonun hücre gövdesine en yakın segmenti dendritlerden gelen bir elektrik sinyaliyle uyarıldığında ve bu elektrik sinyali belirli bir seviyeyi veya eşiği geçecek kadar güçlüyse, bu ilk segmentteki hücre zarı kapılarını açarak daha önce dışarıda tutulan pozitif yüklü sodyum iyonlarının içeri girmesine izin verir. Bir sinir impulsu iletildiğinde bir nöronda meydana gelen elektrik yükündeki bu değişiklik aksiyon potansiyeli olarak bilinir. Aksiyon potansiyeli oluştuğunda, pozitif iyonların sayısı bu segmentteki negatif iyonların sayısını aşar ve segment geçici olarak pozitif yüklü hale gelir.
Aşağıdaki şekil "Miyelin Kılıfı ve Ranvier Düğümleri" bölümünde görebileceğiniz gibi, akson miyelin kılıfının sosis benzeri segmentleri arasındaki bir dizi kırılma ile bölümlere ayrılmıştır. Bu boşlukların her biri bir Ranvier düğümüdür. Elektrik yükü aksonda segmentten segmente, bir dizi küçük sıçrama ile düğümden düğüme hareket eder. Aksonun ilk segmentinde aksiyon potansiyeli oluştuğunda, bir sonraki segmentte hızla benzer bir değişiklik yaratır, bu da bir sonraki segmenti uyarır ve pozitif elektriksel dürtü aksonun sonuna kadar devam eder. Her yeni segment pozitif hale geldikçe, önceki segmentteki membran tekrar kapanır ve segment negatif dinlenme potansiyeline geri döner. Bu şekilde aksiyon potansiyeli akson boyunca terminal düğmelere doğru iletilir. Aksonun uzunluğu boyunca tüm tepki çok hızlıdır-saniyede 1.000 kez gerçekleşebilir.
Şekil; Miyelin Kılıfı ve Ranvier Düğümleri
Miyelin kılıf aksonun etrafını sarar ancak Ranvier düğümleri adı verilen küçük boşluklar da bırakır. Aksiyon potansiyeli akson boyunca ilerlerken düğümden düğüme atlar.Aksiyon potansiyelinin önemli bir yönü, ya hep ya hiç şeklinde işlemesidir. Bu, nöronun ya tamamen ateşlendiği, böylece eylem potansiyelinin aksiyon potansiyeli tamamen akson boyunca ilerlediği, ya da hiç ateşlemediği anlamına gelir. Böylece nöronlar daha hızlı ateşleyerek, ancak daha güçlü ateşlemeyerek hattaki nöronlara daha fazla enerji sağlayabilir. Ayrıca, aksonun ateşlenmesinden sonra aksonun tekrar ateşlenemediği kısa bir süre olan refrakter periyodun varlığıyla nöronun tekrar ateşlenmesi engellenir çünkü nöron henüz dinlenme potansiyeline dönmemiştir.
Nörotransmitterler: Vücudun Kimyasal Habercileri
Sinir sinyalleri sadece nöron içindeki elektrik yükleri yoluyla değil, aynı zamanda nöronlar arasındaki kimyasal iletim yoluyla da hareket eder. Nöronlar, bir nöronun aksonunun ucundaki terminal düğmelerin diğerinin dendritlerine neredeyse değdiği, ancak tam olarak değmediği sinaps olarak bilinen bağlantı bölgeleri ile ayrılır. Sinapslar, her bir aksonun komşu hücrelerdeki birçok dendrit ile iletişim kurmasına izin verdiği için dikkate değer bir işlev sağlar. Bir nöronun binlerce başka nöronla sinaptik bağlantıları olabileceğinden, sinir sistemindeki nöronlar arasındaki iletişim bağlantıları oldukça karmaşık bir iletişim sistemine olanak tanır.
Aksiyon potansiyelinden gelen elektrik impulsu aksonun ucuna ulaştığında, terminal düğmelere sinapsa nörotransmitter salgılamaları için sinyal gönderir. Nörotransmitter, nöronlar arasındaki sinapslar boyunca sinyalleri ileten bir kimyasaldır. Nörotransmitterler, bir nöronun terminal düğmesi ile diğer nöronların dendritleri arasındaki sinaptik boşluk boyunca hareket eder ve burada komşu nöronlardaki dendritlere bağlanırlar. Ayrıca, farklı terminal düğmeleri farklı nörotransmitterler salgılar ve farklı dendritler özellikle farklı nörotransmitterlere duyarlıdır. Dendritler nörotransmitterleri ancak alıcı nöron üzerindeki reseptör bölgelerine uyacak doğru şekle sahiplerse kabul edecektir. Bu nedenle, reseptör bölgeleri ve nörotransmitterler genellikle bir kilit ve anahtara benzetilir (Aşağıdaki şekil "Sinaps").
Şekil; Sinaps
Sinir impulsu terminal düğmeye ulaştığında, nörotransmitterlerin sinaps içine salınmasını tetikler. Nörotransmitterler alıcı dendritler üzerindeki reseptörlere bir kilit ve anahtar gibi oturur.Nörotransmitterler alıcı nöronlardaki reseptörler tarafından kabul edildiğinde etkileri uyarıcı (yani hücrenin ateşleme olasılığını artırır) veya engelleyici (yani hücrenin ateşleme olasılığını azaltır) olabilir. Ayrıca, alıcı nöron birden fazla nörotransmitteri kabul edebiliyorsa, her birinin uyarıcı ve engelleyici süreçlerinden etkilenecektir. Nörotransmitterlerin uyarıcı etkileri, nörotransmitterlerin engelleyici etkilerinden daha fazlaysa, nöron ateşleme eşiğine yaklaşır ve eşiğe ulaşırsa, aksiyon potansiyeli ve nöron aracılığıyla bilgi aktarma süreci başlar.
Reseptör bölgeleri tarafından kabul edilmeyen nörotransmitterlerin, nöronun bir sonraki potansiyel uyarımının gerçekleşmesi için sinapstan uzaklaştırılması gerekir. Bu süreç kısmen nörotransmitterlerin enzimler tarafından parçalanması ve kısmen de sinapsta bulunan nörotransmitterlerin nöron ateşlendikten sonra tekrar salınmaya hazır olarak iletim terminal düğmelerine geri emildiği bir süreç olan geri alım yoluyla gerçekleşir.
Vücutta üretilen 100'den fazla kimyasal madde nörotransmitter olarak tanımlanmıştır ve bu maddeler duygu, biliş ve davranış üzerinde geniş ve derin bir etkiye sahiptir. Nörotransmitterler iştahımızı, hafızamızı, duygularımızı ve aynı zamanda kas hareketlerimizi düzenler. Aşağıdaki tablo "Başlıca Nörotransmitterler ve İşlevleri" bölümünde de görebileceğiniz gibi, bazı nörotransmitterler psikolojik ve fiziksel hastalıklarla da ilişkilidir.
Tıbbi nedenlerle veya eğlence amaçlı olarak alabileceğimiz ilaçlar, düşüncelerimizi, duygularımızı ve davranışlarımızı etkilemek için nörotransmitterler gibi hareket edebilir. Bir agonist, belirli bir nörotransmittere benzer kimyasal özelliklere sahip olan ve böylece nörotransmitterin etkilerini taklit eden bir ilaçtır. Bir agonist alındığında, nöronu uyarmak için dendritlerdeki reseptör bölgelerine bağlanır ve sanki daha fazla nörotransmitter varmış gibi hareket eder. Örnek olarak, kokain nörotransmitter dopamin için bir agonisttir. Dopamin nöronlar tarafından salındığında haz duygusu yarattığından, kokain de yutulduğunda benzer duygular yaratır. Bir antagonist, bir nörotransmitterin normal etkilerini azaltan veya durduran bir ilaçtır. Bir antagonist alındığında, dendritteki reseptör bölgelerine bağlanır ve böylece nörotransmitteri bloke eder. Örnek olarak, kürar zehiri nörotransmitter asetilkolin için bir antagonisttir. Zehir beyne girdiğinde dendritlere bağlanır, nöronlar arasındaki iletişimi durdurur ve genellikle ölüme neden olur. Diğer ilaçlar ise nörotransmitterin kendisinin geri alımını bloke ederek çalışır - ilaç tarafından geri alım azaltıldığında, sinapsta daha fazla nörotransmitter kalır ve etkisini artırır.
Tablo; Başlıca Nörotransmitterler ve İşlevleri
| Nörotransmitter | Tanım ve işlev | Notlar |
| Asetilkolin (ACh) | Omurilikte ve motor nöronlarda kas kasılmalarını uyarmak için kullanılan yaygın bir nörotransmitter. Ayrıca beyinde hafızayı, uykuyu ve rüya görmeyi düzenlemek için kullanılır. | Alzheimer hastalığı asetilkolin yetersizliği ile ilişkilidir. Nikotin, asetilkolin gibi etki eden bir agonisttir. |
| Dopamin | Hareket, motivasyon ve duygularla ilgili olan Dopamin, beynin ödül sistemi tarafından salındığında haz duyguları üretir ve aynı zamanda öğrenmeyle de ilgilidir. | Şizofreni dopamin artışıyla ilişkiliyken, Parkinson hastalığı dopamin azalmasıyla ilişkilidir (ve dopamin agonistleri tedavide kullanılabilir). |
| Endorfinler | Şiddetli egzersiz, orgazm ve baharatlı yiyecekler yemek gibi davranışlara tepki olarak salınır. | Endorfinler doğal ağrı kesicilerdir. Afyon, morfin ve eroin gibi ilaçlarda bulunan bileşiklerle akrabadırlar. Endorfin salınımı, yoğun fiziksel efordan sonra yaşanan koşucu yüksekliğini yaratır. |
| GABA (gama-aminobütirik asit) | Beyindeki başlıca inhibitör nörotransmitter. | GABA eksikliği, titreme ve nöbetler de dahil olmak üzere istemsiz motor hareketlere yol açabilir. Alkol, sinir sistemini inhibe eden ve kendimizi sarhoş hissetmemize neden olan GABA salınımını uyarır. Düşük GABA seviyeleri anksiyete yaratabilir ve anksiyeteyi azaltmak için GABA agonistleri (sakinleştiriciler) kullanılır. |
| Glutamat | En yaygın nörotransmitterdir ve beyindeki sinapsların %90’ından fazlasında salınır. Glutamat, gıda katkı maddesi MSG’de (monosodyum glutamat) bulunur. | Aşırı glutamat aşırı uyarılmaya, migrene ve nöbetlere neden olabilir. |
| Serotonin | Ruh hali, iştah, uyku ve saldırganlık dahil olmak üzere birçok işlevde rol oynar. | Düşük serotonin seviyeleri depresyonla ilişkilidir ve depresyonu tedavi etmek için tasarlanmış bazı ilaçlar (seçici serotonin geri alım inhibitörleri veya SSRI’lar olarak bilinir) geri alımlarını önlemeye yarar. |
| Önemli Çıkarımlar |
| -Merkezi sinir sistemi (MSS), beyni ve omuriliği oluşturan nöronlar topluluğudur. -Periferik sinir sistemi (PNS), MSS’yi cildimize, kaslarımıza ve bezlerimize bağlayan nöronlar topluluğudur. -Nöronlar, sinir sisteminde bulunan ve bilgi ileten özelleşmiş hücrelerdir. Nöronlar bir dendrit, bir soma ve bir akson içerir. -Bazı aksonlar miyelin kılıf olarak bilinen ve aksonu çevreleyerek yalıtkan görevi gören ve elektrik sinyalinin daha hızlı iletilmesini sağlayan yağlı bir madde ile kaplıdır -Dendrit, diğer nöronlardan bilgi alan ve elektrik uyarımını somaya ileten ağaç benzeri bir uzantıdır. -Akson, somadan terminal düğmelere bilgi aktaran uzun bir liftir. -Nörotransmitterler, bir tür kilit ve anahtar sistemi kullanarak terminal düğmelerden ve sinapslar boyunca alıcı dendritlere kimyasal olarak bilgi aktarır. -Birçok farklı nörotransmitter, biliş, hafıza ve davranışı etkilemek için birlikte çalışır. -Agonistler nörotransmitterlerin etkilerini taklit eden ilaçlardır, antagonistler ise nörotransmitterlerin etkisini bloke eden ilaçlardır. |
| Alıştırmalar ve Eleştirel Düşünme |
| 1. Bir nöron resmi çizin ve ana parçalarını etiketleyin. 2. Her gün yaptığınız bir eylemi hayal edin ve nöronların ve nörotransmitterlerin bu eylemi gerçekleştirmenize yardımcı olmak için nasıl birlikte çalışabileceğini açıklayın. |
Yorumlar
Yorum Gönder