SİNİR SİSTEMİNİN YAPI, GÖREV VE İŞLEYİŞİ
Sinir sistemi, vücudun en kompleks sistemidir. Bu sistem zeka, öğrenme, hafıza, bilinç gibi özellikleri sağlamanın yanı sıra vücudun diğer sistemlerini işlevsel yönden kontrol eder. Vücudun içinden ve çevreden gelen uyarılara yanıt verir. Sinir sistemini beyin, omurilik ve pek çok sinir meydana getirir.
SİNİR DOKUSU
Sinir dokusu uyarıların alınması, değerlendirilmesi ve iletilmesinde görev yapar. Bu dokuyu sinir hücreleri ve destekleyici hücreler oluşturur. Sinir hücrelerine nöron, desteklik görevi yapan hücrelere ise glia adı verilir.
Nöronlar, oldukça özelleşmiş bir hücresel organizasyona sahiptir. Bir nöron temel olarak üç kısımdan oluşur. Bunlar hücre gövdesi, akson ve dendritlerdir.
Hücre gövdesi çekirdek ve organellerin yer aldığı kısımdır. Hücre gövdesinden dendrit ve akson olmak üzere iki tip uzantı çıkar. Dendritler genellikle çok sayıda olan, kısa ve dallanmış uzantılardır. Bunlar reseptörden veya diğer nöronlardan gelen uyartıları hücre gövdesine iletirler. Aksonlar hücre gövdesinden tek olarak çıkan ve genellikle dendritten daha uzun olan uzantılardır. Aksonların sonlandığı bölge dallanmış ve genişlemiştir. Bu kısım akson ucu adını alır. Aksonlar uyartıyı akson ucundan salgılanan kimyasal maddeler aracılığıyla diğer bir nörona ya da efektör hücreye iletir. Bazı nöronlarda akson uzunluğu bir metreye kadar ulaşabilir.
Çevresel sinir sistemine ait nöronların aksonları Schwann hücreleri adı verilen bazı hücrelerle kaplanmıştır. Bu hücreler aksonun etrafında miyelin kılıf denilen bir izolasyon tabakası meydana getirir. Miyelin kılıf, bakır elektrik tellerinin etrafını saran tabakaya benzer şekilde aksonun elektriksel olarak izolasyonunu sağlar. Miyelinli aksonlarda uyartı iletimi miyelinsiz aksonlara göre daha hızlıdır. Miyelin kılıf, Schwann hücreleri arasında kesintiye uğrayarak boğumlar oluşturur. Bunlara Ranvier boğumları denir.
Nöronlar, görevlerine göre duyu nöronu, ara nöron ve motor nöron olmak üzere üç gruba ayrılır.
Duyu nöronları vücudun çeşitli kısımlarındaki reseptörlerden aldıkları uyartıları merkezi sinir sistemine taşıyan nöronlardır. Bunlar dendritleri ile reseptörlere, aksonları ile de diğer nöronlara bağlıdır. Duyu nöronlarına “getirici nöronlar”da denir.
Ara nöronlar duyu ve motor nöronlar arasında bağlantı kuran nöronlardır. Bunlar merkezi sinir sisteminde bulunurlar. Duyu nöronlarından gelen bilgileri yorumlayarak oluşturdukları cevabı motor nöronlara aktarırlar. Ara nöronlar, akson ve dendritleri ile diğer nöronlara bağlıdır.
Motor nöronlar merkezi sinir sistemindeki ara nöronlardan gelen uyartıları kas ya da salgı bezi gibi efektör organlara ileten nöronlardır. Böylece bu organları harekete geçirirler. Motor nöronlar, dendritleri ile diğer nöronlara aksonları ile de efektöre bağlıdır. Motor nöronlara “götürücü nöronlar”da denir.
Sinir sistemindeki glia ya da nöroglia denilen hücreler, nöronlardan farklı olarak elektriksel sinyal oluşturma ve bunları iletme işlevini gerçekleştiremez. Glia hücrelerinin nöronlara fiziksel destek sağlama, onları besleme ve nöronları çevreleyen hücre dışı sıvıyı düzenleme gibi görevleri vardır. Bu hücreler ayrıca aksonların izolasyonunu sağlar. Örneğin bir glia hücresi olan Schwann hücreleri, çevresel sinir sisteminde bulunan nöronlarda aksonların etrafını iç içe geçmiş tabakalar şeklinde sararak miyelin kılıfı meydana getirmektedir. (Merkezi sinir sisteminde yer alan nöronlarda miyelin kılıfı Schwann hücreleri değil başka bir glia hücresi oluşturur.)
İMPULS OLUŞUMU VE İLETİMİ
Konu içeriğine yukarıdaki bağlantıya tıklayarak ulaşabilirsiniz.
İNSANDA SİNİR SİSTEMİ
İnsanda sinir sistemi, merkezi sinir sistemi ve çevresel sinir sistemi olmak üzere iki kısımda incelenir. Sinir sistemine ait hücrelerin çoğu beyin ve omurilikte bulunur. Beyin ve omurilik birçok bilginin yorumlandığı yerdir. Bu nedenle merkezi sinir sistemi olarak adlandırılır. Merkezi sinir sistemine bilgi getirme ve götürme işi, beyin ve omurilikten dışarıya doğru uzanan nöronlar aracılığıyla gerçekleşir. Bu nöronlar çevresel sinir sistemini oluşturur. Yani merkezi sinir sisteminin vücuttaki doku ve organlarla iletişim kurmasını çevresel sinir sistemi sağlar.
MERKEZİ SİNİR SİSTEMİ
Merkezi sinir sistemini oluşturan beyin ve omurilik, hem dış hem de iç ortamdan gelen uyartıları alır ve değerlendirerek uygun cevabın verilmesini sağlar. Beyin ve omurilik birbiriyle yakın ilişki içerisinde işlev gösterirler.
BEYİN
İnsan vücudunun en karmaşık organı olan beyinde yaklaşık 100 milyar nöron bulunur. Kafatasının kemikleriyle çevrili olan bu organ, yetişkin bir insanda 1300 — 1400 gr ağırlığındadır.
Beyin; geçmiş deneyimler (depolanmış bilgi), şimdiki olaylar ve gelecek planlarına dayalı bilinçli eylem oluşturabilen tek organdır. Vücudun tüm kısımlarından gelen bilgileri (sinir uyarılarını) alır; bu bilgileri analiz ederek kararlar oluşturur ve tepki organlarına uyarılar (uygun cevaplar) gönderir.
Beyin, bağ dokusundan oluşan üç ayrı zarla çevrilmiştir. Kafatasının altında bulunan bu zarlara meninges denir. Meningesin dış tabakası sert zar, orta tabakası örümceksi zar ve iç tabakası ince zar olarak adlandırılır. Sert zar çift katlıdır ve dayanıklı bir yapıya sahiptir. Örümceksi zar içerdiği bağ dokusu lifleri sayesinde sert zar ile ince zarı birbirine bağlar. İnce zar beynin tüm girinti ve çıkıntılarına yapışmıştır. Yapısında bol miktarda kan damarı bulunur ve beynin beslenmesinde görev yapar. (Meningesin iltihaplanmasına menenjit denir. Menenjit genellikle bakteri ya da virüsün neden olduğu bir enfeksiyondur.)
Örümceksi zar ile ince zarın arasında beyin — omurilik sıvısı (BOS) yer alır. Bunun kökeni kan basıncının etkisiyle kılcal damarlardan çıkan sıvıdır.
Beyin— omurilik sıvısının işlevleri şunlardır:
* Beyin ile omuriliği sarsıntı ve darbelere karşı korur.
* Beyin ve omuriliğin atık ürünlerini kana verir. Ayrıca bu organların beslenmesi için gerekli maddeleri kandan süzer.
* Merkezi sinir sisteminde iyon dengesinin sağlanmasında rol oynar.
Gelişmiş bir insan beyni üç bölümde incelenir. Bunlar ön beyin, orta beyin ve arka beyindir. Bu bölümler de kendi aralarında alt gruplara ayrılır.
ÖN BEYİN
İnsanda beynin en büyük kısmı olduğundan “büyük beyin” olarak da adlandırılır. Ön beyin diğer beyin bölümlerini üstten örter. Uç beyin ve ara beyin olmak üzere iki kısımda incelenir.
Uç Beyin: Önden arkaya (boyuna) uzanan bir yarıkla sağ ve sol olmak üzere iki yarım küreye ayrılmıştır. Bu yarım küreler aksonlardan oluşan bağlarla birbirine bağlıdır. Üstteki bağa nasırlı cisim, alttaki bağa ise beyin üçgeni adı verilir. Beyin yarım kürelerini enine ayıran derin bir yarık bulunur. Buna Rolando yarığı denir.
Ön beyinden enine bir kesit alınırsa, dışta boz maddenin içte ise ak maddenin bulunduğu görülür. İçteki ak madde miyelinli sinirlerin aksonlarından meydana gelmiştir. Bu kısmın beyaz rengini lipit bakımından zengin olan miyelin verir. Ak maddenin dışında bulunan boz madde miyelinsiz nöron gövdelerinden oluşur. Bu kısma kabuk (korteks) adı verilir. Beynin kabuk kısmı, boz maddenin yüzey alanını artıran çok sayıda kıvrıma sahiptir. Yüzey alanının fazla olması, insanda zihinsel yeteneklerin diğer omurgalılardan daha gelişmiş olmasını sağlayan faktörlerden birisidir.
Beyin kabuğunda bilinç, düşünme, zeka, hafıza, yazı yazma, istemli hareket etme gibi etkinliklerin merkezleri bulunur. Duyu organlarından gelen bilgilerin değerlendirilmesi de beyin kabuğunda yapılır. Yani beynin kabuk bölgesi öğrenmemizi, karar vermemizi, bilinçli olmamızı ve duyusal olarak çevrenin farkında olmamızı sağlar.
Arka Beyin
Talamus duyu organlarından gelen bilgilerin toplanma ve dağıtım merkezidir. Koku dışındaki diğer duyular burada sınıflandırılır ve beyin kabuğundaki duyu merkezlerine yönlendirilir. Kısaca talamus, dış çevre ile beyin kabuğu arasında iletişimi sağlayan önemli bir merkezdir. Talamusun uyku oluşumunda da etkisi bulunur.
Beyin yarım kürelerinin arasında kalan kısımdır. Bu bölge talamus, hipotalamus ve epitalamustan oluşur.
Hipotalamus beynin küçük bir parçası olmasına rağmen iç organların ve dokuların ana kontrol merkezi durumundadır.
Hipotalamusun en önemli fonksiyonları şunlardır:
- Termostat görevi yaparak vücut sıcaklığını düzenler.
- Susama merkezini içerir ve vücudun su dengesinin düzenlenmesinde görev yapar.
- Açlık, tokluk ve iştahın düzenlenmesinde rol oynar.
- Biyolojik saatin düzenlenmesini sağlar.
- Üreme ve cinsel davranışları düzenler.
Hormonal denge üzerine etkilidir. Hipofiz bezinin arka lobundan salgılanan hormonlar hipotalamusta yapılır. Ayrıca hipofiz bezinin ön lobu üzerinde etkili olan serbest bıraktırıcı hormonların kaynağıdır.
Epitalamus, melatonin hormonunu salgılayan epifiz bezinin bulunduğu kısımdır. Beyin-omirilik sıvısını meydana
getiren bazı kılcal damarlar da epitalamusta yer alır.
ORTA BEYİN
Ara beyin ile pons arasında uzanan bölgedir. Beynin bu bölümünden ön beyin, beyincik, pons ve omurilik soğanı ile bağlantı kuran sinirler geçer. Bu nedenle orta beyin, ön ve arka beyin arasında köprü işlevi görür.
Orta beyin görme ve işitme ile ilgili refleksleri düzenler. Örneğin yan taraftan yaklaşan bir cismin gi beyin henüz oluşturmadan, baş o yöne doğru döner. Sese bağlı olarak da benzer bir refleks oluşur. İşitme ile ilgili tüm aksonlar ya orta beyinde sonlanır ya da bunun içinden geçerek ön beyine gider. Orta beyinde ayrıca kas tonusunu (dinlenme halinde kasların hafif kasılı olması durumu) ve vücudun duruşunu düzenleyen merkezler bulunur.
ARKA BEYİN
Arka beyin üç kısımdan meydana gelir. Bunlar beyincik, omurilik soğanı ve ponstur.
Beyincik: Arka kafa çukurunun içinde, omurilik soğanının üzerinde bulunur. İki yarım küreden meydana gelmiştir. Beyinciğin dış (kabuk) kısmı boz maddeden, iç kısmı ise ak maddeden oluşur. Ak madde, boz madde içine dallar şeklinde uzantılar gönderir. Bu görünüm bir ağacı andırdığı için hayat ağacı olarak adlandırılır.
Beyincik hareket ve denge merkezidir. Beyincik hem eklemlerin ve kasların durumlarıyla ilgili hem de iç kulaktaki denge organından başın hareketleriyle ilgili bilgileri alır. Ayrıca işitme ve görme merkezinden de veri toplar. Daha sonra tüm bu bilgileri bir araya getirerek aralarındaki koordinasyonu sağlar ve hatalı olanlar varsa onları düzeltir. Yapılan araştırmalar, istemli hareketlerin düzenlenmesinde beyinciğin beyin kabuğu ile birlikte çalıştığını göstermiştir. İnsanlarda beyincik hasara uğradığı zaman ayakta dururken veya yürürken sallanma, bir cisme doğru uzanan elin düzensiz hareket etmesi, gözlerin hareket eden bir cismin durduğu noktada duramaması gibi belirtiler ortaya çıkar.
Omurilik Soğanı: Beyinciğin altında, omurilik ile pons arasında bulunur. Ön beyin ve beyincikten farklı olarak dış kısmı ak maddeden, iç kısmı boz maddeden meydana gelir. Bu açıdan omuriliğe benzerlik gösterir. Omurilik soğanı, omuriliğin devamı niteliğindedir. Orta ve ön beyinden çıkıp vücuda giden motor sinirlerin çoğu omurilik soğanında çapraz yapar. Bunun sonucunda beynin sağ yarısı vücudun sol yarısının çoğu hareketlerini, sol yarısı da tersini kontrol eder.
Omurilik soğanının en önemli fonksiyonları şunlardır:
* Solunum, sindirim, dolaşım gibi yaşamsal olayların düzenlenmesini sağlar. Örneğin kalp atış hızını kontrol eden, kan damarlarının çaplarını ayarlayarak kan basıncını düzenleyen ve soluk alıp verme işlevini denetleyen merkezler omurilik soğanında bulunur.
* Yutma, kusma, hapşırma, öksürme gibi refleksleri kontrol eder.
Hayatsal öneme sahip olayların kontrol merkezlerini içerdiği için omurilik soğanına hayat düğümü adı da verilmektedir. Omurilik soğanının zarar görmesi durumunda kişinin yaşamı tehlikeye girebilir.
Pons (Varolii Köprü:
Orta beyinle omurilik soğanı arasında yer alır. Kalın sinir demetlerinden oluşmuştur. Ponsun fonksiyonları şunlardır:
* Merkezi sinir sisteminin parçalarını (beyin bölümleri ve omuriliği) birbirine bağlar. Böylece bir köprü görevi yapmış olur.
* Omurilik soğanındaki solunum merkezlerini düzenler.
OMURİLİK
Omurganın içinde, beyinden aşağı doğru inen yaklaşık 45 cm boyunda bir sinir dokusu kordonudur. Omuriliğin etrafını beyinde olduğu gibi sert zar, örümceksi zar ve ince zar örter. Örümceksi zar ile ince zar arasında omuriliği koruyan beyin — omurilik sıvısı (BOS) bulunur.
Omuriliğin enine kesitinde beyinden farklı olarak boz madde içte, ak madde dıştadır. Boz madde, ak madde içinde kanatları açık bir kelebek görünümündedir. Omurilik sinirleri, omurilik kordonundan düzenli aralıklarla çıkar ve her iki tarafa doğru uzanır. Her bir omurilik siniri iki köke sahiptir. Duyu nöronlarını bulunduran sinirler omurilik kordonuna sırt (dorsal) tarafındaki kökten girer ve motor nöronları bulunduran sinirler omuriliği karın (ventral) tarafındaki kökten terk eder.
Duyu sinirlerinin çoğu beyne ulaşmadan önce omurilikte çapraz yapar. Böylece vücudun sağ tarafından gelen bir impuls beynin sol yarım küresine, vücudun sol tarafından gelen bir impuls da beynin sağ yarım küresine iletilir. Beyinden çıkan motor sinirler ise duyu sinirlerinden farklı olarak yön değiştirme olayını omurilik soğanında yapmaktadır.
Omuriliğin fonksiyonları şu şekilde sıralanabilir:
* Dış ortamdan gelen uyarıların oluşturduğu impulsları beyne iletir. Beyinden gelen impulsları ise çevresel sinir sistemine ulaştırarak tepki organlarının cevap vermesini sağlar. Buna göre omurilik, beyin ile çevresel sinir sistemi arasında bağlantı kurma işlevini gerçekleştirir.
* Refleksleri yönetir ve kontrol eder.
Omurilik Refleksleri
Özel bir uyarıya karşı verilen otomatik cevaba refleks denir. Refleksler hızlı ve istemsiz tepkinin oluşmasını sağlayarak vücudu korur.
Omurilik refleksleri beynin katılımı olmadan gerçekleşen, sadece omuriliğin sorumlu olduğu reflekslerdir. Bir refleksin oluşumunda impulsların izlediği yol refleks yayı olarak adlandırılır. Omurilikteki refleks yaylarının en basit tipi, iki nöron (duyu ve motor nöronları) ile bir sinaps gerektirir. Bir duyu nöronu reseptörden aldığı bilgiyi omuriliğe götürür. Bu bilgi motor nörona aktarılır. Motor nöron ise sinyali efektöre iletir ve böylece tepkinin oluşması sağlanır. İnsandaki diz refleksi bu tür bir refleks örneğidir.
Omurilik reflekslerinin çoğu diz refleksinden daha karmaşıktır. Örneğin geri çekme refleksi, ikiden fazla nöronu gerektiren çok sinapslı refleks örneğidir. Sıcak bir cisme temas ettiğinizde, hiç düşünmeden hızla elinizi geri çekersiniz. Böyle bir olayda önce derideki ısı reseptörleri uyarılır ve duyu nöronunda impuls başlar. Duyu nöronu impulsu omuriliğe taşır ve omurilik içindeki ara nörona aktarır. İmpuls, ara nörondan motor nörona iletilir ve bunun aracılığıyla kol kaslarına taşınır. El ve kol kaslarının kasılması sonucu, el sıcak cisimden hızla çekilir. Böylece refleks yayı tamamlanmış olur.
Yukarıdaki örnekte açıklanan refleks hareketi, beyin acının farkına varmadan gerçekleşmiş ve böylece uyarıya en kısa sürede cevap verilmiştir. Sıcaklık ya da acının hissedilmesi ise impulsun ara nöronlarla alınıp omurilikten beyne taşınması sonucu gerçekleşir. Beyin bu bilgiyi yorumlar ve bilinçli kararların alınmasını sağlar. Örneğin acının azaltılması için el soğuk suya tutulur. Bu olay bir refleks değildir. Çünkü impuls beyne kadar gidip değerlendirilmiş ve uygun cevabın verilmesi sağlanmıştır.
Refleksler insanı çeşitli tehlikelere karşı korur. Bu olayın bilinçsizce ve hızlı bir şekilde ortaya çıkmasında hareket kararını beynin değil omuriliğin vermesi önemlidir. Çünkü uyarılar beyne gidip dönmeye göre daha kısa bir yol izlemektedir. Eğer bu mekanizmayı omurilik yerine beyin kontrol etmiş olsaydı, sıcak bir cisme dokunduğumuzda, elimizi belki de ciddi şekilde yandıktan sonra geri çekebilecektik.
Omuriliğin çalışması beyin tarafından denetlenebilir. Örneğin iğne battığında elimizi geri çekmemize rağmen parmağımızdan iğne ile kan alınırken elimizi çekmeyip bekleriz. Çünkü burada beyin devreye girip refleksi baskılar ve istemli hareket etmemizi sağlar.
ÇEVRESEL SİNİR SİSTEMİ
Çevresel sinir sistemi, beyin ve omuriliği vücudun diğer kısımlarına bağlayan sinirlerden ve ganglionlardan oluşur.
Çevresel sinir sisteminde omurilikten çıkan sinirlere omurilik sinirleri, beyinden çıkan sinirlere ise kafa sinirleri denir. Omurilik sinirleri 31 çifttir ve bunlar omurlar arası açıklıklardan çıkarak çevreye dağılır. Omurilik sinirlerinden birisi siyatik siniridir. 4. ve 5. bel omurları arasından çıkıp ayak topuklarına kadar uzanan bu sinir, vücudun en geniş ve en uzun siniridir. Kafa sinirleri 12. çifttir. Bu sinirler, baştaki ve gövdenin üst kısmındaki organlara dağılır. Kafa sinirlerinin 10.’su vagus adını alır. Vagus; solunum, dolaşım ve sindirim sistemine etki eden önemli bir sinirdir.
Çevresel sinir sistemi işlevsel farklılıktan dolayı ikiye ayrılır. Bunlar, somatik sinir sistemi ve otonom sinir sistemidir.
SOMATİK SİNİR SİSTEMİ
İstemli olarak yapılan hareketleri kontrol eden sinir sistemidir. Hem duyu hem de motor sinirleri kapsar. Somatik sinirlerin hücre gövdeleri merkezi sinir sisteminde bulunurken, aksonları doğrudan iskelet kaslarına gider. Konuşma, yazı yazma, koşma, şarkı söyleme gibi bilinçli yapılan hareketler, somatik sinir sisteminin kontrolünde gerçekleşir.
OTONOM SİNİR SİSTEMİ
İsteğimiz dışında çalışan yapıların faaliyetlerinden sorumlu olan sinir sistemidir. Düz kaslara, kalp kasına, bezlere, iç organlara ve kan damarlarına etki eder. Çeşitli organların ve dokuların bu sistem tarafından kontrol edilmesi, homeostazi için önemlidir. Otonom sinir sisteminin başlıca merkezleri omurilik, beyin sapı ve hipotalamusta bulunur.
Otonom sinir sistemi sempatik ve parasempatik olmak üzere iki bölüme ayrılır. Organların çoğuna hem sempatik hem parasempatik sinirler bağlı iken bazı organlara sadece sempatik bazılarına da sadece parasempatik sinirler bağlıdır. Sempatik ve parasempatik sinirler organlar üzerinde genellikle birbirine zıt etkilere sahiptir.
