Sinir Sistemi
Nöronun yapısı, dinlenme ve aksiyon potansiyeli, ya hep ya hiç kuralı, sıçramalı iletim, sinaps, beyin ve omurilik, refleks yayı, sempatik ve parasempatik sistem, sinir sistemi hastalıkları.
- Nöronun bölümlerini (dendrit, hücre gövdesi, akson, miyelin kılıf, Ranvier boğumu, akson uçları), nöron çeşitlerini ve glia hücrelerinin görevlerini
- Dinlenme potansiyelinin nasıl oluştuğunu, sodyum-potasyum pompasının rolünü ve aksiyon potansiyelinin evrelerini (eşik değer, depolarizasyon, repolarizasyon, hiperpolarizasyon)
- Ya hep ya hiç kuralını, miyelinli aksonda sıçramalı iletimi ve iletim hızını etkileyen etkenleri
- Sinapsın yapısını, nörotransmitterlerin işini, iletimin neden tek yönlü olduğunu; uyarıcı ve baskılayıcı sinapsları
- Beynin bölümlerini ve görevlerini, beyin zarlarını, omuriliğin yapısını ve refleks yayını
- Somatik ve otonom sinir sistemini, sempatik ve parasempatik etkileri; MS, Alzheimer, Parkinson ve epilepsiyi
Sinir sistemi ne iş yapar?
Bir arkadaşın adını seslendiğinde başını çevirirsin; sıcak bir tencereye dokununca elin, sen düşünmeye fırsat bulmadan geri çekilir; merdiven çıkarken kalbin hızlanır. Bu olayların hepsinde vücut, çevreden ya da kendi içinden gelen bir değişikliği algılar, bilgiyi değerlendirir ve uygun bir tepki verir. Bu işi hızlı ve hedefli biçimde yapan sistem sinir sistemidir. Hormonlarla çalışan endokrin sistem de düzenleme yapar, ama onun etkisi daha yavaş başlar ve daha uzun sürer; sinir sisteminin iletimi ise milisaniyeler içinde olur ve yalnızca bağlantılı olduğu hücreleri etkiler.
Sinir sistemi iki büyük bölümde incelenir:
- Merkezi sinir sistemi (MSS): beyin ve omurilik. Bilgiyi değerlendirir, karar verir, komut gönderir.
- Çevresel sinir sistemi (ÇSS): beyinden çıkan 12 çift kafa siniri ile omurilikten çıkan 31 çift omurilik siniri ve bunların üzerindeki gangliyonlar. Duyu organlarından MSS'ye bilgi getirir, MSS'den kaslara ve bezlere komut götürür.
Sinir sisteminin bütün işleri iki hücre grubuyla yapılır: impuls ileten nöronlar (sinir hücreleri) ve onları destekleyen glia hücreleri. Bu konuyu önce hücre düzeyinde (nöron, impuls, sinaps), sonra organ düzeyinde (beyin, omurilik, çevresel sinirler) ele alacağız. Hormonlar ve duyu organları ayrı konulardadır.
Nöronun yapısı
Nöron, uyarıyı elektriksel bir sinyale, yani impulsa çevirip ileten özelleşmiş bir hücredir. Tipik bir nöronda dört bölüm vardır:
- Dendritler: Hücre gövdesinden çıkan, kısa ve dallanmış uzantılardır. Başka nöronlardan ya da reseptörlerden gelen uyarıları alır ve hücre gövdesine taşır.
- Hücre gövdesi: Çekirdeğin ve organellerin çoğunun bulunduğu bölümdür. Nöronun protein sentezi ve metabolizması burada yürür. Gövdesi zarar gören nöron ölür.
- Akson: Genellikle tek ve uzun olan uzantıdır. İmpulsu hücre gövdesinden uzaklaştırarak başka bir nörona, kasa ya da beze götürür. Bazı motor nöronların aksonu omurilikten ayak parmağına kadar uzanır ve bir metreyi aşabilir.
- Akson uçları: Aksonun sonunda dallanan ve şişkin sinaptik düğmelerle biten kısımlardır. İmpulsu kimyasal sinyale çevirip sonraki hücreye aktaran nörotransmitterler buradaki keseciklerde depolanır.
Birçok aksonun etrafı yağca zengin, beyaz renkli bir kılıfla sarılıdır: miyelin kılıf. Çevresel sinir sisteminde bu kılıfı Schwann hücreleri, merkezi sinir sisteminde başka bir glia hücresi türü oluşturur. Kılıf bir boydan değil, yan yana dizilmiş parçalardan oluşur; iki parça arasında aksonun çıplak kaldığı kısa bölgelere Ranvier boğumu denir. Miyelin elektriksel bir yalıtkandır; iyon geçişine izin vermez. Bu nedenle miyelinli aksonda iyon alışverişi yalnızca boğumlarda olur.
Bir nöronda impulsun yönü hep aynıdır: dendrit → hücre gövdesi → akson → akson uçları. Beyin ve omurilikte nöron gövdelerinin ve miyelinsiz uzantıların yoğun olduğu bölgeler grimsi görünür ve gri madde adını alır; miyelinli aksonların demetler hâlinde bulunduğu bölgeler ise beyaz maddedir. MSS dışında birçok aksonun bağ dokusuyla bir arada sarılmasıyla oluşan yapıya sinir, nöron gövdelerinin MSS dışındaki topluluklarına gangliyon denir.
Nöron çeşitleri ve glia hücreleri
Nöronlar görevlerine göre üç gruba ayrılır:
- Duyu nöronları: Reseptörlerde oluşan impulsu MSS'ye taşır. Omurilik sinirlerindeki duyu nöronlarının gövdeleri, omuriliğin hemen dışında, arka kök üzerindeki gangliyonda bulunur.
- Ara nöronlar: Yalnızca beyin ve omurilikte bulunur. Duyu nöronlarından gelen bilgiyi değerlendirir ve motor nöronlara aktarır. Vücuttaki nöronların büyük çoğunluğu ara nörondur; öğrenme, bellek ve düşünme bu nöronların oluşturduğu ağlarla gerçekleşir.
- Motor nöronlar: MSS'deki komutları efektörlere, yani kaslara ve bezlere taşır. İskelet kaslarını uyaran motor nöronların gövdeleri MSS'dedir (örneğin omuriliğin ön boynuzunda); aksonları çevresel sinirlerle kasa ulaşır.
Glia hücreleri (nöroglia) impuls iletmez, ama nöronlar onlarsız çalışamaz. Nöronlara destek olur, onları besler ve korur, aksonların etrafında miyelin kılıfı oluşturur, beyindeki bazıları da mikropları ve ölü hücre artıklarını fagositozla temizler. Olgun nöronlar bölünmez; glia hücreleri ise bölünebilir. Bu yüzden MSS'de ölen nöronların yerine yenisi çok sınırlı ölçüde gelir.
Dinlenme potansiyeli ve sodyum-potasyum pompası
Uyarılmamış bir nöronun zarının iki yüzü arasında bir elektriksel potansiyel farkı vardır: zarın iç yüzü, dış yüzüne göre negatiftir. Bu farka dinlenme potansiyeli denir ve yaklaşık −70 mV değerindedir. Zarın bu yüklü durumuna polarizasyon da denir; dinlenmedeki nöron polarize hâldedir.
Bu farkın kaynağı iyonların zarın iki yanına eşit dağılmamasıdır:
- Hücre dışında \(\text{Na}^{+}\) ve \(\text{Cl}^{-}\) iyonları, hücre içinde ise \(\text{K}^{+}\) iyonları ve zardan geçemeyen eksi yüklü büyük moleküller (proteinler, organik asitler) çoktur.
- Madde geçişleri konusunda gördüğümüz sodyum-potasyum pompası her ATP için 3 \(\text{Na}^{+}\) iyonunu dışarı, 2 \(\text{K}^{+}\) iyonunu içeri taşır. Pompa, iki iyonun derişim farkını oluşturur ve sürekli korur; her döngüde dışarıya bir artı yük fazla çıkardığı için de iç yüzün negatifliğine küçük bir katkı yapar.
- Dinlenmedeki zarda açık duran sızıntı kanallarının çoğu \(\text{K}^{+}\) kanalıdır; zar \(\text{K}^{+}\) iyonlarına \(\text{Na}^{+}\) iyonlarından çok daha geçirgendir. \(\text{K}^{+}\) iyonları derişim farkı yönünde hücreden dışarı sızar ve arkalarında eksi yüklü moleküller kalır. Dinlenme potansiyelinin büyük kısmı bu sızıntıdan gelir.
Aksiyon potansiyeli: eşik değer, depolarizasyon, repolarizasyon
Nöron bir uyarı aldığında zardaki bazı \(\text{Na}^{+}\) kanalları açılır, içeri giren \(\text{Na}^{+}\) iç yüzü biraz daha az negatif yapar. Uyarı zayıfsa bu değişiklik küçük kalır ve kısa sürede söner. Zar potansiyeli yaklaşık −55 mV dolayındaki eşik değere ulaşırsa durum değişir: gerilime duyarlı \(\text{Na}^{+}\) kanalları hızla ve topluca açılır, giren \(\text{Na}^{+}\) zarı daha çok depolarize eder, bu da daha çok kanalın açılmasına yol açar. Zar potansiyelinde milisaniyeler süren bu hızlı değişime aksiyon potansiyeli, aksonda ilerleyen aksiyon potansiyeline de impuls denir. Evreleri şöyledir:
- Depolarizasyon: \(\text{Na}^{+}\) kanalları açılır, \(\text{Na}^{+}\) iyonları derişim farkı yönünde hücreye akar. Zarın iç yüzü artı yüklü hâle gelir; yük dağılımı tersine döner. Zar potansiyeli yaklaşık +35 mV'a kadar çıkar (kaynaklarda +30 ile +40 mV arasında değerler görülür).
- Repolarizasyon: Tepe noktasında \(\text{Na}^{+}\) kanalları kapanır ve bir süre açılamaz. Biraz gecikmeyle açılan gerilime duyarlı \(\text{K}^{+}\) kanallarından \(\text{K}^{+}\) iyonları dışarı akar; iç yüz yeniden negatif olur.
- Hiperpolarizasyon: \(\text{K}^{+}\) kanalları yavaş kapandığı için \(\text{K}^{+}\) çıkışı bir süre daha sürer ve zar potansiyeli dinlenme değerinin de altına, yaklaşık −80 mV'a iner. \(\text{K}^{+}\) kanalları kapandıkça potansiyel yeniden −70 mV'a döner.
Bu grafik, sinir sistemi sorularının en sık kullanılan aracıdır. Depolarizasyon ve repolarizasyondaki iyon hareketlerinin ikisi de pasiftir: iyonlar kanal proteinlerinden, derişim farkı yönünde, ATP harcanmadan geçer; yani kolaylaştırılmış difüzyondur. ATP harcayan tek taşıma sodyum-potasyum pompasıdır. Pompa her evrede çalışır ve impulslar sırasında yer değiştiren iyonları sürekli yerine taşıyarak derişim farklarını korur. Tek bir aksiyon potansiyelinde zarı geçen iyon sayısı, hücredeki toplam iyon sayısının çok küçük bir kesridir; bu yüzden pompa kısa bir süre dursa bile nöron bir süre daha impuls üretebilir. Pompa uzun süre çalışmazsa derişim farkları azalır, dinlenme potansiyeli kaybolur ve nöron impuls üretemez olur.
Aksiyon potansiyeli geçtikten hemen sonraki kısa sürede o bölge yeniden uyarılamaz, çünkü \(\text{Na}^{+}\) kanalları henüz açılmaya hazır değildir. Bu kısa dinlenme zamanı, impulsun akson boyunca geri dönmesini önler ve bir nöronun saniyede üretebileceği impuls sayısına bir üst sınır koyar.
Ya hep ya hiç kuralı ve uyarı şiddeti
Eşik değerin altında kalan uyarılar aksiyon potansiyeli oluşturmaz. Eşik değere ulaşan her uyarı ise aynı büyüklükte bir aksiyon potansiyeli oluşturur; uyarının şiddetini artırmak tepe değerini yükseltmez. Buna ya hep ya hiç kuralı denir. Aksiyon potansiyelinin büyüklüğü uyarıya değil, zarın iki yanındaki iyon derişimlerine bağlıdır.
Peki, bir kalem ucunun hafif dokunuşunu bir iğne batmasından nasıl ayırırız? Uyarının şiddeti tek bir impulsun büyüklüğüyle değil, iki yolla kodlanır:
- Şiddetli uyarı, nöronun birim zamanda daha çok sayıda impuls üretmesine yol açar (impuls sıklığı artar).
- Şiddetli uyarı, eşik değerleri farklı olan daha çok sayıda nöronu uyarır.
İmpulsun akson boyunca iletimi ve iletim hızı
Bir bölgede oluşan aksiyon potansiyeli, içeri giren \(\text{Na}^{+}\) iyonlarının yanındaki zarı eşik değere taşımasıyla komşu bölgede yeni bir aksiyon potansiyeli başlatır. İmpuls böylece aksonda, kendini her noktada yeniden üreterek ilerler ve yolda zayıflamaz.
- Miyelinsiz aksonda aksiyon potansiyeli zarın her noktasında sırayla oluşur (sürekli iletim).
- Miyelinli aksonda miyelin kılıfın altında iyon alışverişi olamaz; aksiyon potansiyeli yalnızca Ranvier boğumlarında oluşur. İmpuls boğumdan boğuma atlıyormuş gibi ilerler. Buna sıçramalı iletim denir.
Sıçramalı iletimin iki üstünlüğü vardır. Birincisi hızdır: kalın, miyelinli aksonlarda impuls saniyede 100 metreyi aşan hızlarla ilerlerken ince, miyelinsiz aksonlarda hız saniyede yaklaşık 1 metre ya da daha azdır. İkincisi enerji tasarrufudur: iyon alışverişi yalnızca boğumlarda olduğu için pompanın geri taşıması gereken iyon sayısı ve harcanan ATP azalır.
İletim hızını etkileyen etkenler şunlardır:
- Miyelin: Miyelinli akson, aynı kalınlıktaki miyelinsiz aksondan çok daha hızlı iletir.
- Akson çapı: Kalın aksonun iç direnci daha küçüktür; diğer koşullar aynıysa kalın akson ince aksondan hızlı iletir. Miyelini olmayan bazı omurgasızlarda (örneğin mürekkep balığında) hızı çok kalın aksonlar sağlar.
- Sıcaklık: Vücut sıcaklığı aralığında sıcaklık artınca iyon kanallarının açılıp kapanması hızlanır ve iletim hızı artar. Çok soğuk ortamda iletim yavaşlar; aşırı yüksek sıcaklık ise proteinleri bozar.
Sinaps: impulsun bir hücreden ötekine geçişi
Bir nöronun akson ucu ile sonraki hücre (nöron, kas ya da bez hücresi) arasındaki bağlantı bölgesine sinaps denir. İki hücre birbirine değmez; aralarında sinaps boşluğu denen çok dar bir aralık vardır. İmpulsu getiren nörona sinaps öncesi, alan hücreye sinaps sonrası hücre denir. İnsanda sinapsların büyük çoğunluğu kimyasaldır ve iletim şöyle olur:
- İmpuls akson ucuna gelir; buradaki kanallar açılır ve \(\text{Ca}^{2+}\) iyonları akson ucuna girer.
- \(\text{Ca}^{2+}\) girişi, nörotransmitter dolu sinaptik keseciklerin zarla kaynaşmasını sağlar; nörotransmitter ekzositozla sinaps boşluğuna bırakılır.
- Nörotransmitter boşlukta difüzyonla ilerler ve sinaps sonrası zardaki özgül reseptör proteinlerine bağlanır.
- Reseptöre bağlanma iyon kanallarını açar. Kanal \(\text{Na}^{+}\) geçiriyorsa sinaps sonrası zar depolarize olur; eşik değere ulaşılırsa yeni bir aksiyon potansiyeli başlar.
- Nörotransmitter boşlukta uzun süre kalmaz: bir enzimle parçalanır (asetilkolini asetilkolinesteraz enzimi parçalar) ya da akson ucuna geri alınır. Böylece sinyal kısa ve denetimli olur.
Bu düzenden önemli sonuçlar çıkar:
- İletim tek yönlüdür. Nörotransmitter kesecikleri yalnızca akson uçlarında, reseptörler ise sinaps sonrası zarda bulunur. Bir aksonun ortası uyarılırsa impuls aksonda iki yöne de yayılabilir, ama sinapstan yalnızca akson ucundan sonraki hücreye geçer.
- Sinapsta iletim yavaştır. Ekzositoz, difüzyon ve reseptöre bağlanma zaman alır; buna sinaptik gecikme denir. Bir yolda sinaps sayısı arttıkça toplam süre uzar.
- Sinaptik yorgunluk: Çok sık ve uzun süre uyarılan bir sinapsta nörotransmitter stoğu, üretiminden hızlı tükenir ve iletim geçici olarak durur. Akson uçlarında çok sayıda mitokondri bulunması, nörotransmitterin üretimi ve keseciklerin yenilenmesi için gereken ATP ile ilgilidir.
- Uyarıcı ve baskılayıcı sinapslar: Bazı nörotransmitterler sinaps sonrası zarda \(\text{Na}^{+}\) girişine yol açarak hücreyi eşiğe yaklaştırır (uyarıcı sinaps). Bazıları ise \(\text{Cl}^{-}\) girişine ya da \(\text{K}^{+}\) çıkışına yol açarak zarı hiperpolarize eder ve hücrenin impuls üretmesini zorlaştırır (baskılayıcı sinaps). Bir nöron yüzlerce, hatta binlerce sinapstan sinyal alır; impuls üretip üretmeyeceğini bu sinyallerin toplamı belirler.
Ders kitaplarında öne çıkan nörotransmitterler şunlardır:
- Asetilkolin: Motor nöron ile iskelet kası arasındaki sinapsta kasılmayı başlatır; parasempatik sinapslarda ve beyinde (öğrenme, bellek) de görev yapar.
- Dopamin: Hareketlerin denetiminde ve ödül, motivasyon duygularında rol oynar. Parkinson hastalığı dopamin üreten nöronların kaybıyla ilişkilidir.
- Serotonin: Ruh hâli, uyku ve iştahın düzenlenmesinde rol oynar; düzeyindeki bozulmalar depresyonla ilişkilendirilir.
- Noradrenalin: Sempatik sinir uçlarından salgılanır; uyanıklığı ve dikkati artırır.
Bazı ilaç ve zehirler tam bu basamaklara etki eder. Örneğin asetilkolinesterazı engelleyen bazı tarım ilaçları asetilkolinin boşlukta birikmesine, kasların sürekli ve denetimsiz kasılmasına yol açar.
Beyin: ön beyin, orta beyin ve arka beyin
Beyin, embriyodaki gelişimine göre üç bölümde incelenir.
Ön beyin, uç beyin ve ara beyinden oluşur.
- Uç beyin (beyin): Sağ ve sol iki yarım küreden oluşur; yarım küreleri nasırlı cisim denen kalın bir akson demeti birbirine bağlar. Yarım kürelerin dış yüzeyi kıvrımlı, gri renkli beyin kabuğudur (korteks); kıvrımlar yüzey alanını, dolayısıyla nöron sayısını artırır. Beyin kabuğunun altında beyaz madde bulunur. Bilinçli algılama, istemli hareket, öğrenme, bellek, konuşma ve düşünme beyin kabuğunun işidir. Her yarım küre vücudun karşı tarafını yönetir: hareket yollarının çoğu omurilik soğanında çaprazlaştığı için sağ yarım küredeki hareket alanının hasarı vücudun sol tarafında felce yol açar.
- Ara beyin: Talamus, hipotalamus ve epitalamustan oluşur. Talamus, koku dışındaki duyulara ait impulsların beyin kabuğuna aktarıldığı ara istasyondur. Hipotalamus vücut sıcaklığını, su dengesini ve susamayı, açlık ve tokluğu, uyku ve uyanıklığı düzenler; otonom sinir sisteminin üst merkezidir ve hipofiz bezinin çalışmasını denetler. Epitalamusta biyolojik saatle ilgili epifiz bezi bulunur. Hormonların ayrıntısı endokrin sistem konusundadır.
Orta beyin, ara beyin ile pons arasındaki kısa bölümdür. Görme ve işitmeyle ilgili refleksleri yönetir: ani bir ışıkta göz bebeğinin küçülmesi, ani bir sese başın çevrilmesi gibi. Hareketin denetiminde görevli, dopamin üreten nöronların önemli bir kısmı da buradadır.
Arka beyin üç yapıdan oluşur:
- Beyincik: Vücudun dengesini, kas gerginliğini ve hareketlerin uyumunu (koordinasyon) sağlar. Hareketi başlatmaz; beyin kabuğunun başlattığı hareketin düzgün, ölçülü ve dengeli yapılmasını sağlar. Beyinciği hasar gören kişi yürürken sendeler, hedefe uzanırken elini fazla ya da az götürür. Alkolün denge kaybı yapması da büyük ölçüde beyincik üzerindeki etkisiyle ilgilidir.
- Pons (köprü): Beyin kabuğu ile beyincik ve omurilik arasındaki yolları taşır; omurilik soğanıyla birlikte solunumun düzenlenmesinde görev alır.
- Omurilik soğanı: Omurilikle beyin arasındaki bütün yollar buradan geçer. Solunum, kalp atımı ve kan basıncı gibi yaşamsal olayların düzenlenme merkezleri buradadır; yutkunma, öksürme, hapşırma ve kusma refleksleri de burada yönetilir. Bu yüzden omurilik soğanındaki ağır bir hasar ölümle sonuçlanabilir.
Beyin kabuğu da görevlerine göre bölgelere ayrılır. Her yarım kürede dört lob vardır:
- Alın lobu: İstemli hareketlerin başlatılması, konuşmanın üretilmesi, düşünme, planlama ve karar verme.
- Yan kafa lobu: Dokunma, basınç, sıcaklık ve ağrı gibi deri duyularının algılanması.
- Şakak lobu: İşitme, duyulan konuşmanın anlaşılması ve bellekle ilgili işlevler.
- Art kafa lobu: Görme. Gözler sağlam olsa bile bu lob hasar görürse görme kaybı olur.
Beyin zarları ve beyin omurilik sıvısı
Beyin kafatası, omurilik omurga içinde kemikle korunur. Kemik ile sinir dokusu arasında üç katlı beyin zarları bulunur; dıştan içe sert zar, örümceksi zar ve ince zar (yumuşak zar). Sert zar kalın ve dayanıklıdır, ince zar sinir dokusunun yüzeyine sıkıca yapışır ve bol kan damarı taşır. Örümceksi zar ile ince zar arasındaki boşlukta, beynin içindeki boşluklarda (karıncıklar) ve omuriliğin merkez kanalında beyin omurilik sıvısı (BOS) dolaşır. BOS, beyni ve omuriliği darbelere karşı tampon gibi korur, sinir dokusu ile kan arasında madde alışverişine yardım eder. Zarların mikroorganizmalarla iltihaplanmasına menenjit denir; bazı türlerine karşı aşı vardır.
Omurilik ve refleks yayı
Omurilik, omurga kanalının içinde omurilik soğanından bel bölgesine kadar uzanır. İki temel görevi vardır: vücuttan gelen impulsları beyne, beyinden gelen komutları organlara iletmek ve refleks merkezi olmak.
Omuriliğin enine kesitinde yerleşim beyinle terstir: gri madde içte, kelebeğe ya da H harfine benzer biçimdedir; beyaz madde dıştadır. Gri maddenin arka boynuzlarına duyu nöronlarının aksonları ulaşır, ön boynuzlarında motor nöronların gövdeleri bulunur, ara nöronlar da gri maddededir. Beyaz madde, beyne çıkan ve beyinden inen miyelinli akson demetlerinden oluşur. Ortadaki merkez kanal BOS ile doludur. Her omurilik siniri omuriliğe iki kökle bağlanır: duyu nöronlarının girdiği arka kök (üzerinde duyu nöronlarının gövdelerini taşıyan gangliyon vardır) ve motor nöronların aksonlarının çıktığı ön kök. İki kök birleşince oluşan omurilik siniri hem duyu hem motor akson taşıyan karışık bir sinirdir.
Refleks, bir uyarıya karşı istem dışında, çok hızlı ve hep aynı biçimde verilen tepkidir. Refleksler vücudu tehlikeden korur ve beynin karar vermesini beklemez. Refleksin oluştuğu yola refleks yayı denir. Elini sıcak bir yüzeyden çekme refleksinde yay şöyledir:
Bu refleksin merkezi omuriliktir; hareket beyin devreye girmeden başlar. Aynı sırada impuls omuriliğin beyaz maddesindeki yollarla beyne de ulaşır ve sıcaklığı hissetmemiz, refleks hareketten hemen sonra olur. Diz kapağının altına vurulunca bacağın öne fırlaması (diz refleksi) daha da kısadır: duyu nöronu omurilikte motor nöronla doğrudan sinaps yapar. Refleks merkezleri farklı yerlerde olabilir: diz refleksi ve elini sıcaktan çekme omurilikte, öksürme, hapşırma ve yutkunma omurilik soğanında, ışıkta göz bebeğinin küçülmesi orta beyindedir. Doğuştan gelen bu reflekslerin yanında, limonu görünce ağzın sulanması gibi deneyimle öğrenilen şartlı (kazanılmış) refleksler de vardır; bunlarda beyin kabuğu görev alır.
Çevresel sinir sistemi: somatik ve otonom
Çevresel sinir sisteminin motor bölümü ikiye ayrılır:
- Somatik sinir sistemi iskelet kaslarını yönetir. Hareketlerin çoğu isteğimizle olur (yürümek, yazmak); iskelet kası refleksleri de bu sistemin yollarını kullanır. MSS'den çıkan tek bir motor nöron aksonu doğrudan kasa ulaşır ve sinapsta asetilkolin salgılar.
- Otonom sinir sistemi iç organların düz kaslarını, kalp kasını ve bezleri istem dışı yönetir. MSS'den organa iki nöronluk bir zincirle ulaşır; iki nöron MSS dışındaki bir gangliyonda sinaps yapar. Merkezi hipotalamus ve beyin sapıdır.
Otonom sistemin iki bölümü vardır. Sempatik sistem omuriliğin göğüs ve bel bölgelerinden çıkar; gangliyonları omuriliğe yakındır. Stres, tehlike ve yoğun etkinlik anında baskındır ve vücudu "savaş ya da kaç" tepkisine hazırlar. Parasempatik sistem beyin sapından ve omuriliğin en alt (sakral) bölgesinden çıkar; gangliyonları organın yakınında ya da içindedir. Dinlenme ve sindirim sırasında baskındır, enerji depolamayı ve vücudun onarımını destekler. Organların çoğu iki sistemden de lif alır ve iki sistem birbirinin tersi yönde etki yapar; bu karşıt denetim, organın etkinliğini ince ayarla değiştirmeyi sağlar.
| Organ ya da olay | Sempatik etki | Parasempatik etki |
|---|---|---|
| Göz bebeği | büyütür | küçültür |
| Kalp atım hızı | artırır | azaltır |
| Bronşlar | genişletir | daraltır |
| Sindirim kanalı hareketleri ve salgıları | azaltır | artırır |
| Tükürük salgısı | azaltır (az ve koyu) | artırır (bol ve sulu) |
| Karaciğerde glikojen | yıkımını artırır, kan şekeri yükselir | depolanmasını destekler |
| İdrar kesesi | gevşetir, boşalmayı engeller | kasar, boşalmayı sağlar |
| Böbreküstü bezi öz bölgesi | adrenalin salgısını artırır | lif göndermez |
Sempatik lifler organ üzerindeki sinapslarında çoğunlukla noradrenalin, parasempatik lifler asetilkolin salgılar. Ter bezleri, çoğu kan damarı ve böbreküstü bezinin öz bölgesi yalnızca sempatik lif alır. Bir köpekten kaçarken kalbinin çarpması, ağzının kuruması, göz bebeklerinin büyümesi sempatik sistemin; yemekten sonra rahatlamak ve sindirimin hızlanması parasempatik sistemin işidir.
Sinir sistemi rahatsızlıkları ve sağlığın korunması
- MS (multipl skleroz): Bağışıklık sisteminin merkezi sinir sistemindeki miyelin kılıfa saldırmasıyla ortaya çıkar. Miyelin hasar görünce impuls iletimi yavaşlar ya da kesilir; görme bozukluğu, kas güçsüzlüğü, uyuşma ve denge sorunları görülür. Çoğu kez genç erişkinlikte başlar, bulaşıcı değildir.
- Alzheimer hastalığı: Beyinde anormal protein birikimleriyle birlikte nöronların giderek ölmesidir. Yakın bellek kaybıyla başlar, zamanla düşünme, konuşma ve günlük işleri yapma yeteneği bozulur. Yaşla birlikte görülme sıklığı artar; ilerlemeyi yavaşlatan ilaçlar vardır, kesin tedavisi yoktur.
- Parkinson hastalığı: Orta beyinde dopamin üreten nöronların kaybıyla ortaya çıkar. Dinlenirken ellerde titreme, kas sertliği, hareketlerde yavaşlama ve denge bozukluğu görülür. Eksik dopamini kısmen yerine koyan ilaçlarla belirtiler hafifletilebilir.
- Epilepsi (sara): Beyindeki bir nöron grubunun ani, aşırı ve düzensiz elektriksel boşalımıyla tekrarlayan nöbetlerdir. Bulaşıcı değildir ve zekâ geriliği anlamına gelmez; hastaların çoğu düzenli ilaçla nöbetsiz yaşar. Nöbet geçiren birinin ağzına bir şey sokulmaz, başı korunur, çevresindeki sert eşyalar uzaklaştırılır ve nöbet bitince yan yatırılır.
Sinir sistemini korumak için trafikte emniyet kemeri, bisiklet ve motosiklette kask kullanmak, alkol, sigara ve uyuşturucu maddelerden uzak durmak, yeterli uyumak ve dengeli beslenmek (örneğin B vitamini eksikliği sinir hasarına yol açabilir) gerekir. Kurşun ve cıva gibi ağır metaller ve bazı tarım ilaçları sinir sistemini zehirler. Omurga yaralanması şüphesi olan bir kazazede, omurilik daha fazla zarar görmesin diye gereksiz yere hareket ettirilmez.
Formüller
Çözümlü örnekler
Bir motor nöronun dendritleri uyarılıyor. Oluşan impuls hangi sırayla hangi bölümlerden geçer? Aksonu miyelinli olan bu nöronda aksiyon potansiyeli aksonun hangi noktalarında oluşur?
- Uyarıyı alan dendritlerdir; impuls dendritlerden hücre gövdesine gelir.
- İmpuls gövdeden aksona geçer ve akson boyunca akson uçlarına ilerler. Akson uçlarında nörotransmitter salgılanarak kasa aktarılır.
- Miyelin kılıf yalıtkan olduğu için kılıfın altında iyon alışverişi olmaz; aksiyon potansiyeli yalnızca Ranvier boğumlarında oluşur (sıçramalı iletim).
Cevap: dendrit → hücre gövdesi → akson → akson uçları; aksiyon potansiyeli yalnızca Ranvier boğumlarında oluşur
Anlatımdaki aksiyon potansiyeli grafiğinde zar potansiyeli yaklaşık 2,3. milisaniyede eşik değeri geçiyor, 3,1. milisaniyede yaklaşık +35 mV ile tepeye ulaşıyor, 5,3. milisaniyede −70 mV'un altına iniyor ve 6. milisaniye civarında yaklaşık −81 mV'a düşüyor. 2,8. ms, 4,5. ms ve 6,5. ms anlarında zar hangi evrededir ve bu anlarda baskın iyon hareketi nedir?
- 2,8. ms eşik geçişi ile tepe arasındadır: depolarizasyon. \(\text{Na}^{+}\) kanalları açıktır, \(\text{Na}^{+}\) hücreye girer.
- 4,5. ms tepe ile −70 mV'a iniş arasındadır: repolarizasyon. \(\text{K}^{+}\) kanallarından \(\text{K}^{+}\) dışarı çıkar ve iç yüz yeniden negatifleşir.
- 6,5. ms'de potansiyel −70 mV'un altındadır: hiperpolarizasyon. \(\text{K}^{+}\) kanalları henüz kapanmadığı için \(\text{K}^{+}\) çıkışı sürer.
- Üç evredeki iyon hareketleri de kanallardan, derişim farkı yönünde ve ATP harcanmadan olur.
Cevap: 2,8 ms depolarizasyon (\(\text{Na}^{+}\) girer); 4,5 ms repolarizasyon (\(\text{K}^{+}\) çıkar); 6,5 ms hiperpolarizasyon (\(\text{K}^{+}\) çıkışı sürer)
Eşik değerine 10 birimlik bir uyarıyla ulaşılan bir nöron sırasıyla 6, 10, 14 ve 20 birimlik uyarılarla ayrı ayrı uyarılıyor. 10 birimlik uyarıda oluşan aksiyon potansiyelinin tepe değeri +35 mV'tur. Her uyarıda ne gözlenir?
- 6 birimlik uyarı eşik değerin altındadır; zar potansiyelinde küçük, yerel bir değişiklik olur ama aksiyon potansiyeli oluşmaz.
- 10, 14 ve 20 birimlik uyarılar eşik değere ulaşır; ya hep ya hiç kuralına göre üçünde de aksiyon potansiyeli oluşur.
- Tepe değeri uyarı şiddetine bağlı değildir; üçünde de yaklaşık +35 mV'tur. Uyarı uzun sürerse güçlü uyarı daha sık impuls oluşturabilir, ama tek bir impulsun büyüklüğü değişmez.
Cevap: 6 birimlik uyarı impuls oluşturmaz; 10, 14 ve 20 birimlik uyarılar aynı büyüklükte (+35 mV) aksiyon potansiyeli oluşturur
Bir aksiyon potansiyeli ve sonrasında nöron zarında şu iyon hareketleri gözleniyor: depolarizasyonda \(\text{Na}^{+}\) girişi, repolarizasyonda \(\text{K}^{+}\) çıkışı, pompa ile \(\text{Na}^{+}\) çıkışı ve \(\text{K}^{+}\) girişi. Bunlardan hangileri pasif, hangileri aktiftir?
- Depolarizasyonda \(\text{Na}^{+}\), derişimin yüksek olduğu dış ortamdan içeri, kanal proteinlerinden geçer: kolaylaştırılmış difüzyon, pasif.
- Repolarizasyonda \(\text{K}^{+}\), derişimin yüksek olduğu içeriden dışarı, kanallardan geçer: pasif.
- Pompa \(\text{Na}^{+}\) iyonunu az olduğu içeriden çok olduğu dışarıya, \(\text{K}^{+}\) iyonunu az olduğu dışarıdan çok olduğu içeriye taşır: derişim farkına karşı, ATP harcanarak; aktif taşıma.
Cevap: kanallardan \(\text{Na}^{+}\) girişi ve \(\text{K}^{+}\) çıkışı pasif; pompanın taşıması aktif (ATP harcanır)
Bir motor nöronun aksonu 0,9 m uzunluğundadır ve miyelinli olduğu için impulsu 90 m/s hızla iletir. Aynı uzunluktaki bir aksonda impuls 1,5 m/s hızla iletilseydi impulsun aksonun sonuna ulaşma süresi kaç katına çıkardı?
- Miyelinli akson: \(t = \frac{0{,}9}{90} = 0{,}01\) s, yani 10 ms.
- Yavaş akson: \(t = \frac{0{,}9}{1{,}5} = 0{,}6\) s, yani 600 ms.
- Oran: \(\frac{600}{10} = 60\). Süre 60 katına çıkar. Miyelinin sağladığı hız, uzun yollarda tepkinin gecikmemesi için önemlidir.
Cevap: 10 ms yerine 600 ms; süre 60 katına çıkar
Bir motor nöronun akson ucuna impuls geldiğinde kas hücresinde aksiyon potansiyeli oluşuncaya kadar geçen olayları sıralayınız: nörotransmitterin reseptöre bağlanması, \(\text{Ca}^{2+}\) girişi, ekzositoz, sinaps sonrası zarda \(\text{Na}^{+}\) girişi, nörotransmitterin boşlukta difüzyonu.
- İmpuls akson ucuna gelince önce \(\text{Ca}^{2+}\) kanalları açılır ve \(\text{Ca}^{2+}\) girer.
- \(\text{Ca}^{2+}\) kesecikleri zarla kaynaştırır: ekzositoz; asetilkolin boşluğa bırakılır.
- Asetilkolin boşlukta difüzyonla ilerler ve kas hücresi zarındaki reseptörlere bağlanır.
- Reseptöre bağlı kanallardan \(\text{Na}^{+}\) girer, zar eşiğe ulaşınca aksiyon potansiyeli başlar. Sonra asetilkolin asetilkolinesterazla parçalanır.
Cevap: \(\text{Ca}^{2+}\) girişi → ekzositoz → difüzyon → reseptöre bağlanma → \(\text{Na}^{+}\) girişi
İki hastanın sağ bacağına iğne batırılıyor. Birinci hastada sağ bacağa giden omurilik sinirinin arka kökü, ikinci hastada ön kökü kesilmiştir. Her hastada acı hissedilir mi, refleks çekme olur mu, hasta bacağını isteyerek hareket ettirebilir mi?
- Duyu yolu: reseptör → duyu nöronu (arka kök) → omurilik → beyin. Refleks yolu: reseptör → duyu nöronu → ara nöron → motor nöron (ön kök) → kas. İstemli hareket yolu: beyin → omurilik → motor nöron (ön kök) → kas.
- Arka kök kesilirse duyu nöronu omuriliğe ulaşamaz: acı hissedilmez, refleks olmaz. Motor nöron sağlamdır; beyinden gelen komut kasa ulaşır, istemli hareket yapılabilir.
- Ön kök kesilirse duyu yolu sağlamdır, acı hissedilir. Kasa giden tek yol olan motor nöron kesik olduğu için ne refleks ne istemli hareket olur.
Cevap: arka kök kesikse acı yok, refleks yok, istemli hareket var; ön kök kesikse acı var, refleks yok, istemli hareket yok
Üç hastanın belirtileri şöyledir. Birinci hasta vücut sıcaklığını düzenleyemiyor ve sürekli susuzluk hissediyor. İkinci hasta gözleri sağlam olduğu hâlde görme kaybı yaşıyor. Üçüncü hasta isteyerek hareket edebiliyor ama yürürken sendeliyor, hareketleri uyumsuz. Hasarlı bölümler hangileridir?
- Vücut sıcaklığının, su dengesinin ve susamanın düzenlenmesi hipotalamusun görevidir.
- Göz sağlamken görme kaybı, görme merkezinin bulunduğu art kafa lobunun hasarını gösterir.
- Hareket başlatılabiliyor ama denge ve uyum bozuk: hareketi başlatan beyin kabuğu sağlam, koordinasyonu sağlayan beyincik hasarlıdır.
Cevap: birinci hasta hipotalamus, ikinci hasta art kafa lobu, üçüncü hasta beyincik
Karanlık bir sokakta aniden havlayan bir köpek gören kişide göz bebeği, kalp atım hızı, bronşlar, sindirim hareketleri ve kan şekeri nasıl değişir? Tehlike geçip kişi yemek yediğinde hangi sistem baskın olur?
- Ani tehlike sempatik sistemi etkinleştirir.
- Sempatik etki: göz bebeği büyür, kalp atımı hızlanır, bronşlar genişler, sindirim hareketleri yavaşlar; karaciğerde glikojen yıkılır ve kan şekeri yükselir. Böbreküstü bezinden adrenalin salgılanması bu etkileri güçlendirir.
- Dinlenme ve yemekten sonra parasempatik sistem baskın olur: kalp yavaşlar, sindirim hareketleri ve salgıları artar.
Cevap: sempatik etkiyle göz bebeği büyür, kalp hızlanır, bronşlar genişler, sindirim yavaşlar, kan şekeri yükselir; yemekten sonra parasempatik sistem baskın olur
Sık yapılan hatalar
- Depolarizasyonda \(\text{Na}^{+}\) girişinin ATP ile olduğunu sanmak. Kanallardan, derişim farkı yönünde olur; pasiftir. ATP'yi yalnızca sodyum-potasyum pompası harcar.
- Aksiyon potansiyelinin tepesinde hücre içindeki \(\text{Na}^{+}\) derişiminin dışarıdakini geçtiğini düşünmek. Değişen iç yüzün yüküdür; derişim farkı tersine dönmez.
- Uyarı şiddeti arttıkça impulsun büyüdüğünü düşünmek. Eşiğe ulaşan her uyarı aynı büyüklükte impuls oluşturur; şiddet impuls sıklığıyla ve uyarılan nöron sayısıyla kodlanır.
- Ya hep ya hiç kuralını bir sinirin bütünü için kullanmak. Kural tek bir nöron için geçerlidir; sinirin toplam tepkisi uyarı şiddetiyle artabilir.
- Miyelinli aksonda aksiyon potansiyelinin her noktada oluştuğunu düşünmek. Yalnızca Ranvier boğumlarında oluşur.
- Beyin ve omurilikte gri ve beyaz maddenin yerini karıştırmak. Beyinde gri madde dışta, omurilikte içtedir.
- Beyinciğin hareketi başlattığını düşünmek. Hareketi beyin kabuğu (alın lobu) başlatır, beyincik dengeyi ve uyumu sağlar.
- Ön kök kesilince acının da hissedilmeyeceğini sanmak. Duyu yolu arka kökten geçer; ön kök kesikken acı hissedilir, hareket olmaz.
Diş hekiminin kullandığı lokal anestezikler, sinir aksonlarındaki gerilime duyarlı \(\text{Na}^{+}\) kanallarını tıkar. Depolarizasyon oluşamayınca ağrı reseptörlerinden gelen impulslar beyne ulaşamaz; kişi bilinçlidir ama dişindeki işlemi acı olarak algılamaz. Balon balığının bazı organlarında bulunan tetrodotoksin de aynı kanalları tıkar ve solunum kaslarını felç edebilir; Japonya'da bu balığı yalnızca özel eğitim almış, izinli aşçılar hazırlayabilir. Türkiye kıyılarında görülen balon balıkları da bu zehri taşır ve tüketilmemelidir. Doktorların diz kapağının altına çekiçle vurması da rastgele bir hareket değildir: diz refleksinin merkezi omuriliğin bel bölgesinde olduğu için refleksin alınıp alınmaması, bu bölgedeki duyu ve motor yolların sağlam olup olmadığını gösterir. Göz bebeğinin ışığa tepkisi de aynı mantıkla, beyin sapının çalışıp çalışmadığını anlamak için acil servislerde değerlendirilir.
Konu testi
28 soru. Bir seçeneğe dokun; doğru cevap ve çözüm hemen açılır.
Nöronun aşağıdaki bölümlerinden hangisi impulsu hücre gövdesinden uzaklaştırarak başka bir hücreye taşır?
İmpulsu hücre gövdesinden uzaklaştıran uzantı aksondur; impuls akson uçlarından sonraki hücreye aktarılır. Dendritler uyarıyı gövdeye getirir. Ranvier boğumu aksonun bir bölgesidir, tek başına impulsu taşıyan bölüm değildir; çekirdek ve pompa impuls iletmez.
Dinlenme hâlindeki bir nöronla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
Dinlenmede iç yüz dış yüze göre yaklaşık −70 mV negatiftir (polarizasyon). \(\text{Na}^{+}\) dışarıda daha çoktur; pompa dinlenmede de çalışarak derişim farklarını korur; dinlenmedeki zar \(\text{K}^{+}\) iyonlarına daha geçirgendir.
Omurilik soğanının görevleri arasında aşağıdakilerden hangisi yer alır?
Solunum, kalp atımı, kan basıncı ile öksürme, hapşırma, yutkunma refleksleri omurilik soğanında yönetilir. Denge beyinciğin, görme art kafa lobunun, vücut sıcaklığı hipotalamusun, duyuların beyin kabuğuna aktarılması talamusun görevidir.
Sempatik sinir sisteminin etkisi aşağıdakilerden hangisidir?
Sempatik sistem vücudu tehlikeye hazırlar: göz bebeğini büyütür, kalbi hızlandırır, bronşları genişletir, sindirimi yavaşlatır. Diğer etkilerin hepsi parasempatik sisteme aittir.
Parkinson hastalığı en çok aşağıdaki nörotransmitterlerden hangisini üreten nöronların kaybıyla ilişkilidir?
Parkinson hastalığında orta beyindeki dopamin üreten nöronlar kaybolur; titreme, kas sertliği ve hareket yavaşlığı görülür. Melatonin epifiz bezinin salgıladığı bir hormondur; diğerleri bu hastalığın temel nedeni değildir.
Eşik değerin üzerindeki bir uyarıyla uyarılan tek bir nöronda uyarının şiddeti iki katına çıkarılırsa oluşan aksiyon potansiyelinin tepe değeri nasıl değişir?
Ya hep ya hiç kuralına göre eşiğe ulaşan her uyarı aynı büyüklükte aksiyon potansiyeli oluşturur; tepe değeri uyarı şiddetine bağlı değildir. Güçlü uyarı, impulsların sıklığını artırabilir ama tek bir impulsun büyüklüğünü değiştirmez.
Bir nöronda ölçülen zar potansiyelinin zamanla değişimi grafikte verilmiştir.
Buna göre
- I.K-L aralığında \(\text{Na}^{+}\) iyonları hücreye girmektedir.
- II.L-M aralığında \(\text{K}^{+}\) iyonları hücreden çıkmaktadır.
- III.N noktasında hücre içindeki \(\text{Na}^{+}\) derişimi hücre dışındakinden fazladır.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
K-L depolarizasyondur: \(\text{Na}^{+}\) kanalları açılır, \(\text{Na}^{+}\) hücreye girer. L-M repolarizasyondur: \(\text{K}^{+}\) kanallarından \(\text{K}^{+}\) çıkar. N hiperpolarizasyonun en düşük noktasıdır. Bütün evrelerde \(\text{Na}^{+}\) derişimi dışarıda yüksek kalır; aksiyon potansiyeli derişim farkını tersine çevirmez.
Bir nöronda depolarizasyon sırasında \(\text{Na}^{+}\) iyonlarının hücreye girişi hangi yolla gerçekleşir?
\(\text{Na}^{+}\) yüklü bir iyondur, lipit katmandan geçemez; açılan \(\text{Na}^{+}\) kanallarından derişim farkı yönünde, ATP harcanmadan geçer. Bu kolaylaştırılmış difüzyondur. Aktif taşıma pompanın \(\text{Na}^{+}\) iyonunu dışarı atmasıdır; endositoz ve osmoz iyon geçişi değildir.
Bir nöron, şiddeti 1'den 4'e doğru artan dört uyarıyla ayrı ayrı uyarılıyor ve her uyarıdan sonraki zar potansiyeli ölçülüyor.
Buna göre
- I.3. uyarı eşik değere ulaşmıştır.
- II.4. uyarının oluşturduğu aksiyon potansiyeli, 3. uyarınınkinden belirgin biçimde büyüktür.
- III.1. ve 2. uyarılar aksiyon potansiyeli oluşturmamıştır.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
- ve 2. uyarılarda zar potansiyeli eşik değerin altında kalmış, yalnızca küçük bir değişiklik olmuştur; aksiyon potansiyeli yoktur.
- ve 4. uyarılar eşiği aşmış ve tepe değerleri neredeyse aynı (yaklaşık +35 mV) aksiyon potansiyelleri oluşturmuştur. Ya hep ya hiç kuralına göre güçlü uyarı impulsu büyütmez.
Kimyasal sinapslarda impulsun yalnızca sinaps öncesi nörondan sinaps sonrası hücreye iletilmesinin nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
Nörotransmitteri salgılayan kesecikler yalnızca akson uçlarında, ona bağlanan reseptörler sinaps sonrası zardadır. Sinyal bu yüzden tek yöne geçer. Difüzyon kendi başına yön seçmez; akson uçlarında mitokondri boldur; pompa bütün nöronlarda vardır.
Şekilde bir refleks yayında yer alan yapılar numaralarla gösterilmiştir.
Buna göre
- I.2 numaralı nöronun hücre gövdesi omuriliğin dışında, arka kök üzerindeki gangliyondadır.
- II.3 numaralı nöron yalnızca merkezi sinir sisteminde bulunan bir nöron türüdür.
- III.4 numaralı nöron hasar görürse 1 numaralı yapıya gelen uyarı hissedilmez.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
2 duyu nöronudur; gövdesi arka kök gangliyonundadır. 3 ara nörondur ve yalnızca beyin ile omurilikte bulunur. 4 motor nörondur. Duyu yolu ve beyne giden yol ondan geçmez; 4 hasar görürse kas kasılmaz ama uyarı hissedilir.
Bir kişinin sol bacağına giden omurilik sinirinin ön kökü bir kazada kesilmiştir. Bu kişinin sol bacağına iğne batırıldığında aşağıdakilerden hangisi gözlenir?
Duyu nöronu arka kökten girer ve impuls omurilikten beyne ulaşır; ön kök kesik olsa da acı hissedilir. Refleks de istemli hareket de kasa ön kökten çıkan motor nöronla ulaşır. Ön kök kesik olduğu için bacak çekilemez.
Beyin bölümleri ve görevleriyle ilgili
- I.Pons: istemli hareketlerin başlatılması
- II.Hipotalamus: vücut sıcaklığının ve su dengesinin düzenlenmesi
- III.Orta beyin: ani ışıkta göz bebeğinin küçülmesi gibi görme refleksleri
eşleştirmelerinden hangileri doğrudur?
Hipotalamus vücut sıcaklığını, su dengesini ve susamayı düzenler. Görme ve işitmeyle ilgili refleksler orta beyinde yönetilir. İstemli hareketleri beyin kabuğunun alın lobu başlatır; pons beyin kabuğu ile beyincik ve omurilik arasındaki yolları taşır ve solunumun düzenlenmesine yardım eder.
Sinir sistemine ait yapılarla ilgili
- I.Beyinde gri madde dışta, beyaz madde içtedir.
- II.Omurilikte gri madde dışta, beyaz madde içtedir.
- III.Beyaz maddenin rengi, aksonları saran miyelin kılıftan gelir.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Beyin kabuğu gri maddedir ve dıştadır, altında beyaz madde bulunur. Omurilikte yerleşim terstir: gri madde içte, beyaz madde dıştadır. Beyaz madde, yağca zengin miyelin kılıfla sarılı akson demetlerinden oluşur.
Miyelinli bir aksonda impulsun iletimiyle ilgili
- I.İmpuls, aynı kalınlıktaki miyelinsiz aksona göre daha hızlı iletilir.
- II.Aksiyon potansiyeli, akson zarının miyelinle örtülü bölgeleri dahil her noktasında oluşur.
- III.Aynı uzunlukta iletim için pompanın taşıması gereken iyon sayısı daha azdır.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Miyelin yalıtkandır; iyon alışverişi ve aksiyon potansiyeli yalnızca Ranvier boğumlarında olur. İmpuls boğumdan boğuma sıçrar ve daha hızlı ilerler. İyon alışverişi az sayıda noktada olduğu için pompanın geri taşıması gereken iyon ve harcanan ATP azalır.
Beyni ve omuriliği saran zarların dıştan içe doğru sıralanışı aşağıdakilerden hangisidir?
En dışta kalın ve dayanıklı sert zar, ortada örümceksi zar, en içte sinir dokusuna yapışık ince zar bulunur. Beyin omurilik sıvısı örümceksi zar ile ince zar arasındaki boşlukta dolaşır.
Bağışıklık sisteminin merkezi sinir sistemindeki aksonların miyelin kılıfına zarar vermesiyle ortaya çıkan, impuls iletiminin yavaşlaması sonucu görme bozukluğu, uyuşma ve denge sorunlarına yol açan hastalık aşağıdakilerden hangisidir?
MS'te bağışıklık sistemi MSS'deki miyelin kılıfa saldırır; miyelin hasar görünce iletim yavaşlar ya da kesilir. Alzheimer'da nöronlar ölür ve bellek bozulur, Parkinson'da dopamin üreten nöronlar kaybolur, epilepsi aşırı elektriksel boşalımlarla nöbettir, menenjit beyin zarlarının iltihabıdır.
Bir trafik kazası geçiren kişi isteyerek kolunu ve bacağını hareket ettirebiliyor, ama yürürken sendeliyor, dengesini koruyamıyor ve bardağa uzanırken elini hedeften öteye götürüyor. Bu kişide en olası hasarlı bölüm aşağıdakilerden hangisidir?
Hareket başlatılabildiğine göre beyin kabuğu ve motor yollar çalışıyor. Bozuk olan denge ve hareketin ölçülü, uyumlu yapılmasıdır; bunu beyincik sağlar. Omurilik soğanı solunum ve kalp atımını, hipotalamus vücut sıcaklığını ve su dengesini, talamus duyuların aktarımını, art kafa lobu görmeyi yönetir.
Bir kişi aniden karşısına çıkan bir köpekten korkup kaçmaya başlıyor. Bu sırada sinir sisteminin etkisiyle aşağıdakilerden hangisinin gerçekleşmesi beklenmez?
Korku anında sempatik sistem baskındır: göz bebeği büyür, kalp hızlanır, bronşlar genişler, karaciğerde glikojen yıkılır ve kan şekeri yükselir. Sindirim kanalı hareketlerini sempatik sistem yavaşlatır; bu hareketlerin artması dinlenme anında baskın olan parasempatik sistemin etkisidir.
Bir organın sinir sisteminin iki bölümü tarafından uyarılmasıyla gözlenen etkiler tabloda verilmiştir.
| Organ | X'in uyarılması | Y'nin uyarılması |
|---|---|---|
| Göz bebeği | büyür | küçülür |
| Bronşlar | genişler | daralır |
| Mide ve bağırsak hareketleri | azalır | artar |
Buna göre
- I.X, parasempatik sinir sistemidir.
- II.Y'nin etkisi arttığında kalp atım hızı azalır.
- III.X, idrar kesesini kasarak boşalmasını sağlar.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
X göz bebeğini büyütüyor, bronşları genişletiyor, sindirimi yavaşlatıyor: X sempatik, Y parasempatik sistemdir. I yanlıştır. Parasempatik sistem kalp atım hızını azaltır. İdrar kesesini kasıp boşaltan da parasempatik sistemdir; sempatik sistem kesesi gevşetir ve boşalmayı engeller.
Bir kişinin parmağına iğne battığında elini çekme refleksinde impuls duyu nöronu boyunca 0,9 m, motor nöron boyunca 0,9 m yol alıyor. İki nöronda iletim hızı 75 m/s'dir. Ara nöronun bulunduğu iki sinapsın her birinde 0,5 ms gecikme oluyor; ara nöron içindeki iletim süresi ve diğer gecikmeler ihmal ediliyor. Reseptörde impuls oluştuktan kaç milisaniye sonra impuls kasa ulaşır?
Duyu nöronu: \(\frac{0{,}9}{75} = 0{,}012\) s = 12 ms. Motor nöron da 12 ms sürer. İki sinapsta toplam \(2 \cdot 0{,}5 = 1\) ms gecikme vardır. Toplam süre \(12 + 12 + 1 = 25\) ms.
Bir araştırmacı dört aksonda impuls iletim hızını ölçmek için aşağıdaki deney düzeneklerini hazırlıyor.
| Akson | Miyelin kılıf | Çap (µm) | Sıcaklık (°C) |
|---|---|---|---|
| K | var | 10 | 37 |
| L | yok | 10 | 37 |
| M | var | 15 | 37 |
| N | yok | 15 | 27 |
Diğer bütün koşullar aynı olduğuna göre
- I.K'de iletim hızı L'dekinden yüksektir.
- II.N'de iletim hızı L'dekinden yüksektir.
- III.En yüksek iletim hızı M'de ölçülür.
ifadelerinden hangileri kesinlikle doğrudur?
K ile L yalnızca miyelin bakımından farklıdır; miyelinli K daha hızlıdır. M; K'den kalın, L'den hem miyelinli hem kalın, N'den miyelinli ve daha sıcaktır (çapları aynı). M her karşılaştırmada üstündür, en hızlıdır. N, L'den kalındır ama daha soğuktur. Bir etken hızı artırırken öteki azalttığı için hangisinin hızlı olduğu bu verilerle kesin söylenemez.
Bir nöronun bulunduğu ortama, hücrenin ATP üretimini tamamen durduran bir zehir ekleniyor.
Buna göre
- I.Sodyum-potasyum pompası çalışmaz.
- II.Zamanla hücre içindeki \(\text{Na}^{+}\) derişimi artar.
- III.Depolarizasyon sırasında \(\text{Na}^{+}\) iyonları hücreye ATP harcanarak girmeye başlar.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Pompa ATP ile çalışır; ATP üretimi durunca pompa durur. \(\text{Na}^{+}\) iyonları kanallardan derişim farkı yönünde içeri sızmayı sürdürür; dışarı atılamadıkları için iç derişim zamanla artar. Depolarizasyondaki \(\text{Na}^{+}\) girişi her koşulda pasiftir; ATP harcanarak giriş söz konusu değildir.
Bir sinapsta asetilkolini parçalayan asetilkolinesteraz enzimini engelleyen bir madde etkili oluyor.
Buna göre
- I.Asetilkolin sinaps boşluğunda normalden uzun süre kalır.
- II.Sinaps sonrası hücre normalden uzun süre uyarılır.
- III.Bu sinaps bir motor nöron ile iskelet kası arasındaysa kasta sürekli ve denetimsiz kasılmalar görülebilir.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Asetilkolinesteraz çalışmayınca asetilkolin parçalanamaz ve boşlukta birikir; reseptörlere bağlanmayı sürdürür ve sinaps sonrası hücre uzun süre uyarılır. Motor nöron ile iskelet kası arasındaki sinapsta bu durum kasın sürekli kasılmasına yol açar. Asetilkolinesterazı engelleyen bazı tarım ilaçlarıyla zehirlenmede kas seğirmeleri bu nedenle görülür.
Üç hastanın belirtileri şöyledir. Hasta 1 sesleri duymakta ve duyduğu konuşmayı anlamakta güçlük çekiyor. Hasta 2 vücudunun sol yarısındaki kaslarını isteyerek hareket ettiremiyor; refleksleri ise çalışıyor. Hasta 3'te solunum ritmi ve kalp atımı düzensiz, yutkunma refleksi zayıflamış. Hastalarda hasar gören bölümler sırasıyla aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?
İşitme ve duyulan konuşmanın anlaşılması şakak lobunun görevidir. İstemli hareketler alın lobundan başlatılır; hareket yolları omurilik soğanında çaprazlaştığı için vücudun sol yarısını sağ yarım küre yönetir. Solunum, kalp atımı ve yutkunma refleksi omurilik soğanında yönetilir. Beyincik dengeyi ve uyumu sağlar, hareketi başlatmaz; art kafa lobu görmeyle ilgilidir.
Bir aksiyon potansiyeli sırasında zar potansiyeli ile X ve Y iyonlarına zarın geçirgenliğinin zamanla değişimi grafikte verilmiştir.
Buna göre
- I.X'in geçirgenliği artarken X iyonları hücreden dışarı çıkar ve iç yüz pozitifleşir.
- II.Y'nin geçirgenliğinin artması, zarın iç yüzünün yeniden negatif olmasını sağlar.
- III.Zar potansiyeli dinlenme değerine indiğinde Y'nin geçirgenliği henüz başlangıç değerine dönmemiştir.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
X'in geçirgenliği depolarizasyonla birlikte hızla artıyor: X, \(\text{Na}^{+}\) iyonudur ve hücreye girer. "Dışarı çıkar" yanlıştır; dışarı çıkan pozitif iyon iç yüzü pozitifleştiremez. Y daha geç artıyor: \(\text{K}^{+}\) çıkışı repolarizasyonu sağlar. Potansiyel −70 mV'a indiğinde Y'nin geçirgenliği hâlâ yüksektir; hiperpolarizasyon bu yüzden oluşur.
Bir kişinin sağ bacağından omuriliğe giden omurilik sinirinin yalnızca arka kökü kesilmiştir. Bu kişinin sağ bacağına dokunulduğunda
- I.Dokunma hissedilmez.
- II.Refleks hareket oluşmaz.
- III.Kişi sağ bacağını isteyerek hareket ettirebilir.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Arka kökte duyu nöronlarının aksonları bulunur. Kesik olduğu için impuls omuriliğe ulaşamaz: dokunma hissedilmez, refleks yayı da tamamlanamaz. Beyinden gelen komutlar omurilikten ön kökteki motor nöronlarla kasa ulaşır; ön kök sağlam olduğu için istemli hareket yapılabilir.
Bir sinir binlerce aksondan oluşur ve bu aksonların eşik değerleri birbirinden farklıdır. Bir siniri giderek artan şiddette uyarılarla uyaran bir araştırmacının gözlemleriyle ilgili
- I.Tek bir aksonda oluşan aksiyon potansiyelinin büyüklüğü uyarı şiddetinden bağımsızdır.
- II.Sinirin toplam elektriksel tepkisi, uyarı şiddeti arttıkça belirli bir değere kadar artabilir.
- III.Siniri oluşturan aksonlardan birinde uyarı şiddeti eşiğin üzerinde artırıldıkça aksiyon potansiyelinin tepe değeri yükselir.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Her akson ya hep ya hiç kuralına uyar; eşiği aşan uyarı, şiddetinden bağımsız olarak aynı büyüklükte impuls oluşturur. III bu yüzden yanlıştır. Uyarı güçlendikçe eşiği yüksek aksonlar da uyarılır ve sinirin toplam tepkisi, bütün aksonlar uyarılana kadar artar.
İlerlemen bu tarayıcıda saklanıyor. Ücretsiz üye ol, her cihazda kaldığın yerden devam et.