Sinir Hücresi Nedir
Sinir Hücresinin Yapısı
Mikroskopta incelenen sinir hücresi (=nöron)nin önce ana ya da gövde kısmı, yani "SOMA"sı ve uzun olan uzantısı, yani AKSON ya da NORİTı görülür . Hücre gövdesinin büyüklüğü diğer hücrelerden farklı değildir. Akson ise 1 metreden daha uzun olabilir. Omurilikte nörit uzunluğu 1 metreden fazla olan sinir hücreleri vardır. Aksondan başka, somadan çıkan, kısa ve çok sayıdaki uzantılara DENTRİT denir. Nörit de birçok dalla sonlamr. Bunlar kabarcık şeklinde ve SİNAPS SON KAFACIGI denen yapılara girer. Bu kabarcıklar diğer sinir hücrelerinin üst yüzeylerine oturur. İki nöron arasındaki böyle bağlantı noktalarına SİNAPS denir. Bir nöronun 1 000'in üzerinde sinaps taşıması olasıdır. Birçok hayvanın nöronu, protein ve lipid bakımından çok zengin olan ve MİYELİN denen bir kılıfla sarılır. Miyelin kılıfında milimetrik aralıklarla yer alan boğumlar vardır, bunlara RANWIER BOĞUMLARI denir. Bu boğumlar bilgi naklinde rol oynar. Nöronda çekirdeğin yanında, yoğun ribozomlarla donanan ve iyi gelişmiş endoplazmik retikulum ile çok sayıda mitokon-drinin bulunuşu, hücrede çok yoğun metabolik olayların olduğunun bir kanıtıdır. Ayrıca sinir sisteminin çok yüksek oranda oksijen kullanımı da bunu gösterir, bu oran insanda temel kullanımın %20'si kadardır. Aksonun somadan ayrıldığı kısma NİSSL CİSİMCİĞİ denir. Burada ribozomların olmayışı aksonun başladığının bir işaretedir. Bilgiler akson üzerinde bir yönden ilerleyerek iletilir ve sinapslar tarafından alınıp sinapsucu kafacığı ile bir sonraki nörona gönderilir. Sinir hücrelerinin maksimum sayısına, genellikle embiryonal gelişmenin sonuna doğru ulaşılır. Bundan sonra sinir hücrelerinin çoğunda yoğun olarak büyür. MİYELİN KILIFI da bu dönemde oluşur.
Sinir Hücrelerindeki Elektrokimyasal Olaylar
Membran Potansiyeli (=Gizilgücü)
Membranların geçirgenliği; yani parmeabilitesi çok yönlü değişebilir ve düzenlenir. Örneğin hormon ve ilaçlar gibi kimyasal veya ışık gibi fiziksel uyarıcılar; bunda rol oynar. İnzulin, glikoz için taşıyıcı bir molekülün akıcılığını artırır, inzulin yoğunluğu ile glikozun almabilirliği düzene konur. İnzulin eksikliği ve böylece glikozun hücreye girişinin yozlaşması kan şekerini artırarak, şeker hastalığı; yani diabete neden olur.
Membran geçirgenliğindeki değişmeler uyarı iletimi ve taşınımında da önemli rol oynar. Elektriki ve kimyasal uyarılar sinir hücreleri ve kas hücrelerini uyarır. Uyarılabilirlik elektriki gizil güç farkının bulunmasına dayanır. Buna membran gizil gücü de denir. Bunu açıklayabilmek için aşağıdaki deney yapılabilir:
Tuz çözeltisi, saf sudan yarı geçirgen membranla ayrılırsa, iki sıvı arasındaki potansiyel farkı ölçülebilir. Membran deliklerinin çapı katyon ve anyon arasında ise, katyonlar porlardan geçtiği halde, anyonlar geçemez. Buna karşın öbür tarafa geçen katyonlar, membrandan fazla uzaklaşamaz ve anyonların elek-triki alanları tarafından kendilerine doğru çekilir. Bu etki, gerilim (=güç) olarak ölçülebilen küçük bir potansiyel farkının oluşmasına yol açar. Buna MEMBRAN POTANSİYELİ (=GİZİL GÜCÜ) denir Kas veya bez hücreleri de dahil olmak üzere tüm hücrelerin etrafı farklı iyon yoğunluklarını ayırabilen semi-permeabl (=yarı geçirgen) bir ınembranla çevrilir. Bu yüzden membran potansiyeli bütün canlılarda bulunur. Hatta bitki, mantar ve tekhücreliler bile membran potansiyeline sahiptir.
Dinlenme Potansiyeli (=Gizilgücü)
Sinir hücresi membranmda tipik bir iyon dağılımı görülür. Hücre içi akıcı maddesi potasyum iyonu ve protein anyonları bakımından zengindir. Nöronu saran doku sıvısı ise çok sayıda sodyum ve klor iyonu içerir.
Her uyarılmış hücre, dinlenme sırasında belirli bir elektriki gizilgüç farkı (membran dinlenme potansiyeli)na sahiptir. Bu gizilgüç onun iç kısmı ile onu saran hücre arası ortam arasındadır. Çeşitli hücre tiplerine göre 40-90 mV arasında bulunan dinlenme potansiyel değeri bir yandan hücre içi ve dışı arasındaki eşit olmayın iyon dağılımına, diğer yandan Na+, K+ ve Cl- iyonları için hücre mebranının farklı geçirgen oluşuna ve hücre içindeki büyük organik iyonlar için geçirgen olmayışına bağlıdır. Dinlenmede hücre membranı K+ için Na+'a göre 20-100 defa daha geçirgendir. Hücre tipine göre de Cl1 için farklı geçirgenliktedir
Membranda protein moleküllerinin sardığı porlar bulunur. Dinlenme halinde, yani sinir hücreleri henüz uyarılmamış durumda iken, porlar potasyum iyonlarının hücrenin iç kısmından dışarı geçmesine izin verecek çapa sahiptir. Diğer iyonlar ise membrandan çok az miktarda geçebilir. Buna bağlı olarak yoğunluk farkları bir membran potansiyelini oluşturur. Sinir hücresine MİKROELEKTROT ile dokunularak membran potansiyelini ölçmek mümkündür. Elektrot, fizyolojik etkisi olmayan ve elektriği ileten bir tuz çözeltisine batırılır. Metal elektrot, hücrenin akıcı maddesi ile tepkimeye girer ve ölçüm değerlerini bozar. Karşıt kutup olarak, doku sıvısı ile ilişkide olan başka bir elektrot kullanılır. İki elektrot arasındaki gerilim ölçülürse, 80 milivoltluk bir potansiyel farkı saptanabilir. Hücrenin iç kısmı, membranın dışına göre negatiftir. Negatif yük, hücrede geride kalan protein anyonları tarafından hareket ettirilir. Dışarı geçen potasyum iyonları, (+) yüke etki yapar. Uyarılmamış sinirde ölçülen bu membran potansiyeline dinlenme potansiyeli denir. Dinlenme potansiyeli 80 milivolttur (mV).
Aksiyon (=Hareket) Potansiyeli (=Gizilgücii)
Sinir hücresi uyarılırsa, kısa süreli olan elektriki yük değişimi mikroelektrotla membranda belirlenir. Bu bir milisaniye kadar sürer ve +30 milivoltluk bir gerilime yol açar. Bunun sonucunda, pozitif yük iç kısımdadır. Açıklanan bu gerilim değişimi, yani aksiyon potansiyeli nöritlerin üzerinde ve 120 m/s (metre/saniye) hızla hareket eder. Hareketin hızı, daha çok nöritin çapı ve hayvanın gelişmişlik derecesi ile ilişkilidir.