Sinir Sistemi Gelisimi

Sinir Sistemi

Sinir Sisteminin Gelişimi


Hayvan vücudundaki çeşitli doku ve organların işlevlerinin dağılımı, bunların çalışmalarının koordinasyonunu (=eşuyum) gerekli kılar. Bundan başka, hayvanın çevresin­deki değişimlere uygun bir şekilde tepki vermelidir. Bu görevleri gerçekleştirmek için, çok hücrelilerde sinir sistemi gelişmiştir. En ilkeli, sinir hücrelerinin dağınık bir şekilde bıılunduğu ve diğer sinir hücrelerinden çıkan hücre uzantıları yardımı ile "bir sinir ağı" oluştur­masıdır. Bunlar denizanası ve polip gibi içi boş hayvanların vücudunda görülür. Sinir ağları ayrı ayrı kolların avlanmaları ile ilgili bilgileri iletme ve tüm tentaküllerin (=kol) hareketi­ni koordine etme yeteneğindedir. Basit solucanlarda sinir ağı, vücudun her iki yanında yoğun olarak yerleşmiş olup, özellikle kafada güçlü bir sinir ağı oluşturur.

Halkalı solucanların sinir sistemi, karın tarafında bulunan iki ana sinir şeridinden mey­dana gelir. Bunlar her segmentte enine bir sinirle birbirine bağlanır. Kafada alt ve üst olmak üzere iki "ganglion" yani sinir düğümü bulunur. Bu sinir sistemine MERDİVENSİ SİNİR SİSTEMİ denir. Böceklerde de bu temel yapı vardır. Erişkin hayvanlarda kafa ve göğüste kuvvetli ganglion düğümü bulunur. Ganglion düğümü sayesinde iyi gelişmiş bir koordi­nasyon sisteminden söz edilebilir. Buna örnek olarak böceklerin uçma yeteneği ile karıncalarda olduğu gibi grup halinde yaşama davranışı verilebilir.


Omurgalılarda ana sinir demetini omurilik oluşturur. Sinir hücreleri kafada yoğunlaşır. Buna sefalizasyon denir. Omurgalı beyni balıklarda bile ÖN, ARKA, ARA, ORTA ve KÜÇÜK BEYİN olmak üzere 5 kısma ayrılır.

Küçük beyin hareketi koordine ederek denge duyusu ile ilgili bilgileri değerlendirir. Kuş ve balıklar süratli hareket eder. Hareket üç boyutta olabilir. Bunların küçük beyni, çok iyi gelişmiştir. Çiftyaşamlı ve sürüngenlerin küçük beyni ise daha küçüktür.

Başın önündeki ÖN BEYİN koklama bilgisini değerlendirir. Bu nedenle kokla­ma beyni diye de adlandırılır. Bu beyin evrim sürecinde büyümesini sürdürmüş ve başka görevleri de üstlenmiştir. İnsanda en büyük yapısına kavuşur. Buna BÜYÜK BEYİN denir. Büyük beyin, beynin diğer bölümlerini çok sıkı örterek onların tanın­masını zorlaştırır. Büyük beynin yüzeyi ceviz kabuğu gibi girinti, çıkıntı ve katlan-tılıdır. Böylece yüzeyi büyümüş olur. Sinir hücrelerinin önemli bölümü "beyin kabuğu"ndadır. Sinir sistemi merkezi (beyin ve omurilik) ve periferik sinir sistemine ayrılır. Periferik sinir sistemi de somatik sinir sistemi (iskelet kası ve duyu organ­larını) ve vejetatif sinir sistemine (iç organları denetler) sahiptir.

Omurilik

Beyin ve omurilik MERKEZİ SİNİR SİSTEMİ'ni oluşturur.Omurilikten moto-rik, yani EFFERENT (=GÖTÜRÜCÜ) SİNİRler çıkar ve kaslara gider; SENSORİK yani AFFERENT (^GETİRİCİ) SİNİRler ise duyu organlarından gelir Bu sinirler PERİFERİK SİNİR SİSTEMİNİ oluşturur. Merke­zi sinir sistemini sinir hücrelerini besleyen omurilik sıvısı, yani "LİQUOR" sarar. Liquor ve kan arasında C02, 02 ve H20 gibi maddeler değiş tokuş edilir. Protein gibi diğer madde girişi özel iletim mekanizmalarınca çok sıkı kontrol edilir. Bu kontrol sistemine KAN-LİQUOR BARİYERİ (=engeli) adı verilir.

Omuriliğin enine kesitinde gri (=boz) ve beyaz (=ak) maddeden oluşan iki bölüm görülür. Gri madde rengini buradaki yoğun sinir hücre somalarından alır. Gri maddenin merke­zinde, liquor'un sardığı omurilik kanalı bulunur. Bu kanal omuriliğin tamamı boyunca uzanır ve beynin iç kısmına ka-dar gider. Burada iki büyük VENTRİKÜL oluşturur. Omurilik ka­nalı merkezi sinir sisteminin embriyonal taslağı olan nöral boruda bulunan boşluklu bölgenin kalıntısıdır. Beyaz madde beyinden gelen motorik sinirlerin ve beyne giden sensorik sinirlerin norit-lerinden meydana gelir. Motorik sinirler sistemi ön kısımdan, yani karma doğru terk eder. Sensorikler ise sırttan omurgaya doğru uzanır. Sensorik sinirlerin somaları SPİNAL GANGLİONlan yapar. Motorik ve sensorik sinirler demet halinde vücudun tamamını dolaşır.

Refleksler

Gevşekçe tutulan ayağa, diz kapağının altından hafifçe vurulursa, buradan geçen diz lifleri ayağı yukarıya doğru kaldırır. Buna diz kapağı lif refleksi denir. Ayağın yukarıya doğru kalkmasında üst kalça kaslarının rol oynadığı bilinir. Life vurulması halinde kas hafifçe gerginleşir. Kasdaki genişletme almaçları, yani kas mekikleri gerilmeyi kaydedip onu sensorik sinirler üzerinden omuriliğe gönderir. Bilgi, spinal ganglion kanalı ile gri maddenin arka boynuzuna iletilir. Daha sonra ön boynuza ak­tarılır. Gerilim kası kontraksiyonunu çözen motorik nöron aktive edilir. Bacak da sü­ratle yukarı kaldırılır. Üst kalça kasının pasif gerilimi, etkisizleşir ve bu refleksi ya­par. Bu kurama göre çalışan mekanizmalara REFLEKS denir. Buna ait sinirin hare­kete geçmesine de REFLEKS YAYI denir.

Refleks, biyolojik olarak uyarıya mümkün olduğunca süratli tepki gösterme şeklinde açıklanır. Yere kapaklanmada bacak derhal diz kapağı refleksi ile tepkime gösterir. Bilgi sensorik sinirler kanalı ile beyne gönderilerek kapaklanma algılanır. Reaksiyon beynin bilgiyi değerlendirmesinden daha hızlı olur. Benzer refleks yaylan iskelet kası tavanında bulunur.

Gerginleştirme refleksi ile aynı anda ayağın bükülme kasının motorik nöron­larında inhibisyon impulsları görülür. Böylece kas kasılmasında, onun karşıtı (=an-togonisti)nin refleks reaksiyonu yapması engellenir. İnhibisyon mekanizması aşa­ğıdaki gibi çalışır: Aktive edici bilgiyi omuriliğe getiren nöronun nöriti dallıdır. Dallardan biri çekici kasın motorik nöronuna uzanır, diğeri sinaps üzerinden önboy-nuzun inhibe edici sinir hücresi ile bağlanır. İnhibe edici bu nöron, çekici kasın karşıtını yöneten motorik sinir hücresi ile ilişkidedir. Çekici kasın aksiyon potan­siyeli ile bükücü kasın refleks yayı baskı altında tutulur ve böylece bunların birlikte çekilmesi önlenir. Refleks yaylarının tamamı bu şekilde kendi karşıtları ile ilişkidedir.

Dizkapağı lif refleksi, bilginin omurilikte sadece bir defa dönüşür oluşu ile, yani sadece bir sinaps üzerinden gidişi ile karakterize edilir. Reaksiyon, uyarının gerçekleştiği organda kolayca izlenebilir. Bu tip reflekslere MONOSİNAPTİK veya KENDİ REFLEKSİ adı verilir. Diğer reflekslerde ise duyu organı ve olayın gerçek­leştiği organlar hapşırmadaki gibi farklı bölgelerdedir. Hapşırma refleksi, burun mu­kozasının toz ve benzeri bir madde ile uyarılması ile olur. Bu arada solunumda görev yapan kaslar aniden çekilir ve hapşırma olur. Hapşırmayı gerçekleştiren impulslar, çok sayıda nöron üzerinden, omurilikte ilerler. Böylece birçok sinaps üzerinden iletil­miş olur. Bunun sonucunda birçok kas devreye girerek hapşırmayı gerçekleştirir. Bu yüzden bu reflekslere POLİSİNAPTİK ya da YABANCI REFLEKS denir. Bulantı ve boğulma refleksi bu gruba girer. Monosinaptik ve polisinaptik refleksler doğuştan olup istem dışı gerçekleşirler.

Vucudun Urettigi Uyusturucu Maddeler

Vücudun Ürettiği Uyuşturucu Maddeler

Haşhaş kapsülünün çizilmesi ile elde edilen afyonun, etkin (=müessir) maddesi bir alka-loid olup, morfin adını alır. Afyona akraba olan ve uyuşturucu bir etkiye sahip kimyasal maddelere ofiat veya morfin denir. Bunlar çok az dozlarda almsalar dahi, olağanüstü bir etki mekanizması gösterir. Bu nedenle çok ağır ve tedavi ümidi olmayan; ancak çok acı veren hastalıklarda; bu türevden ilaçlar verilerek hastanın acısı dindirilir. Ancak normal durumlarda bu tip uyuşturucuların alımı ve satımı kanunen yasaklanmıştır. Çünkü bunlar zaman içinde alışkanlık yaparak, insan neslini tehdit ederler.

Yetmişli yılların başında, uyuşturucu maddelerin insan vücudundaki etki mekaniz­malarının incelenmesi sonucunda, beyinde özel morfin alıcıları bulundu. Burada şöyle bir soru akla geliyor; nasıl oluyor da bitkilerdeki bir madde için, hayvan vücudunda almaç oluşuyor? Oysa almaç normalde benzer yapılı ve vücudun bizzat ürettiği maddeye tep-kimelidir. Bu yanıtı ararken 1975 yılında insan vücudunda, morfin benzeri olan ENKE-FALİN (enkephalos=beyin), daha sonra da ENDORFİN (endogen=morfin) adlı bir madde saptandı. Bunların her ikisi de peptiddir. Endorfin, 31 aminoaside kadar olabilen uzun, enkefalin ise daha kısa zincirli bir yapıdadır. Aslında bunların uyuşturucu (=ofiat)lara kimyasal olarak bir benzerlikleri yoktur. Sadece etki mekanizmalarının ortak oluşu nedeniyle aynı amaçla tepkirler. Enkefalin ve endorfin beyin morfini olarak değerlendirilir. Enkefalin oldukça süratli yıkıldığı halde, endorfin birkaç saat dayanabilir. Bu yüzden bun­ların farklı görevlere sahip oldukları da düşünülebilir. Enkafalin için acıyı iletici bir model geliştirildi. Burada sinapsucu düğmesi başka bir sinapsm alıcısı olup, ucunda enkefalin bulunur. Bu alıcının ucunda bulunan yüzeydeki morfin, almaç ile tepkiyerek, taşıyıcının bil-2İyi bırakması ve bilginin acıyla birlikte iletimi engellenir; yani enkefalin inhibe edici bir
sinapsın madde taşıyıcısına benzer bir şekilde etki yapar. Sinapsın konumu nedeniyle burada PRESI-NAPTİK İNHİBİSYON'dan söz edilir. Bu şekildeki mekanizmalar şok etkisi ile acıyı duyurmayan kazazedelerde etkili olabilir. Bir insanın kendini iyi his­setmesinde, enkefalin ve endorfin etkisinin önemi olduğu görüşü hakimdir. Diğer taraftan alkol alınarak endorfin sentezinin azaldığı saptanmıştır. Benzer sonuçlar uzun süre morfin kullanımından sonra da ortaya çıkar. Yani morfinin yüksek dozda alınışı, endorfin üretimini inhibe edici bir etkinin devam etme­sine yol açar.

Alkol ürünlerinin, morfin ben­zeri maddelerin ana ürünü olup olmadığı tartışması bugün yapılmaktadır. Bununla ilgili bazı kanıtlar elde edilmiştir. Bu görüş tamamen açıklanır ve doğrulanırsa uyuşturucu ve alkol bağımlılığı mekanizması da yakında belirginleşebilecek­tir. Beyin morfinleri, insanın kendisini sağlıklı hissetmesini sağlar. Alkol ve uyuşturucular ise beyin morfini üretimini engeller ve onun yerini alır. Bu nedenledir ki alkol ve uyuşturu­cular insan vücudu için tehlikelidir.

Sinapsin ve Yapisi

Sinir Hücreleri Arasındaki Uyarımın iletimi

Sinapsın Yapısı


Sinir hücresi nöritinin uç kısmında, birçok küçük dalcık vardır. Her dalcığın ucunda küre şekilli bir genişleme, yani SİNAPSUCU DÜĞMEClĞİ (=SUD) bulu­nur. Burası bir sonraki sinir hücresinin veya dendritin membranına oturur. Sinapsucu düğmeciği kompleksi ve onun altındaki membrana SİNAPS denir. Sinapsucu düğ-meciği, üzerinde bulunduğu hücre membranından, SINAPS YARIĞI ile ayrılır. Bu yarığın genişlği 20 nm'dir. Sinapslar, iki sinir hücresi arasında bir dokunma noktası olmayıp, sadece birer yakınlaşma bölgesidir. Arada daima bir yarık bulunur. Bu da, sinaps bağlarının mutlaka sabit olmayıp, çözülüp tekrar yeniden bağlanabileceklerini gösterir. Bunun dışında, hücreler arasında gevşek bağ, beynin sarsıntıya karşı duyarlı­lığını açıklar. Örneğin boks sporunda sürekli kafaya yumruk gelmesi ve futbolda ka­fa ile topa vurma, beyinde kalıcı bozukluklara yol açabilir.

Sinapsucu düğmeciği (=SUD) çok sayıda mitokondri ve küçük kesecikler, yani VESİKÜL'ler taşır. Bunlar sinapsucu düğmeciğinde ve hücrede sentez-lenen taşıyıcı (=transmitter) maddelerin depolanmasına yarar. Taşıyıcı maddeler, bil­giyi bir sonraki sinir hücresine nakleder. Transmitter maddelerin sentezinde büyük oranda enerji kullanılır. Bu nedenle sinapsucu düğmeciğinde çok sayıda mitokondri izlenir.

Sinir hücreleri şematize edilirken soma ve dendritlerdeki sinaps sayısı az olarak gösterilir. Oysa bir sinir hücresinin üstünde 103 - 104 adet sinaps izlenebilir. Sinaps­lar hücre membranında kürk kıllarına benzer şekilde yerleşir. İnsan büyük beyninin 1010 nöron taşıdığı ve buna bağlı olarak da sinaps sayısının 1013 ve 1014 gibi muaz­zam sayıları bulduğu hesap edilir. Bu kumanda elemanları arasındaki birleştiricinin 10 bilyon, yani on milyon x bir milyon adet noktaya sahip bir bilgisayara eşdeğer dir. Bu durum şimdiye kadar neden beynin işlevinin tam anlamı ile ortaya kona-madığını açıklamaya yeter.

Sinapsın İşlevi

Sinapsucu düğmeciğindeki vesiküller ASETİLKOLİN veya GAMMA AMİNO YAĞ ASİDİ gibi taşıyıcı maddelerle dolu ise bunlar sinaptik yarığa dönük membran yüzünde bulunur. Nörit kanalı ile aksiyon potansiyeli sinapsa gelirse, sinaps ucunda ki membranda bulunan porlar açılır. Böylece vesiküller patlar ve transmitter maddele­ri sinaptik yarığa girer. Moleküller, milisaniyenin kesirleri kadar süren bir zamanda, yarık tarafından emilir. Alıcı hücrenin membranındaki sodyum porlan, protein mo­lekülleri tarafından kapanır. Bunlar sadece transmitter molekülü taşıyan belli bazı maddelerle tepkimeye girer. Bu protein moleküllerine RESEPTÖR (=ALMAÇ) de­nir.
Eğer bir transmitter molekülü, reseptörle karşılaşırsa onunla tepkir. Reseptör molekülünün şekli değişir ve sodyum porlan açılır. Sodyum iyonları, alıcı hücreye girerek yeni bir potansiyelin oluşumuna neden olur. Bunun akabinde enzimler trans­mitter moleküllerini yıkar ve böylece reseptör molekülü kendi eski yapısını tekrar kazanır. Yani porlar kapanır. Asetilkolin adlı transmitteri yıkan enzime ASETİLKOLİNESTERAZ denir. Asetilkolindeki parçalanma ürünleri olan kolin ve sirke asidi sinapsucu düğmeciğine geri döner ve yeni transmitter molekülünün üre­timinde kullanılır. Bir sinapsın transmitter rezervi 2 000-5 000 impulsun taşınımı için yeterlidir.

Alıcı hücrede aksiyon potansiyeline yol açan sinapslara UYARICI SİNAPS-LAR denir. Bunun yanında bir de INHİBE EDİCİ SİNAPSLAR vardır. Bunlar, "gamma amino yağasidi" gibi, klor ve potasyum iyonları için iyon porlarmı açan özel transmitterler üretir.

Motorik Son Plaka

Sinir sisteminden çıkan bilgilerin çoğu kaslara gelir. Nöritleri kaslara kadar uza­nan sinir hücrelerine MOTORİK NÖRON denir. Motorik nöron onu destekleyen kas fibrilleri ile birlikte bir MOTORİK ÜNİTE (=BİRİM)yi oluşturur. Motorik birimin büyüklüğü değişiktir. Bir nöron, gözün dış kasındaki 5-7 fibrili denetler. Oysa üst kolda 700 ve alt kalçada 1 700 fibril bir nöronla denetlenebilir. Buna uygun olarak motorik ünitenin sayısı her kas için farklıdır. Örneğin bu sayı her kas için göz kas sisteminde 1 500, üst kolda ise sadece 700'dür. Motorik birim ne kadar küçük olursa, ilgili kas da o kadar iyi denetlenebilir. Bunun sonucu olarak ne kadar çok birim aynı anda aktive edilirse, kasa o kadar çok güç gelir.

Sinir hücresinden, kas lifine doğru gerçekleşen, bilginin taşındığı yer MOTO­RİK SON PLAKA'diT. Bu bir sinapsucu düğmeciğinden oluşur ve kas lifinin üst yüzeyinde bulunur. Aksiyon potansiyelleri bu sinapsa gelirse, transmitter olan Ase-tilkolin sinaptik yarığa salgılanır. Buna bağlı olarak kas lifi membranı, asetilkolinin etkisi altında, kısa bir zaman içerisinde potasyum ve sodyum iyonları için geçirgen bir duruma gelmiş olur.
Bunlar kas fibrilinde elektromiyogramla ölçülebilen bir SON PLAKA PO­TANSİYELİ oluşturur.

Aksiyon Potansiyelinin Nakli

Alıcı hücrede gerilim yavaş yavaş azaldığından aksiyon potansiyelleri birikir. Alıcı hücre nöritlerinin ilave noktaları hücreyi terkeden yeni aksiyon potansiyelleri oluşturur. Burada aksiyon potansiyel frekansı sinir hücresinin gerilim yüksekliği ile doğrudan doğruya orantılıdır.

İnhibe Edici Bir Sinapsın Etkisi

İnhibe edici transmitterin etkisi ile alıcı hücre membranındaki gerilim azalır. Nöritin ilave noktaları düşük gerilimlerde tepkimez. Bu yüzden aksiyon potansiyel­lerinin iletimi olmaz.

İki Aktive ve Bir inhibe Edici Sinapsın Ortak Etkisi

Üstte bulunan sinaps AP-AP-AP olmak üzere üç aksiyon potansiyeli gönderir. Ortadaki sinaps ise, ilk sinapsın ara bölgelerine gelen iki AP-AP potansiyelini iletir. Devrede sadece bu iki sinapsın olması halinde, alıcı hücre, giden potansiyellerin top­lamı olan AP-AP-AP-AP-AP olmak üzere 5 aksiyon potansiyeli şeklinde yanıt ve­rir. Oysa potansiyel dizininin tam ortasında, inhibe edici sinapsın etkisi görülür.

Yani alıcı hücrenin gerilimini geriye çeviren ve ortada bulunan bir AP kadar azalma söz konusudur. Bu durumda, alıcı hücre ancak AP-AP-AP-AP potansiyel dizinini gönderir. Yani gönderilen üç bilgiden, sadece bir yeni bilgi yapılmıştır. Gerçekten bir nöronda binlerce sinaps birlikte etki yapar.

Sinir Hucresi Nedir

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.

Uyarı ve Tepki (Reaksiyon)

Canlılarda Düzenleme ve Yönetim Sistemi

Canlilarda Uyari ve Tepki (Reaksiyon
)

Mimosa pudica'nm yaprağına dokunulursa, yaprak katlanır ve sapın dala bitiş­tiği yerden aşağıya doğru kıvrılır. Uyarılan noktaya komşu yapraklarda da aynı olay­lar izlenir Yani dokunumla ilgili bilgi diğer bölümlere de yayılmıştır. Böyle tepkimelere birçok bitkide rastlanır. Bitkiler çevre faktörlerine tepkime gösterir. Yaprakların ışığa doğru yönelimi; çiçeklerin sıcaklığa bağlı olarak açışı ve ağacın yerçekiminin etkisi ile dikine büyümesi gibi tepkime örneklerini sayabiliriz. Mantarlar da sıcaklık ve neme bağlı olarak büyüme tepkimesi gösterir. Euglena'mn ışık kaynağına doğru hareketi de buna bir örnektir. Bakteriler de olumsuz çevre koşullarına tepkime gösterir. Normal şartlara geri dönülünce de, doğal yaşam işlevlerini sürdürürler. Yani kapsülü terkeder ve bölünürler.

Canlılar çevre koşullarına cevap verir. Bu nedenle duyarlılık canlı ve yaşamı karakterize eden bir özelliktir. Uyarı, tepkimeye yol açan çevre olarak düşünülürse, ba­sit fiziksel ve kimyasal sistemler de uyanlabilir. Yanan ateşin alevi de bitki gibi yerçekimine tepki gösterir ve dikine yükselir. Bir indikatör çözeltisi, pH-değeri farkılaşırsa rengini değiştirir. Hiç kimse de indikatörü bu özelliğinden dolayı canlı olarak niteleyemez. O halde fizikokimyasal bir neden etki ilişkisi ile tepkime arasındaki fark nedir?

Tahtaya çakılan çiviye ne kadar fazla vurulursa o kadar derine gider. Burada neden ve etki, birbiri ile or­antılıdır. Salata tohumlarını kısa bir süre açık kırmızı ışığa tutarsak, he­men çimlenmeye başlar. Kısa aydınlatma ile karışık bir olay olur. Bu da birçok kısmî tepkimeden oluşur ve ışık için hiçbir rol oynamaz. Bununla birlikte uyarının minimum bir büyüklüğe, yani tepkime verecek bir değere ulaşması gerekir. Bu değerin de aşılması lazımdır. Bunun gerçekleşmesi sonucunda ancak tepkime yoğunluğunun tam olduğundan söz edilebilir. İşte burada YA HEP YA HİÇ KURAMI geçerlidir. Bu ku­ram bir çok uyarı-tepkime mekanizmasında etkilidir.

Canlılık ilişkisinde, uyarıya verilen yanıt incelenirse, bunun daha çok anlamlı olduğu görülür. Daha fazla ışık almak için yaprakların ışığa yönelmesindeki gibi, tepkimenin planlanmış bir olay olduğu sanılır. Birçok çiçekli bitki, gün ve gece uzunluğunu ölçerek, tam zamanında çiçek açmak için ilgili mevsimi saptar. Böyle bir gerekçeye biyolojide güvenilmez, çünkü bu düşünce canlıya amaçlı bir davranış yaptığını göstermeye yöneliktir. Öyleyse amaçmış gibi gelen bu davranışı nasıl açıklayabiliriz?

Canlılar uzun bir evrimin ürünüdür. Bu gelişimde, yaşamak için önemli olan etkilere verilen tepkilerin belli bir avantajı vardır. Belli koşullarda çevre etkisini algı­layan canlılardakı özel hücre, doku veya organlar, diğer hücre, doku veya organların çalışmaları için meydana gelir. Tekhücrelilerde moleküler düzeyde çalışan mekaniz­malar vardır. Bunlara RESEPTÖR (=ALMAÇ), DUYU HÜCRELERİ veya DUYU ORGANLARI adı verilir.

Özelleşen bu hücreler sadece özel etkilere tepkime gösterir. Bir lale bitkisine plak dinletip tepkisini beklemenin hiçbir anlamı yoktur. Çünkü onun müzik sesini algılayan duyu hücreleri bulunmaz. Buna karşın, sıcaklığın çevredeki artışı ile lale çiçek açar. Bu olay lalenin reseptörlerinin varlığı ile ilişkili olup, almaçları sıcaklık uyarımına tepki gösterir. Sadece belli bir duyu organının algılayabildiği bu özel uyarılara, bu duyu organı için ADEKUAT (=UYGUN) UYARI adı verilir.

Buradan sadece böyle çevre etkileri için hayati önemde olan reseptörlerin evrim sürecinde oluştuğu sonucu çıkarılabilir. Bunun aksine kullanılmaya gerek duyulma­yan duyu organları körelir. Örneğin balıkların ve mağaralarda yaşayan hayvanların gözleri gelişmemiştir. Canlılar çevreleriyle ilgili tüm bilgileri algılayamaz. Bunları kısmen değerlendirir. İnsanların ses ötesi dalgayı duyamaması ve manyetik alanı algılayamaması bunun için iyi bir örnektir. Zira ışık frekans kanalı dışındaki elektro­manyetik dalgaları kaydedebilen antenlerimiz yoktur.

Uyarı ve Tepki (Reaksiyon)

Sinir Hücresi

Sinir Hücreleri Arasındaki Uyarımın iletimi

Vücudun Ürettiği Uyuşturucu Maddeler

Sinir Sistemi

Vejetatif Sinir Sistemi

Beyin ve Yapısı

Büyük ve Ara Beyin İlişkisi

Limbik Sistem

Duyu Organları

Göz Çeşitleri

Duyma Organı

Çevre ve Duyu Organları

Stres ve Ruhsal Hastalıklar

Uyku ve Rüya

Hareket ve Denge Duyusu

Bitkilerde Destek ve Hareket

Günlük ve Yıllık Biyolojik Ritim

Canlıların Çevresi

İklim Faktörleri