Denetim, Duyu ve Hareket

Sinir doku iki temel hücre grubundan oluşur. Nöronlar uyarıyı alıp ileten hücrelerdir. Nöroglia (glia) hücreleri nöronları destekler, besler, korur ve bazı aksonların çevresinde miyelin kılıfı oluşturur.

Tipik bir nöronda hücre gövdesi çekirdeği ve organellerin çoğunu taşır. Kısa ve dallı dendritler uyarıyı alıp gövdeye iletir. Tek ve genellikle uzun akson impulsu gövdeden uzaklaştırır; ucundaki akson uçları sonraki hücreyle bağlantı kurar. Bazı aksonları saran yağca zengin miyelin kılıf yalıtım sağlar; kılıfın kesintiye uğradığı yerlere Ranvier boğumu denir.

Olgun nöronlar genellikle bölünmez; bu yüzden sinir dokuda hasarın onarımı birçok dokuya göre sınırlıdır. Program, yapılarına göre nöron çeşitlerini ayrıntılandırmaz; nöronları görevlerine göre ayırmak yeterlidir.

Bir bilginin vücutta izlediği yolu nöronların görevleriyle okuyabiliriz. Uyaranı alan yapı reseptör, yanıtı veren kas veya bez efektör olarak adlandırılır. Duyu nöronu bilgiyi merkeze taşır, ara nöron merkezde değerlendirme ve bağlantı yapar, motor nöron kararı efektöre iletir.

Örneğin göze yaklaşan bir cisim fark edildiğinde göz kapağının kapanması da reseptörden efektöre uzanan böyle bir yolla gerçekleşir. Ara nöronlar beyin ve omurilikte bulunur; vücuttaki nöronların büyük çoğunluğunu oluşturur.

İmpuls bir elektrik akımının tel boyunca akması gibi değil, zar boyunca iyon hareketlerinin art arda oluşmasıyla ilerler. Bunu anlamak için önce dinlenen nörona bakalım.

Uyarılmamış nöronda zarın iç yüzü dış yüzüne göre negatif yüklüdür; bu duruma polarizasyon, aradaki potansiyel farka dinlenme potansiyeli denir (yaklaşık −70 mV). Hücre dışında Na⁺, hücre içinde K⁺ derişimi daha yüksektir. Bu farkı sodyum–potasyum pompası korur: ATP harcayarak her döngüde 3 Na⁺ iyonunu dışarı, 2 K⁺ iyonunu içeri taşır. Dinlenmede zarın K⁺ iyonlarına geçirgenliği Na⁺ iyonlarına göre daha fazladır.

Dinlenen nöron enerji harcamıyor değildir; pompanın çalışması sürekli ATP gerektirir. Bu yüzden oksijen veya glikoz yetersizliği sinir hücrelerini hızla etkiler.

Uyarı zarı eşik değere ulaştırırsa voltaja duyarlı Na⁺ kanalları açılır ve Na⁺ iyonları hücre içine hızla girer. Zarın iç yüzü kısa bir süre pozitif olur: depolarizasyon. Ardından Na⁺ kanalları kapanır, K⁺ kanalları açılır ve K⁺ dışarı çıkar; iç yüz yeniden negatif olur: repolarizasyon. Kısa bir süre dinlenme değerinin de altına inilebilir. Sonra pompa iyon dağılımını yeniden düzenler.

Eşik altındaki uyarı aksiyon potansiyeli oluşturmaz; eşik ve üzerindeki uyarılar ise aynı büyüklükte aksiyon potansiyeli oluşturur. Buna ya hep ya hiç kuralı denir. Uyaranın şiddeti impulsun genliğiyle değil, birim zamandaki impuls sayısıyla ve uyarılan nöron sayısıyla kodlanır. Bir aksiyon potansiyelinden hemen sonra nöronun yeni uyarıya yanıt veremediği kısa döneme refrakter dönem denir; bu dönem impulsun geri dönmeden tek yönde ilerlemesine katkı verir.

İki nöron arasındaki veya nöron ile kas/bez hücresi arasındaki bağlantı bölgesine sinaps denir. İmpulsu getiren hücre presinaptik, alan hücre postsinaptik hücredir; aralarında sinaptik boşluk bulunur.

İmpuls akson ucuna ulaşınca keseciklerdeki nörotransmitter maddeler ekzositozla boşluğa bırakılır. Bu maddeler postsinaptik zardaki özgül reseptörlere bağlanır ve iyon kanallarının açılıp kapanmasını etkiler. Etki, sonraki hücreyi uyarıcı da baskılayıcı da olabilir. Nörotransmitter iş gördükten sonra enzimle parçalanır veya geri alınır; böylece ileti sürekli devam etmez. Asetilkolin, dopamin ve serotonin nörotransmitter örnekleridir.

Nörotransmitter yalnız akson uçlarından salındığı için sinapsta ileti tek yönlüdür. Kimyasal aktarım zaman aldığından bir yoldaki sinaps sayısı arttıkça iletinin toplam süresi uzar. Bazı ilaçlar ve bağımlılık yapan maddeler etkilerini sinapslardaki salgılama, bağlanma veya geri alım basamaklarını değiştirerek gösterir.

Merkezî sinir sistemi (MSS) beyin ve omurilikten oluşur. Beyin kafatası, omurilik omurga tarafından korunur; ayrıca beyin zarları ve aralarındaki beyin–omurilik sıvısı darbelere karşı yastık görevi görür. Hücre gövdelerinin yoğun olduğu bölgeler gri madde, miyelinli aksonların yoğun olduğu bölgeler beyaz madde olarak görünür. Beyin yarım kürelerinde gri madde dışta (kabuk), omurilikte ise içtedir.

Beyin ön beyin, orta beyin ve arka beyin olarak incelenir. Program bu bölümlerin görevlerini kısaca bilmeyi ister; alt yapıların ayrıntısına girilmez. Uç beynin sağ yarı küresi genel olarak vücudun sol tarafını, sol yarı küresi sağ tarafını denetler.

Omurilik, omurga kanalının içinde uzanır ve iki temel görev üstlenir: beyin ile vücut arasında bilgi yolu olmak ve bazı refleksleri yönetmek. Enine kesitinde ortada kelebeğe benzeyen gri madde, çevresinde beyaz madde görülür. Duyu bilgisi omuriliğe sırt tarafındaki kökten girer, motor komutlar karın tarafındaki kökten çıkar.

Refleks, bir uyarana verilen hızlı, istemsiz ve büyük ölçüde değişmeyen yanıttır. Refleks yayının sırası: reseptör → duyu nöronu → (merkezde) ara nöron → motor nöron → efektör. Diz kapağı refleksinde duyu nöronu omurilikte motor nöronla doğrudan bağlantı kurar; arada ara nöron bulunmaz. Daha az sinaps içeren yol daha kısa sürede tamamlanır.

Refleksler vücudu tehlikeye karşı hızla korur ve dengenin sürdürülmesine katkı verir. Doğuştan gelen reflekslerin yanında, tekrarla kazanılan şartlı refleksler de vardır. Omuriliğin bir bölgesi zarar görürse o bölgenin altındaki kısımlarda duyu ve hareket yitimi görülebilir; çünkü bilgi yolu kesintiye uğramıştır.

Çevresel sinir sistemi, MSS dışında kalan sinirlerden ve sinir düğümlerinden oluşur. Beyinden çıkan 12 çift kafa siniri ve omurilikten çıkan 31 çift omurilik siniri, reseptörlerden merkeze ve merkezden efektörlere bilgi taşır.

Çevresel sistemin motor bölümü iki kısımda incelenir. Somatik sinir sistemi iskelet kaslarını yönetir; hareketlerin çoğu istemlidir, ancak refleksler de bu yolları kullanabilir. Otonom sinir sistemi kalp kası, düz kaslar ve bezler gibi iç organ işleyişini istemsiz olarak düzenler; kalp atışı, sindirim kanalı hareketleri ve terleme bu düzenlemeye örnektir. Program sınırı gereği otonom sistemin alt kollarına ayrıntılı girilmez.

Sinir sistemi rahatsızlıklarında belirtiler, etkilenen yapının görevinden çıkarılabilir. Bir belirti tek başına tanı koydurmaz; tanı ve tedavi uzman hekim tarafından yapılır.

Teknolojideki gelişmeler tanı ve tedaviyi değiştirmiştir: MR ve bilgisayarlı tomografi beyin yapısını, EEG elektriksel etkinliği gösterir. Parkinson'da bazı hastalara beyin pili (derin beyin uyarımı) uygulanabilir. Mahmut Gazi Yaşargil, ameliyat mikroskobunu beyin cerrahisinde sistemli kullanarak mikronöroşirürjinin kurucularından biri olmuştur. İbn Sina ise El-Kanun fi't-Tıb adlı eserinde insan fizyolojisi ve sinir sistemiyle ilgili gözlemlerini sistemleştirmiştir.

Sinir sisteminin sağlıklı yapısını korumak için yapılabilecekler, bu sistemin nasıl çalıştığıyla doğrudan ilişkilidir:

• Travmadan korunma: Bisiklet ve motosiklette kask, araçta emniyet kemeri kullanmak beyin ve omurilik yaralanması riskini azaltır.

• Yeterli ve düzenli uyku: Uyku, öğrenme ve hafıza süreçleri için gereklidir.

• Dengeli beslenme: Nöronlar enerji için büyük ölçüde glikoza bağımlıdır; B grubu vitaminler sinir sistemi işleyişine katkı verir.

• Zararlı maddelerden uzak durmak: Alkol, sigara ve uyuşturucular sinapslardaki iletimi değiştirir ve bağımlılık oluşturabilir. İlaçlar hekim önerisi dışında kullanılmamalıdır.

• Zihinsel ve fiziksel etkinlik, stres yönetimi: Düzenli egzersiz, okuma ve sosyal etkileşim beyin sağlığını destekler.

Bir sinir sistemi hastalığı belirtisi fark edildiğinde erken başvuru, birçok hastalıkta ilerlemeyi yavaşlatan tedavilere zamanında ulaşılmasını sağlar.