Sinir Sistemi ve Duyu Organları

Sinir ve endokrin sistem birlikte iç ve dış ortamlardan gelen uyarılara uygun cevaplar vererek canlının iç or­tamının dengeli olmasını sağlar. Buna homeostasi denir. Uyarılara sinir sistemi ile kısa sürede, hormonlarla daha uzun sürede tepki gösterilir. 

Sinir Sistemi

Süngerlerde sinir hücreleri yoktur. Sölenterlerden hidra ve mercan gibi canlılarda ağ sinir sistemi (diffus sinir sistemi), yassı solucanlarda (planaria), halkalı solucanlarda (toprak solucanı) ve eklembacaklılarda (çekirge) ip merdiven sinir sistemi bulunur.

Omurgalı hayvanlar dış ve iç ortamdan gelen uyarıları alarak tepki gösterirler. Işık, sıcaklık, ses dalgaları, basınç gibi uyarılar duyu organlarında bulunan reseptör (alıcı) hücreler tarafından alınır. Uyarılar reseptörlerde impuls (uyartı) oluşumunu başlatır. Sinir hücreleri ile taşınan impulslar, beyin ve omurilikte yorumlanır. Yorum so­nucunda oluşan impulslar, sinir hücreleri ile efektör adı verilen kas ve salgı bezlerine taşınarak kasılma, gevşeme, salgı oluşturma gibi tepkilerin verilmesi sağlanır.

Sinir hücrelerine nöron adı verilir. Nöronda hücre gövdesi ve uzantılar bulunur. Hücre gövdesinde; çekirdek ve organeller bulunur. Hücre gövdesinden çıkan çok sayıda, kısa ve dallanmış uzantılara dendrlt denir. Dendritler, başka nöronlardan gelen uyarıları hücre gövdesine iletirler. Hücre gövdesinden çıkan uzun ve tek olan uzantıya akson denir. Aksonlar, uyarıları gövdeden diğer bir nörona ya da tepki organına götürürler. Aksonların dallanmış olan uç kısımlarına akson ucu denir. Omurgalılarda bazı aksonların etrafında bulunan schwan hücreleri, aksonu saran miyelin kılıfı oluşturur. Miyelin kılıf aksonun elektriksel izolasyonunu ve uyartıların daha hızlı iletilmesini sağ­lar. Miyelin kılıfın kesintiye uğradığı, schvvan hücreleri arasındaki boşluklara ranvier boğumu denir. Sinir dokuda nöronların yanı sıra glia hücreleri bulunur. Bu hücreler nöronları destekler, beslenmelerine yardımcı olur ve koru­yucu kılıfları oluşturur. Schwan hücreleri glia hücresidir.

Nöronlar görevlerine göre üç grupta toplanır.

Duyu Nöronları (Getirici sinirler): Duyu organlarındaki reseptörlerden aldıkları uyartıyı merkezi sinir sistemine taşırlar.

Ara Nöronlar (Bağlayıcı Nöronlar): Duyu ve motor nöronlar arasında bağlantı kurarlar. Merkezi sinir sistemin­de bulunurlar.

Motor Nöronlar (Götürücü Nöronlar): Merkezi sinir sisteminden aldığı uyartıyı kas ya da salgı bezlerine gö­türürler.

İmpuls Oluşumu ve İletimi

Reseptörler tarafından algılanan iç ve dış uyarıların sinir hücrelerinde oluşturduğu elektriksel ve kimyasal de­ğişiklere impuls (uyartı) denir. İmpuls akson boyunca ilerlerken oksijen ve ATP tüketilir, karbon dioksit üretilir, ısı artar. Bu değişiklikler kimyasal olaylardır.

Bir nöronun uyarılabilmesi için gereken minimum uyarı şiddetine eşik şiddeti denir. Bu değerin altındaki uyarılar nöronda tepki oluşturmaz. Nöronların uyarılara hiç tepki vermemesi ya da maksimum tepki vermesi olayı­na ya hep ya hiç kuralı denir.

İmpuls hızını miyelin kılıfın varlığı, ranvier boğum sayısı, akson çapı, sinaps sayısı etkiler.

İmpuls sayısını uyarının şiddeti, frekansı, süresi, nöronların sayısı ve dizilişi belirler.

Eşik değerin üzerindeki uyarılar impulsun hızını ve etkisi değiştirmez. Çünkü impuls iletimi için gerekli enerji uyarıdan değil, nöronun kendisinden sağlanır.

Eşik değerin üzerindeki uyarılar, nöronlarda aynı hız ve şiddette taşınmasına rağmen tepki dereceleri farklı olur. Bunun nedeni uyarının şiddeti arttıkça, nöronda daha sık aralıklarla ve daha fazla sayıda impuls oluşmasıdır. İmpuls sayısı arttıkça tepki derecesi de büyük olur.

Sinir hücresi dinlenme durumundayken hücre zarının dış tarafı (+), iç tarafı (-) yüklüdür. Bu olaya kutuplaş­ma (polarizasyon) denir. Dinlenme durumundaki sinir hücresinin uyarılmasıyla hücre içine Na⁺ akışı olur. Hücre zarının dış tarafının (-), iç tarafının {+) yüklü hale gelmesine depolarizasyon denir. Sonra Na⁺ un hücre içine akı­şı durur ve K⁺ hücre dışına çıkar. Hücre zarının dış tarafı (+), iç tarafı (-) yüklü hale gelir. Buna repolarizasyon adı verilir. Daha sonra sodyum-potasyum pompası aktif taşıma olayıyla hücre içindeki Na⁺ iyonlarını dışarı, hücre dışındaki K⁺ iyonlarını ise içeri pompalar. Hücre içi ve dışı iyon dengesi, impuls öncesi haline geri döner.

İmpuls iletimi miyelinsiz nöronlarda akson boyunca gerçekleşirken miyelinli nöronlarda ranvier boğumlarında gerçekleşir. İmpulslar bir boğumdan diğerine atlayarak ilerler. Buna atlamalı iletim denir. İmpulslar, miyelin kılıfın yapısından dolayı gerçekleşen atlamalı iletimle daha hızlı iletilir ve daha az enerji harcanır.

Sinapslarda impuls iletimi

Bir nöronun akson ucu ile diğer nöronun veya bir efektör organın (kas veya salgı bezi) karşılaştığı bölgeye sinaps denir. Aksonun ucunda genişlemiş kısımlara sinaptik yumru adı verilir. Sinaptik yumru içinde nörotransmitter madde taşıyan sinaptik keseler ile bol miktarda mitokondri bulunur. Akson ucundan salgılanarak diğer nörona veya tepki organına uyartıyı ileten kimyasal maddelere nörotransmitter denir. En önemlileri asetilkolin, adrenalin, noradrenalin, dopamin, seratonin ve histamindir. İmpuls akson ucuna geldiğinde sinaptik keselerdeki nö­rotransmitter maddeler sinaps boşluğuna yayılır ve diğer nöronun dendrit zarına ulaşarak oradaki özel reseptörler­le birleşir. Böylece diğer nöronda da aynı şiddet ve özellikte bir uyartı oluşarak hedef organda tepkiye neden olur. İmpuls iletimi sona erdiğinde sinaptik boşluklardaki nörotransmitter maddeler enzimlerce parçalanır.

Nöronlarda impulsun yönü dendritten aksona doğru olduğu halde, sinapslarda bir sinir hücresinin aksonun­dan diğer sinir hücresinin dendritine doğrudur.

Uyartıların sinapstan geçişi kimyasal maddelerle olduğu için, nörondaki taşınma hızından daha yavaştır.

İnsanda sinir sistemi merkezi ve çevresel olmak üzere iki kısımda incelenir.

Merkezi sinir sistemi beyin ve omurilikten oluşur.

1. Beyin: Milyonlarca nörondan meydana gelir ve kafatası kemikleri tarafından korunur. Kafatasının altındaki beyin, dıştan içe doğru sert, örümceksi ve ince zar ile örtülüdür. Örümceksi zar ile ince zar arasında beyin omuri­lik sıvısı (BOS) bulunur.

Ön Beyin: Beynin en büyük kısmıdır. Uç beyin ve ara beyin olmak üzere iki kısımda incelenir.

Uç Beyin: iki yarım küreden oluşur. Ön beynin dış kısmı boz, iç kısmı ise ak maddeden oluşur. Boz maddeye beyin kabuğu adı verilir. Beyin kabuğunda; zeka, bilinç, hafıza, duyuları değerlendirme, hareket, yazma ve konuş­ma gibi merkezler bulunur.

Ara Beyin: Talamus ve hipotalamusu içine alır.

Talamus: Koku duyusu dışındaki bütün duyuların toplanma ve dağılma merkezidir. Duyular talamusta sınıf­landırılarak beyin kabuğundaki duyu merkezlerine gönderilir. Beyinden gelen uyarılarla uyanıklığı düzenler. Uyku halinde talamus görev yapmaz.

Hipotalamus: iç organların ve dokuların otomatik kontrolünü yaparak homeostasiyi sağlar. Hipotalamus kan basıncı, su dengesi, vücut sıcaklığını, uykuyu, iştahı, karbonhidrat ve yağ metabolizmasını kontrol eder. Ayrıca RF salgılarıyla hipofiz bezinin hormon salgılamasını kontrol eder.

Orta Beyin: Ön ve arka beyin arasında bağlantıyı sağlayan sinirler geçer. Bazı görme ve işitme refleks mer­kezleri ile kas tonusunu düzenleyen merkezler bulunur.

Arka Beyin: Beyincik, omurilik soğanı ve ponstan oluşur.

a. Beyincik: Omurilik soğanının üzerindedir ve iki yarım küreden oluşur. Dış kısmında boz, iç kısmında ise ak madde yer alır. Beyincik; iç kulaktaki yarım daire kanalları ve gözden gelen uyanlarla birlikte vücudun dengesini sağlar.

b. Omurilik Soğanı: Beyinciğin altında, omurilik ile pons arasındadır. Beyindekinin tersine dışta ak madde, içte boz madde bulunur. Beyinden vücuda giden motor sinirler omurilik soğanında çapraz yapar. Sağ yarım küre­den gelen sinirler vücudun sol tarafını, sol yarım küreden gelen sinirler ise vücudun sağ tarafını yönetir.

Hayat düğümü de denilen omurilik soğanı; solunum, boşaltım, dolaşım, sindirim gibi yaşamsal olayları dü­zenler. Yutma, kusma, öksürme, hapşırma, çiğneme, kan damarlarının büzülüp gevşemesi gibi reflekslerin kontrol merkezidir.

c. Pons (Varolii köprüsü): Yalnızca memelilerde bulunur. Pons beyinciğin yarım küreleri arasında uyartıları taşır. Ayrıca solunumla ilgili merkezler bulunur.

2. Omurilik: Omurga kanalı içinde bulunur. Beyinde olduğu gibi üç katlı zar ve beyin omurilik sıvısı bulunur. Dışta ak madde, içte boz madde bulunur. Duyu sinirlerinin çoğu omurilikte çapraz yaptıktan sonra beyne ulaşır.

Omurilik duyu organları ile alınan impulsları beyne ve beyinden gelen emirleri ilgili tepki organlarına iletir. Refleks merkezi olarak çalışır.

Belirli bir uyarana karşı gösterilen ani tepkilere refleks denir. Canlıyı korumaya yöneliktir.

Refleksler kalıtsal ve kazanılmış refleksler olmak üzere ikiye ayrılır:

Kalıtsal refleksler, insanlarda doğuştan gelen reflekslerdir. Yeni doğmuş bebekte emme refleksi, göz kırpma, diz kapağı refleksi, göz bebeğinin karanlıkta büyüyüp ışıkta küçülmesi, öksürme, esneme, aksırma, kızarma, terle­me kalıtsal reflekslerdir.

Kazanılmış refleksler, öğrenme ile sonradan kazanılan reflekslerdir. Limon görünce ağzın sulanması, kedilerin pisipisi sesine gelmesi, Pavlov'un deneyindeki köpeklerin zil sesine salya çıkarması, yürümek, yüzmek, koşmak, bisiklete binmek, araba kullanmak kazanılmış reflekslerdir.

Refleks yayı refleksin oluşmasında impulsun izlediği yoldur. Refleks yayında sırasıyla duyu, ara ve motor nöronlar olmak üzere üç çeşit nöron görev yapar. En basit refleks yayını duyu ve motor nöron yönetir. Diz kapağı refleksi en basit refleks yayına örnektir.

Çevresel sinir sistemi beyin ve omurilikten çıkan sinirlerden oluşur. En önemli beyin siniri vagus, omurilik siniri ise siyatik siniridir.

Somatik sinir sistemini oluşturan nöronların gövdeleri beyin ve omurilikte bulunurken aksonları iskelet kas­larına gider. Somatik sinir sistemi; koşma, şarkı söyleme, resim yapma, yazı yazma gibi beynin kontrolünde olan istemli hareketleri yönetir.

Otonom sinir sistemi yalnızca miyelinsiz motor nöronlardan oluşur. İmpulslar daha yavaş iletilir. İç organla­rının çalışmasını ve isteğimiz dışındaki hareketleri kontrol eder. Otonom sinir sisteminde birbirine zıt çalışan (antogonist) sempatik ve parasempatik sinirler bulunur.

Duyu Organları

İç ve dış ortamdan uyarıları alan özelleşmiş hücrelere reseptör (almaç) denir. Reseptörlerin oluşturduğu im­pulslar merkezi sinir sisteminde değerlendirilir.

Görme

Gözün koruyucu yapıları; göz kapakları, kaşlar, kirpikler, göz yaşı bezleri, yağ bezleri ve göz yuvarlağını tu­tan kaslardır. Göz yuvarlağı dıştan içe doğru; sert tabaka, damar tabaka ve ağ tabakadan oluşur.

Sert tabaka gözün iç kısımlarının ve göz yuvarlağı şeklinin korunmasını sağlar. Sert tabaka gözün ön tarafın­da incelir, saydamlaşır ve kornea adını alır. Kornea göze gelen ışığı kırar.

Damar tabakada gözü besleyen kan damarları bulunur. Bu tabakadaki pigmentler fazla ışığı emerek karanlık oda oluşturur ve görüntü netleşir. Damar tabaka korneanın altında, renk pigmentleri içeren irisi oluşturur. İrisin ortasında göz bebeği denilen boşluk bulunur. Göz bebeği fazla ışıkta küçülür, az ışıkta büyür. İrisin arkasında bu­lunan ince kenarlı göz merceği ışınları kırarak, retinadaki sarı benek üzerine düşürür.

Damar tabakanın iris çevresinde kalınlaşmasıyla kirpikli cisim oluşur. Kirpikli cisim kasları, cismin uzaklığına göre merceğin incelip kalınlaşmasını sağlar. Bu sayede göz uyumu (akomodasyon) gerçekleşmiş olur.

Ağ tabaka (retina) fotoreseptör ve sinirlerin bulunduğu iç tabakadır. Fotoreseptörler koni ve çubuk hücrelerin­den oluşur.

Koni hücreleri ışıklı ortamda renkli görmeyi sağlar. Retinada kırmızı, mavi ve yeşil renge duyarlı koni hücreleri bulunur. Koni hücresi çeşitlerinin eksik olması sonucunda kalıtsal olan renk körlüğü hastalığı oluşur.

Çubuk hücreleri ışığın az olduğu durumlarda görmeyi sağlar. Görüntü siyah ve beyazdır.

Kornea ve mercekten geçen ışığın retinada düştüğü çukur yer sarı leke adını alır. Burada koni hücreleri yo­ğun olarak bulunur.

Retinada bulunan duyu sinirlerinin aksonları birleşerek göz sinirini (optik sinir) oluşturur. Göz siniri, gözün arka tarafındaki kör nokta denilen yerden çıkarak beyine gider. Kör noktada reseptör olmadığı için görüntü oluşmaz.

Miyopluk: Göz yuvarlağının arkaya doğru çapının, normalden uzun ya da göz merceğinin normalden şişkin olmasıyla oluşur. Uzağı net göremezler. Görüntü retinanın önüne düşer. Kalın kenarlı mercekle görüntü netleşir.

Hipermetropluk: Göz yuvarlağının arkaya doğru çapının, normalden kısa ya da göz merceğinin normalden daha ince olmasıyla oluşur. Yakını net göremezler. Görüntü retinanın arkasına düşer, ince kenarlı mercekle görün­tü netleşir.

Astigmatizm: Kornea ya da göz merceğinin yüzeyindeki kavislenme sonucunda ışınlar tek noktada toplanamaz. Görüntü bulanıktır. Silindirik mercekle görüntü netleşir.

Presbitlik: Yaşlılıkta göz merceği ve mercek kasları esnekliğini kaybeder. Işık az kırıldığı için görüntü retinanın arkasında oluşur. (Hipermetrop göz gibi) İnce kenarlı mercekle görüntü düzeltilir.

İşitme ve Denge

Kulak işitme ve denge organıdır ve üç bölümde incelenir.

1. Dış kulak, kulak kepçesi ve kulak yolundan oluşur. Kulak yolunun sonunda kulak zarı bulunur.
2. Orta kulak, kulak zarı ile oval pencere arasındaki bölümdür. Burada çekiç, örs, üzengi kemikleri ve östaki borusu bulunur.
3. İç kulakta bulunan dalız ve salyangoz işitme ile ilgili; tulumcuk, kesecik ve yarım daire kanalları ise denge ile ilgili yapılardır.

Dalız, oval pencereden gelen ses dalgalarını salyangoza ileten boşluktur.

Salyangoz (kohlea) kendi üzerinde kıvrılmış zar yapılı kanallardan oluşur. Salyangozun kıvrımı açılırsa üstte vestibular kanal, altta timpanik kanal bulunur ve içi perilenf sıvısı ile doludur. Bu kanalların ortasında kohlear ka­nalı ve içinde endolenf sıvısı bulunur. Kohlear kanalının tabanındaki temel zarın yüzeyinde korti organı bulunur. Korti organı ses titreşimlerini alarak beyine götüren titrek tüylü reseptörlerden oluşur. Vestibular kanal oval pence­re ile, timpanik kanal ise yuvarlak pencere ile bağlantılıdır.

Yarım daire kanalları vücudun dönme hareketini algılar. Tulumcuk ve kesecik ise vücudun yer çekimi ve ileri geri hareketleri sonucunda oluşan konum değişikliklerini algılar.

Kendi etrafında dönen kişi aniden durursa dönme olayı devam ediyormuş gibi algılanır. Bunun nedeni vücut durmasına rağmen kanallar içindeki sıvı hareketinin devam etmesidir.

Kesecik ve tulumcukta silli duyu hücreleri ve otolit denilen denge taşları bulunur. Vücut hareket ettiğinde endolenf sıvısıyla birlikte otolitler de hareket eder ve duyu hücrelerinde basınç oluşturur. Basınç etkisiyle oluşan impulslar, sinirlerle beyne ulaşır ve hareket yorumlanır.

Dokunma

Deri dokunma duyusu organıdır. Epitel doku ve temel bağ dokusundan oluşur.

Epitel doku: Hücreleri arasındaki boşluk çok azdır. Kan damarları ve sinirler yoktur. Epitel doku üç bölümde incelenir.

1. Örtü epiteli: Derinin dış yüzeyi, kan damarlarının, mide ve bağırsakların iç yüzeyinde bulunan epitel doku­dur. Bağırsaklardaki villüslerde bulunan örtü epitel doku, emilimi sağlar. Örtü epiteli bir taban zarı üzerinde yer alır. Bu zarda bulunan kan damarları epitel dokunun hücrelerini besler.

2. Salgı epiteli: Salgı üreten epitel dokudur. Bazı hücreler gözyaşı, ter, tükürük gibi dış salgı üretir. Bazıları ise bezlerden insülin, tiroksin, adrenalin gibi hormonların salgılanmasını sağlar.

3. Duyu epiteli: Dış ortamdan gelen fiziksel ve kimyasal uyarıları alacak şekilde özelleşen epitel dokudur. Duyu organlarının yapısında yer alır.

Temel bağ doku: Diğer doku ve organların arasını doldurur, desteklik sağlar. Bu dokuda bulunan kan damar­ları, doku ve organların beslenmesini ve savunmasını sağlar.

Temel bağ doku hücrelerinden fibroblastlar bağ dokunun liflerini sentezler. Melanositler deriye renk veren hücrelerdir. Mast hücreleri heparin ve histamin salgılanması işini yerine getirir. Makrofajlar monosit denilen kan hücresinin özelleşmesiy­le oluşur. Vücuda giren mikropları fagositozla yok ederler. Plazma hücreleri de antikor üretirler.

Hücreler arasında jelatinimsi madde ve protein yapılı lifler bulunur. Doku ve organlara; kollajen lifler dayanıklılık, retiküler lifler desteklik, elastik lifler ise esneme özelliği sağlar.

Deri; üst deri ve alt deri olmak üzere iki tabakalıdır.

Üst deri: Çok katlı epitel dokudan oluşur. Kan damarları ve sinirler bulunmaz. Bu dokunun üst kısmında bulu­nan keratinleşmiş ölü hücreler korun tabakasını meydana getirir. Alt kısmında bulunan ve melanin pigmenti sentezleyen hücreler ise malpighi tabakasını oluşturur.

Alt deri: Kan damarları, sinirler, kıl kökleri, elastik ve kollagen lifler, lenf damarları, ter ve yağ bezleri ile duyu reseptörleri bulunur. Duyu reseptörleri; dokunma, sıcak, soğuk ve basınç duyularını algılayan özelleşmiş sinir hüc­releridir. Ağrı ve acıyı algılayan ise serbest sinir uçlarıdır.

Deri; duyuları alır, fiziksel ve kimyasal etkilere karşı vücudu korur, mikroorganizmaların vücuda girmesini engel­ler, vücut ısısını sabit tutar, ter bezleri boşaltıma yardımcı olur.

Tat Alma

Dildeki papilla denilen tat tomurcukları, reseptörler ve destek hücrelerinden oluşur.

Dilin ön tarafında tatlı, ön yanları tuzlu, dilin arka yanlarında ekşi ve dilin arka bölümünde acı tatlar daha fazla hissedilir. Besin maddelerinin tadının alınabilmesi için tükürükte çözünmesi gerekir.

Koku Alma

Burnun içini örten epitel dokudaki goblet hücreleri mukus salgılar. Mukus alınan havayı nemlendirir, toz tane­ciklerini tutar. Kokunun alınması için mukus içinde çözünmesi gerekir.

İnsanda burun boşluğunun üst tarafında kokuyu alan reseptörler bulunur. Bu bölge sarı bölge olarak adlan­dırılır. Koku reseptörleri sinir hücreleridir ve aksonları koku soğancığındaki sinir hücreleri ile sinaps yapar. Koku duyusu talamusa uğramaz.