SİNİR FİZYOLOJİSİ
Sinir sisteminin en önemli fonksiyonel ünitesi nöron:
Nöronların şekilleri, yerleşik oldukları yerlere bağlı olarak değişiklik gösterir. Yaklaşık olarak tüm nöronlar membranlarında informasyonu alan bir bölgeye sahiptirler. İnformasyon alan kısım dentritlerdir. Hücre gövdesi, hücrelerin metabolik aktiviteleri için organeller içerir. İnformasyonu hücreden uzağa taşıyan kısmına akson denir. Ayrıca aksonların sinaps öncesi bir yumru halini aldığı presinaptik terminalleri vardır.
Sinir sistemindeki diğer hücre tipi ise glia hücreleridir. Glia hücreleri aksiyon potansiyeli oluşturmaz. Ancak bunların önemli rolleri miyelin tabakası oluşturmak, nöronların gelişimi için büyüme faktörleri oluşturmak ve potasyumun ve nörotransmitterlerin extrasellüler konsantrasyonunu tamponlamaktır.
Memeli sinir sistemi iki alt ünite altında incelenir: Santral sinir sistemi (SSS) ve periferal sinir sistemi (PSS).
Sinir sisteminin organizasyonu
Santral sinir sistemi
Beyin
Medülla spinalis
Periferal sinir sistemi
Efferent (Motor)
Somatik
İskelet kaslarına
Otonomik
Kalp kası
Düz kas
Ekzokrin bez
Afferent (duysal)
Somatik
Visseral
SSS kafa kemikleri ve omurlar (servikal, torasik ve lumbal omurlar) tara-fından sarılmış ve muhafaza edilmektedir.
PSS içinde yer alan motor nöronların somatik olanları, SSS’den aldıkları emir-leri aksiyon potansiyeli şeklinde sinir kas bağlantı noktasına götürürler. Otonom sinir sistemi motor nöronları, SSS’den aldıkları uyarıları bir ara sinapsı geçerek düz kas, kalp kası ve bezlere götürürler. Duysal pe-riferal sinirler, periferal reseptörlerden al-dıkları uyarıları SSS’ne getirirler. Bu reseptörler, duyarlı oldukları çevresel ener-jiyi (ışık, ses, kasların gerilmesi gibi me-kanik enerjiyi) aksiyon potansiyeli haline çevirerek SSS’ne taşırlar. Burada duysal sinirin sonlandığı merkez ve gelen uyarıla-rın sıklığı uyarının şiddetini belirler. Duy-sal sinirlerin, gözdeki fotoreseptörlerinden, kulaktaki ses ve kaslardaki gerilme resep-törlerinden duyuları merkeze getiren bölü-müne somatik, karın ve göğüsteki visseral organlardaki reseptölerden aldıkları uyarı-ları SSS’ne götüren kısmına ise visseral duysal sinirler denir.
Spinal kanal içinde duysal ve motor sinirler dağılmış olarak bulunurlar. Duysal nöronlar, dorsal sinir kökü ile medulla spi-nalise girerler, oysa motor sinirler ventral kök ile medulla spinalisi terk ederler.
Bütün sinir sistemi, meningsler ola-rak adlandırılan üç koruyucu tabaka tara-fından sarılmıştır. Bunlar: pia mater, arachnoid ve dura mater. En içerdeki tabaka, hemen sinir sistemi üzerinde uzanan pia mater tabakasıdır. Bu tabaka, beyin ve medulla spinasin en dış kısmında bulunur ve tek katlı fibroblast hücrelerinden meydana gelmiştir. Pia mater, beyin ve medulla spinalis’in oluk ve yarıkları dahil her tarafına yapışarak döşeyen ince bağ dokusu yapısında bir zardır. Taşıdığı bol miktardaki damar ağı ile beyin dokusunu besler ve damarların etrafında beyin dokusuna da girer. Orta tabaka olan arachnoid, Beyin ve medulla spinalis’i saran ve dura mater ile pia mater arasında bulunan, ince fakat geçirgen olmayan, örümcek ağı görünümünde tülsü bir zardır.
Pia mater ile arachnoid arasında beyin omurilik sıvısı dolaşır. En dış tabaka dura mater olup, fibroblastlardan oluşmuş nisbeten kalın bir tabakadır. Bu tabaka, beyin ve medulla spinalis’i saran zarların en dışında yer alan ve esneme özelliği olmayan kalın bir zardır. Kafatasının içinde dura mater sık sık kemiğin iç yüzeyi ile kaynaşmıştır.
Serebrospinal sıvı, berrak, renksiz bir sıvı olup, beynin ventriküler sisteminde ve medulla spinalisin bulunduğu kanalın subarachnoid bölgelerinde bulunur.
Subaraknoid aralık içerisinde bulunan liquor cerebrospinalis, santral sinir sistemi ile bunu çevreleyen kemikler arasında mekanik travmalara karşı koruyucu bir yastık fonksiyonu görür. BOS’un bundan başka, santral sinir sisteminde beslenme, metabolitlerin uzaklaştırılması ve hypothalamus’tan salgılanan bazı hormonların hipofize ulaştırılması gibi fonksiyonları da vardır. Toplam hacmi yaklaşık 125 ml (80-150) olan BOS’un 1/5’i (15-40ml) ventriküller içerisinde, geriye kalanı ise subaraknoid aralıkta bulunur. Beyin omurilik sıvısı (BOS) başlıca beyindeki ventriküller tarafından üretilir. Oluşturmuş olduğu basınç gradyanı ile venrtiküllerden sub-arachnoid bölgeye ve buradan da venöz sisteme geçer. Dinamik bir sıvı olup, günlük defalarca yenilenir. Vücudun ani hareketleri esnasında beyin için bir sarsıntıyı absorbe edici olarak görev yapar.
Ventriküller:
I ve II. Ventriküller: Beyin yarımküreleri içinde bulunurlar.
III. Ventrikül: Arabeyin (diensefalon).
IV Ventrikül: Pons ve bulbus serebellum arasında meydana gelen boşluktur.
Bu boşluklar beyin sıvısı ihtiva ederler, sıvı bu boşluklar arasında devamlı bir sirkülasyon içindedir. Bu boşluklarda ince damarsı ağ yapıda oluşumlar vardır. Bunlara plexus choroideus denir. Bu yapılar boşluklar içinde bulunan sıvıyı salgılar. Bütün aralıklar birbirleri ile irti-batlıdır.
Beyin, alt ve üst beyin olmak üzere ikiye ayrılır. Alt beyin, medulla, pons, mezensefalon, serebellum, diensefalon ve bazal gangliyonlardan oluşur ve kan basıncının kontrolü, solunum ve denge gibi bilinç dışı fonksiyonları kontrol eder. Üst beyin, serebral korteksi içerir, bilinçli aktivitelerden sorumludur.
(Ventriküllerin iç yüzünü döşeyen hücrelere ependim hücreleri adı verilir. Gelişim sırasında, ventriküllerin duvarında iki pia mater tabakası bir araya gelerek damardan zengin bir yapı olan tela choroidea’yı oluşturur. Tela choroidea ve bu yapının ventrikül boşluğuna bakan yüzünü örten ependim hücrelerinin birlikte oluşturdukları yapıya plexus choroideus denir. Ventrikül boşluğuna doğru uzanan ve liquor cerebrospinalis’in salgılanmasından sorumlu olan plexus choroideus, bütün ventriküllerde bulunur.
Büyük bölümü ventriculus lateralis’den salgılanan BOS, for.interventriculare’lerden 3.karıncığa geçer. Buradan salgılanan BOS la birlikte aquaductus cerebri’den (Sylvius kanalı) 4.karıncığa geçer. 4.karıncığın tavanında bulunan apertura mediana (Magendi) ve lateralis (Luschka) ventriculi quarti’lerden spatium subarachnoideum’a (cisterna cerebellomedullaris bölümüne) geçer. Buraya gelen BOS, cerebellum etrafında yukarı ve medulla spinalis etrafında aşağıya doğru yer değiştirir. Aşağıya inen bölümü çeşitli seviyelerden öne ve yukarı doğru yön değiştirerek beynin alt yüzüne ve buradan da üst yüzüne geçer ve Pacchini korpüskülleri’nden kısmen emilerek venöz sisteme katılır. BOS, medulla spinalis’in canalis centralis’ini döşeyen ependim hücrelerinden de biraz salgılanarak 4.karıncığa gelir. BOS, kranial ve spinal sinirlerin perineural aralıklarındaki kapiller lenf damarları tarafından da bir miktar emilir. Ayrıca spatium subarachnoideum’da bulunan venlere de direkt olarak açıldığı sanılmaktadır. Çocuklarda BOS, aquaductus cochleae (canaliculus cochleae) yoluyla iç kulağın perilimfası ile bağlantı kurar, erişkinlerde bu bağlantı kapanır).
NÖRON
Sinir sisteminde iki sınıf hücre var-dır: Nöronlar (sinir hücreleri) ve Nöroglia hücreleri (glia hücreleri). Nöron, sinir sis-teminin temel fonksiyonel ünitesidir. Yak-laşık olarak bir omurgalının sinir siste-minde 10 milyar nöron vardır.
Nöronlar, dört farklı anatomik yapı-ya sahiptirler: dentritler, hücre gövdesi (soma ya da perikaryon olarak da adlan-dırılır), akson ve aksonun presinaptik terminalleri. Bu dört anatomik bölge, nöronların dört önemli elektriksel ve kimyasal sorumlulukları için önemlidirler. Bunlar: komşu nöronların aksonlarından sinyalin alınması (dentritler), genellikle birbirine zıt sinyalleri bütünleştirmek (hücre gövdesi), aksiyon potansiyelinin aksonla hücre gövdesinden uzaklaştırılması ve sinyalin presinaptik terminal ile komşu hücreye aktarılması. Bir sinir hücresinde üç organel yaygındır: çekirdek, endoplaz-mik retikulum (üzerinde sekresyon ve membran proteinleri sentezlenir), Golgi aygıtı (sekresyon ve membran component-lerini işleme görevi yapar). Hücre gövdesi, dentrit adı verilen ve dışarı doğru çıkıntı yapan birçok sayıda yapıya sahiptir. Dentritler hücrenin sinyal alıcıları olarak görev yaparlar. Hücre gövdesi aynı zaman-da akson adı verilen ve bazı hayvanlarda 1 metreye varan uzunlukta bir çıkıntı verir. Akson nöronun iletici ünitesidir. Aksiyon potansiyelini hücre gövdesinden alarak aksonun terminalinde bulunan presinaptik terminale taşır. Aksonlar ribozomlardan yoksun olduklarından dolayı protein sen-tezleyemezler. Bunun yerine hücre gövde-sinde sentezlenen makromolekülleri akson bayunca taşıyarak presinaptik terminale u-laştırırlar. Buna aksoplazmik taşıma denir. Büyük aksonlar, miyelin adı verilen ve yalıtımı sağlayan bir yağ tabakası ile çevri-lidirler. PSS’nde myelin Schwann hücreleri tarafından yapılır. Bunlar özelleşmiş glia hücreleridirler ve tuvalet kağıdının karton silindire sarılışı gibi hücreyi sararlar. Miyelin kılıf düzenli aralıklarla kesintiye uğrar ve bu aralıklara Ranviyer boğumları denir.
Aksonlar, terminal kısımlarına yakın bölgede presinaptik terminal adı verilen çok sayıda spesiyal uçla sonlanırlar. Bu presinaptik terminaller, kimyasal sinyali komşu hücreye (sinir ya da kas hücresi) iletirler. Presinaptik terminalin komşu hücre ile yaptığı bu kontak bölgeye sinaps denir. Sinapslar, presinaptik hücre ile post-sinaptik hücrenin birbirleri ile kaynaştıkları yerlerdir. Sinapsın kurulduğu aralığa sinaptik aralık denir. Presinaptik terminal genellikle ya bir kas hücresi, bir sinir hücresinin dentritleri, nadiren de olsa hücre gövdesi ile ya da nadiren bir başka aksonun terminali ile (presinaptik inhibisyon) sinaps kurar. Presinaptik termi-naller, sinaptik veziküller içerirler. Bu veziküllerin içinde kimyasal tranmitterler vardır.
Sinir tellerinin sınıflandırılması
A (alfa): Çizgili kas motor ve kas iğleri duysal lifleri. 15-20 mikron çapında, 70-120 m/sn impuls iletim hızları vardır.
A (beta) : Basınç ve deği ile ilgili lifleri iletirler. 5-12 mikron çapında, 30-70 m/sn impuls iletim hızları vardır.
A (gamma) : Kas iğciği motor nöronu. 3-6 mikron çapında, 15-30 m/sn ileti hızları vardır.
A (delta) : Ağrı, acı, ısı duyularını iletirler.
B tipi sinir lifleri: Otonom pregangliyonik sinir lifleri
C tipi sinir lifleri: Postgangliyoner sinir lifleri, Afferent dorsal kök sinir telleri.
Sinaps ve sinaps çeşitleri
Sinir impulslarının bir nörondan ötekine iletildiği nöronlar arası bağlantılara sinaps adı verilir. Başlıca iki çeşit sinaps vardır: Kimyasal sinapslar, Elektriksel sinapslar.
Pratik olarak sinir sisteminde sinyallerin iletildiği sinapsların hemen hepsi kimyasal sinapslardır. Bunlardan ilki sinaps bölgesine nörotransmitter adı verilen bir kimyasal madde salgılar. Bu transmitter madde ikinci nöron üzerindeki reseptörüne bağlanarak etkisini gösterir. Kimyasal sinapslarda ileti tek yönlüdür. İmpuls ancak presinaptik nörondan postsinaptik nörona geçer. Zira, presinaptik nöronda transmitter madde ve postsinaptik nöronda ise ona uygun reseptör bulunur. İletinin sağlanabilmesi için transmitterin salgılanıp reseptöre bağlanması gerekir.
Elektriksel sinapslar elektriği bir hücreden diğerine direkt olarak ileten kanallardır. Sıkı bağlantılar adı verilen bu kanallar merkezi sinir sisteminde az sayıda bulunurlar, daha çok kalp kası ve düz kas hücrelerinde bulunurlar.
Nörotransmitter maddelerin sinaptik aralığa salınmaları
Nörotransmitter madde presinaptik yumrulardaki veziküllerin içinde bulunur. Aksiyon potansiyeli bu kısma ulaştığı zaman voltaja duyarlı kalsiyum kanalları açılır ve kalsiyum iyonları presinaptik alana girer, serbestleme yerlerine transmitter içeren veziküllerin bağlanmasını sağlarlar. Bağlanan veziküller içlerindeki transmitteri sinaptik aralığa salarlar. Vezikül membranı önce sinaptik membranın bir parçası haline gelir. Ancak dakikalar sonra vezikül membranı sinaptik terminalin içine geri çekilir ve yeniden oluşan vezikülün içine transmitter madde difüzyona uğrar ve aktif vezikül şekillenir.
Reseptör protinlerin fonksiyonu
Postsinaptik nöronda bulunan reseptör iki komponenten oluşur: 1- Bağlanma komponenti, 2- İyonofor komponenti. İyonofor komponenti iki farklı yapıdan biri olabilir: a- İyon kanalı, b- İkinci haberci. İyon kanalları, sodyum ve potasyum olarak katyon kanalları, klor kanalları olarak anyon kanalları mevcuttur. Sodyum kanalları açıldığında hücre içine sodyum iyonları akar depolarizayona bağlı olarak akisyon potansiyeli gelişir. Klor kanalları tersine hücre içini daha da negatif yapar. Bu yüzden sodyum kanallarını açan nörotransmitter maddelere eksitatör, klor kanallarını açanlara inhibitör nörotransmitter denir.
İkinci haberci sisteminde en çok rastlanan G protein haberci sistemidir. G protein reseptörü membranın iç kısmına bakan tarafına bağlıdır. Üç komponentten oluşur: alfa (α), beta (β) ve gamma.(γ). Nörotransmitter reseptöre bağlandığında α komponenti ayrılır, stoplazmada serbest hale geçer. Nöronun özelliğine bağlı olarak şu 4 fonksiyondan birini gerçekleştirir:
1- Postsinaptik membranda iyon kanallarının açılması. Bu kanallar direkt aktive olan kanallara kıyasla daha fazla süreyle açık kalırlar
2- Hücrede siklik AMP’nin aktivasyonu: siklik AMP daha sonra hücrede gerekli enzim sistemini aktive eder.
3- Bir veya daha fazla sayıda hücre içi enzimin aktivasyonu: enzimlerde daha sonra kimyasal reaksiyonlara neden olurlar
4- Gen transkripsiyonunun aktivasyonu: protein sentezi ve hücrede yapısal değişiklikler.
Önemli bazı transmitterlerin özellikleri:
Asetilkolin: Motor korteksin büyük piramidal hücreleri, bazal gangliyonlar, kasları innerve eden motor nöronlar, otonom sinir sisteminin tüm pregangliyon hücreleri, parasempatik sistemin postgangiyon nöronları asetilkolin salgılarlar. Çoğunlukla eksitatör bir maddedir.
Norepinefrin: Ponstaki lokus ceruleus yer alıp uzantılarını beyinde geniş alanlara göndererek beynin uyanık kalmasını sağlar. Ayrıca, eksitatör bir madde olup, sempatik postgangliyoner hücrelerden de salgılanır.
Dopamin: Substantia nigradan kaynaklanan nöronlardan serbestlenir. Bu nöronların uzantıları bazal gangliyonlarda sonlanır. İnhibitördür.
Gamma aminobutirik asit (GABA): medulla spinalis, bazal gangliyonlar ve korteksin bir çok alanlarında serbestlenir. İnhibitördür.
Glutamat: Korteksin bir çok alanlarında serbestlenir, eksitatördür.
Transmitter maddenin serbestlendikten sonra bağlandığı yerden uzaklaştırılması:
1- Difüzyonla sinaptik aralıktan çıkıp çevredeki sıvılara geçer
2- Enzimatik olarak yıkımlanması
3- Transmitterin aktif geri alınımla tekrar presinaptik hücre tarafından alınması. Bu durum özellikle norepinefrinin geri alınamsında gerçekleşir.
Sinir hücre membranları ve istirahat potansiyeli
Diğer vücut hücreleri gibi sinir hüc-releri de membranlarının iki tarafından öl-çülebilen bir membran potansiyeline sahiptirler (istirahat membran potansiyeli). Bununla birlikte, sinir ve kas hücrelerindeki elektriksel membran potan-siyeli eşsizdir. Bu potansiyelin büyüklüğü sinapslar aracılığıyla komşu hücrelerden gelen uyarılar vasıtasıyla ya da bir reseptör vasıtasıyla çevresel enerjinin aksiyon po-tansiyeline dönüştürülmesi ve bu potan-siyelin, sinir hücresini uyarması ile değiştirilebilir. Bir sinir ya da kasın membran potansiyeli uygun bir seviyeye düştüğü zaman, membran potansiyelinde daha ileri ve dramatik bir değişiklik görü-lür ki, bunun sonucunda bir aksiyon po-tansiyeli oluşur. Bu aksiyon potansiyeli akson boyunca yayılır.
İstirahat elektriksel membran potan-siyelinin kaynağı komplikedir. İstirahat membran potansiyeli, iyonların özellikle sodyum ve potasyum iyonlarının membranın iki tarafında farklı bir şekilde ayrımı sonucu gelişir. Bu ayrım sonucu membrandan bu iki iyon konsantrasyon gradyanları yönünde membranı geçmeye çalışacaklardır. Her ne kadar pozitif ve negatif iyonların membranın içi ve dışı arasındaki net konsantrasyonu benzer ise de pozitif yüklü iyonlar membranın dışında içeriye nazaran bir fazlalık gösterirler. Diğer taraftan membranın iç kısmında negatif iyonların bir fazlalığı görülmek-tedir. Bu farklılık hemen membranın iki yanında görülmektedir. Bu durum memb-ranın iç kısmını dışına oranla negatif yapar. Membranın iki tarafı arasındaki elektriksel potansiyel farkının büyüklüğü hücreden hücreye değişmektedir. Yaklaşık olarak 40-75 mV düzeyinde değişmektedir. Memeli sinir hücrelerinde yaklaşık olarak -70 mV dur.
İstirahat membran potansiyeli üç önemli belirleyici etken tarafından oluşturulur
1-NA+-K+ Pompası: Hücre membranları, sodyumu hücrenin dışına ve potasyumu hücrenin içine -konsantrasyon gradyanları tersine- pompalayan bir pompa taşırlar. Pompa kendi başına, istirahat membran potansiyelinin önemli bir kısmını gerçek-leştirir; çünkü, dışarı pompaladığı her 3 sodyum iyonuna karşılık 2 potasyum iyonunu hücre içine taşır. Dolayısıyla, her defasında fazladan bir pozitif iyon hücre dışına taşınmaktadır. Bu yönüyle Na+-K+ pompası bir elektrojenik pompadır.
2- Membranın difüzyona uğrayan iyonlara karşı geçirgenliğinde görülen farklılık: Hücre membranı K+ iyonlarına Na+ iyonlarına olduğundan daha fazla geçirgendir. Bu yüzden pozitif yüklü K+ katyonları konsantrasyon gradyanları yönünde kapıları olmayan sızma kanalla-rından dışarı doğru sızarlar ve denge sağlanıncaya kadar devam eder. İstirahat halindeki hücre membranı hemen hemen tamamen Na+ iyonlarına geçirgen değildir. Bu yüzden bir kez membranın dışına pompalanan soydum iyonlarının hücre içine difüzyonları olmaz.
3- Hücre içinde membranı geçemeyen iyonlar: Nöronun içinde sentez edilen makromoleküllerden çoğu intrasellüler hücrenin plazma membranından geçeme-yecek kadar büyüktürler. Bu yüzden bunlar hücre içinde tutsaklanırlar ve negatif yüklü olduklarından membranın dışındaki pozitif iyonlar tarafından membranın iç yüzeyine çekilirler.
Bu üç belirleyici faktör, istirahat memban potansiyelinin oluşmasında başlıca etmenlerdir. Bu potansiyelin büyüklüğü Nerst ve Goldman denklemle-riyle saptanır.
Na+-K+ pompası, glikoz ve oksijenin intrasellüler metabolizması sonucu oluşan ATP halinde enerji gerektirir. Nöron, hem oksijen ve hem de glikozu depo edemedi-ğinden, sinir sistemini bu iki maddeden mahrum bırakan her etmen çok şiddetli klinik bozukluklara neden olabilir. İyi ki, hormonlar ve diğer güçler serum glikoz ve oksijen seviyesini belirli sınırlar içinde tutmaktadır. Na+ ve K+ iyonları, istirahat membran potansiyelini saptayan başlıca iyonlar olduğundan (çoğu hücrelerde), serum Na+ ve K+ iyonlarının dikkatli bir şekilde ayarlanması esastır. Endokrin sistem ve böbrekler serum Na+ ve K+ iyonlarını çok dar sınırlar içinde tutmaya muktedirdirler. Bu iki iyonu normal sınırların dışında tutan herhangi bir faktör aynı zamanda potansiyel olarak şiddetli nörolojik bozukluklara da neden olur.
İstirahat membran potansiyeli presinaptik hücrelerden gelen sinaptik sinyallerle değiştirilebilir.
Çoğu vücut hücreleri istirahat membran potansiyeline sahip olmakla beraber, sinir ve kas hücreleri bu konuda eşsizdirler; zira, komşu hücrelerden gelen sinaptik uyarılarla bu istirahat membran potansiyeli değişebilmektedir. Sinir sisteminde milyarlarca sinaps olduğu halde, temel olarak post sinaptik elektriksel potansiyeli değiştirebilen iki yol vardır: potansiyelin büyüklüğünü arttıran ya da azaltan yollar. Bir sinapsta artan ya da azalan postsinaptik potansiyelin nedeni, presinaptik vezikülerde bulunan kimyasal transmitterin doğasına ya da postsinaptik membranda bulunan kimyasal transmittere duyarlı reseptörün doğasına bağlıdır.
Eğer kimyasal sinaptik taşıma, istirahat membran potansiyeli düzeyine göre postsinaptik potansiyelde azalmaya yol açarsa (örneğin, -75 den -55’e), postsinaptik potansiyel değişikliğine Eksitatör Postsinaptik Potansiyel (EPSP) denir. Eksitatör denir zira, bunun gibi her sinaptik transmisyon daha sonra sinir aksonunun başlangıç kısmında bir aksiyon potansiyeli oluşturacak şekilde değişikliği arttırır. Membran potansiyelinin büyüklüğü bir EPSP ile daha küçük seviyelere inerse (-75’den -55’e) membran depolarize ya da daha doğru bir ifadeyle hipopolarize olmuştur denir. Postsinaptik membranın hipopolarizasyonu presinaptik membran-dan salınan kimyasal transmitter ile post-sinaptik membranda bulunan reseptörün etkileşimi ile olmaktadır. Bu etkileşim, ligand kapılı sodyum kanallarının açılmasına neden olur, sodyum iyonları konsantrasyon ve elektriksel gradyanları doğrultusunda hücre içine doğru akarlar. Presinaptik kimyasal transmitter madde postsinaptik membranda derhal yıkımlanır, bu postsinaptik potansiyel değişikliği geçicidir ve yalnızca birkaç milisaniye sürer. Bu postsinaptik potansiyeldeki değişikliğin büyüklüğü sinapsta en yüksek seviyededir. Hipopolarizasyon sinir membranı üzerinde yayılırken orijin aldığı sinapstan uzaklaştıkça azalır. Bu durum suya atılan bir taşın merkezde oluşturduğu dalganın çevreye yayıldıkça dalga boyunun azalmasına benzerlik gösterir.
Eğer presinaptik nörotransmitter madde postsinaptik reseptörle birleşerek membran K+ kanallarını açarsa bu durumda K+ hücre dışına çıkar ve hücrede hiperpolarizasyon durumu gerçekleşir. Postsinaptik membranın bu hiperpolarizasyonuna İnhibitör Postsinap-tik Potansiyel (IPSP) denir. Çünkü her transmisyon hücreyi daha az duyarlı hale getirir ve uyarılmasını güçleştirir.
Aksiyon potansiyelleri aksonun başlangıç kısmında başlar ve tüm uzunluğu boyunca yayılır.
Postsinaptik membranda oluşan EPSP ve IPSP potansiyelleri bir aksiyon potansiyeli ve presinaptik bir hücreden gelen sinaptik transmisyon sonucu gelişirler. Bununla birlikte bu postsinaptik potansiyeller, postsinaptik membran boyunca ilerlerken yüksekliklerinde azalma görülür. Çoğu sinir ve kas hücreleri uzun olduğundan, hücreler, postsinaptik olarak dentritlerin ve hücre gövdesinin aldığı informasyonu sinir aksonunun son ucuna elektriksel sinyaller şeklinde ileten özel bir mekanizmaya gereksinim duyarlar. Bu aksiyon potansiyeli adı verilen patlayıcı bir olayla gerçekleşir. Tekrarlanan elektriksel sinyal aksonun başlangıç kısmında başlar ve EPSP ve IPSP potansiyellerinin yarışması sonucunda meydana gelir ve akson boyunca büyüklüğü azalmadan yayılır.
Aksonun başlangıç segmentine ulaşan EPSP ve IPSP’lerin ortalaması aksiyon potansiyelinin oluşumunu belirler. Yalnızca az sayıda EPSP’ler aksonun başlangıç kısmına ulaşırsa, membran potansiyeli eşik değer potansiyeli seviyesine ulaşmaz ve aksiyon potansiyeli oluşumu gerçekleşmez. Bununla birlikte, eğer IPSP’lerden daha fazla EPSP’ler aksonun başlangıç kısmına ulaşırlarsa bu durumda membran potansiyeli eşik potansiyeline ulaşır ve aksiyon potansiyeli oluşur. Aksonun başlangıç kısmında membrandaki potansiyelin eşik potansiyeli seviyesine ulaşması (örneğin -65 olan bir hücrede -45 seviyesine ulaşması ) ve burada bir akisyon potansiyelinin oluşması bu bölgedeki voltaja duyarlı kanal sayısının fazla olmasından kaynaklanır. Aksiyon potansiyeli, ardışık olarak açılan voltaj kapılı sodyum ve onu takiben potasyum kanallarının çok kısa süreli açık kalmaları ile gerçekleşir.
Aksiyon potansiyeli membran potansiyelinde patlayıcı değişikliklerle karakterizedir: İlkin dramatik ve keskin bir şekilde depolarizasyon dalgası oluşur ve membranın iç kısmı dış kısmına göre pozitif olur ve onu takiben repolarizasyon gerçekleşir. Aksiyon potansiyelinin depolarizasyon fazı voltaj kapılı Na+ kanallarının açılması ve neticede bu iyonların hücreye girmesi ile gerçekleşir. Aksiyon potansiyeli devam ederken, tedrici olarak Na+ kanalları kapanır ve K+ kanalları açılır; neticede K+ iyonları hücre dışına çıkar. Repolarizasyon devam ederken, membran potansiyeli istirahat potansiyeli seviyesinin ötesine geçerek hiperpolarizasyon gerçekleşir ve daha sonra istirahat seviyesine döner. Aksiyon potansiyelinin süresi çoğu sinir hücrelerinde yaklaşık olarak 1-2 milisaniyedir fakat kas hücrelerinde daha fazladır. Bu güç kavramları anlamak için bir benzerlik yapacak olursak, klozet örneğini vermemiz mümkündür. Sinir hücresindeki İstirahat membran potansiyeli klozetin suyla dolması gibidir. Eğer klozetin düğmesi hafifçe basılırsa az miktarda su akacaktır, tam bir boşalma söz konusu olmaz.( Bu durum aksiyon potansiyelini oluşturmayan EPSP’ye benzer.). Ancak klozetin düğmesi sonuna kadar basılı tutulursa bu durumda tamamen boşalma eşiği uyarıldığı için su tamamen boşalacaktır ve tekrar doluncaya dek boşalma engellenecektir. Bu durum sinir hücrelerinde de geçerlidir. Zira hücrenin uyarılması için eşik değerde bir uyaranla uyarılması gerekir, uyarılan hücrenin tekrar uyarılması için ise aksiyon potansiyelinin sona ermesi ve hücrenin tekrar istirahat potansiyeli haline girmesi gerekir.
Aksiyon potansiyeli orijin aldığı noktadan akson boyunca yayılır. Dramatik olan, oluşan bir aksiyon potansiyelinin akson membranı üzerinde kendisine yakın olan membranda voltaj kapılı Na+ kanal kapılarını açmaya neden olmasıdır. Bu durum ona yakın bölgede bir aksiyon potansiyeli daha oluşmasına neden olur ve her oluşan aksiyon potansiyeli kendine komşu alanda voltaj kapılı sodyum kanallarını açarak bu şekilde sinyalin iletilmesi sağlanmış olur ve aksonun başlangıç segmentinde başlayan aksiyon potansiyeli bu şekilde aksonun son kısmına kadar ilerler.
Aksiyon potansiyelinin akson lifi boyunca ilerleme hızı farklılık gösterir. Miyelinli olmayan ince yapılı aksonlarda ileti hızı kısmen daha yavaştır (0.5 m/sn). ileti hızı kalın miyelinli sinir liflerinde 70 m/sn ‘den daha hızlı olabilir. Bu neredeyse 1 saniyede footbol sahası uzunluğunda bir alana denk gelmektedir. Bu hızın nedeni kalın miyelinli sinir liflerinde boğumların mevcut olması ve aksiyon potansiyelinin boğumdan boğuma sıçrayarak (saltatory) iletilmesiyle olur. Bu liflerde voltaj kapılı Na+ kanallarının adı geçen boğumlarda yoğunlaşmalarıdır. Dolayısıyla yalnızca bu noktalarda aksiyon potansiyeli gelişir.
Hep ya da hiç ilkesi
Sinir teli eşik değerden daha az bir uyaranla uyarılırsa uyarılmaz, yahut uyarmaya cevap vermez. Eşik değerde bir uyaranla uyarılırsa cevap verir ve bir potansiyel değişikliği oluşur. Meydana gelen bu potansiyel değişikliğine Aksiyon potansiyeli denir. Tek bir sinir teli eşik değerde bir uyaranla uyarılırsa verdiği cevap ile şiddetli bir uyaranla verdiği cevap arasında hiçbir fark yoktur. Eşik değerde verilen cevap ne ise şiddetli uyaranla verilen cevap aynıdır. Buna hep ya da hiç ilkesi denir.
Ancak çok sayıda sinir telinde hep ya da hiç ilkesi olmaz. Zira bazı sinir tellerinin eşik değerleri diğerlerinden farklı olabilir. Belirli şiddetteki uyaran önce eşik değeri düşük lifleri uyarır, eşik değeri yüksek lifleri uyarmaz. Uyaranın şiddeti kademeli olarak arttırılırsa gittikçe daha fazla lif uyarılır (Merdiven olayı).
Elektrotonus
Eşik değer altındaki uyarmalar aksiyon potansiyeli yaratmaz, fakat membran potansiyelini etkiler. Bir sinir telinin üzerine bir doğru akım elektrik kaynağının (batarya) iki elektrodu konursa, eşik değerden az elektrik akımı membranın dışında ve içinde anoddan (pozitif) katoda (negatif) doğru akar. Katot altındaki bölge uyarılmaya karşı daha duyarlı olurken, anod altındaki bölge uyarılmaya karşı daha dirençli olur. İşte sinirin uyarılabilme yeteneğinde meydan gelen bu değişikliğe elekrtotonus denir.
İmpulsu iletme ve bulundukları yerler itibariyle nöron çeşitleri
A) Afferent Nöronlar: Duyuları periferden merkeze ileten nöronlardır.
1- Perifer ucunda reseptör bulunur
2- Reseptörden aldıkları uyarıyı MSS’ye iletirler
3- İç organlardan duyuları merkeze iletenlere visseral afferentler, diğer bütün afferentlere somatik afferentler denir
B) Efferent nöronlar: Emirleri merkezden alıp efektör organlara (kas ve bezler) götüren sinirlerdir.
1- İskelet kaslarına gidenlere motor sinirler denir
2- Düz kaslara ve bez hücrelerine gidenlere otonom efferentler denir.
C) İnternöronlar: Merkezi sinir sisteminden köken alıp yine orada sonlanırlar.
1- Vücuttaki nöronların çoğunu oluştururlar.
2- Genellikle düşünce, his, irade, bellek, öğrenme, konuşma gibi fonksiyonlarla ilgilidirler
3- Herhangi bir sinirsel aktivitede aranöron sayısı, sinirsel aktivitenin kompleksliği oranında artar.
4- Vücutta sinir bağlantıları arasında aranöronu bulunmayan tek reflex sistemi, kasların gerilme refleksidir.
Konuyla ilgili klinik rahatsızlıklar
Hipoglisemi
Anemnez: 8 yaşında bir boxer köpeğinde inme, zayıflık ve beslenme saatine yakın kafasının karıştığı gibi şikayetler alırsınız hayvan sahibinden.
Klinik muayene: Köpeğin fiziksel muayenesi nörolojik bulguların normal sınırlarda olduğu görülür. Serum glikoz seviyesi oldukça düşük çıkar (29 mg/dl). Oysa normal değeri 70-110 mg/dl dir. Serum insülin / serum glikoz oranı oldukça yüksektir.
Yorum: Nöronlar ATP enerjisi için başlıca glikoz ve oksijene gereksinim duyarlar. Nöronlar fazla glikoz depo edemezler. ATP normal elektriksel membran potansiyelinin sağlanmasında gereklidir. Glikoz yetersizliği ve dolayısıyla ATP yetersizliği beyinde bozukluk, yaygın olarak inmeler, zafiyet ve dikkatini toplayamama (kafa karışıklığı) gibi belirtilerin görülmesine yol açar. Bu hayvanlarda, bahsedilen belirtiler beslenme saatinde yaygın olarak görülür; çünkü, beslenme esnasında ya da beslenmeye yakın zamanda insülin salınımı uyarılır.
Bu durumda insülin glikoz oranı yükselir, bu durum muhtemelen insülin salgılayan hücrelerin tümörü ile olmaktadır. İnsülin glikozun membranlar-dan transportunu hızlandırdığından, ne kadar insülin fazlalığı varsa hücrelere glikoz girişinde artış söz konusudur. Bu durum beynin yeterli glikoz kullanmasını engellemektedir.
Tedavi
Cerrahi olarak tümöral alanların alınmasıdır.
NÖROMÜSKÜLER SİNAPS
Sinir hücreleri ya birbirleriyle ya da kas ve bez hücreleri gibi vücudun diğer hücreleri ile haberleşirler. Bu haberleşme sinaps adı verilen spesifik bağlantı noktalarında gerçekleşir. Hücreler arasında sinaptik taşıma ya kimyasal ya da elektriksel yolla olur. Elektriksel sinapslarda, presinaptik bölgeden postsinaptik bölgeye iyon akımı aracı kullanmadan gerçekleşir. Daha yaygın olarak, sinaptik taşımaya kimyasal bir transmitter aracılık eder. Aksiyon potansiyeli presinaptik alana ulaşınca kimyasal transmitter madde sinaptik aralığa salınır, postsinaptik membrana geçer, orada reseptörüne bağlanır ve sonuçta postsinaptik hücrede potansiyel değişikliğine neden olur. Bu kimyasal sinapsları en iyi anlamak için bir motor nöron ile iskelet kası hücresi arasındaki sinaps örnek verilebilir.
Nöromüsküler sinapsın anatomisi iletiyi tek yönlü iletmek üzere özelleşmiştir.
Motor nöron, nöromüsküler sinaps adı verilen ve iskelet kası ile sinir hücresi arasında bağlantı noktası olan bölgeye, iskelet kası hücresine yakın yere kadar gelir. Bu sinapasın bir presinaptik kısmı (nöron), sinaptik aralık adı verilen dar bir alan ve postsinaptik (kas hücresi) vardır.
Presinaptik bölüm, motor nöronun terminal kısmından ibarettir. Bu nöronun aksonu merkezi sinir sisteminden başlar ve kas ile sinaps kuracağı yere kadar uzanır ve merkezden getirmiş olduğu sinyalleri kas hücresine ileterek onun kasılmasını sağlar. Aksonun son kısmı yumru şeklindedir ve bol miktarda nörotransmitter (asetilkolin) içeren çok vezikül bulundurur. Bu veziküller presinaptik membranın aktif zonu bölgesinde (postsinaptik bölgeye yakın olarak) kümeleşirler. Presinaptik terminaller aynı zamanda mitokondrileri içerirler. Mitokondrilerin bolca bulunması sinir hücresinin stoplazmasında aktif bir metabolik faaliyetin varlığını gösterir. Zira burada asetilkolinin veziküllere girmesin-den önce sentezi sentez aşaması yer almaktadır.
Presinaptik ve postsinaptik membran-lar sinaptik aralık adı verilen dar bir aralık ile birbirlerinden ayrılır. Bu aralık 20-30 nm genişliğindedir. Sinaptik aralık, extra-sellüler sıvı ve süngerimsi liflerden oluşan bir bazal laminayı içerir.
Postsinaptik hücre membranı sinaptik taşımayı kolaylaştıran çok miktarda spesifik özelliklere sahiptir. Membran çok sayıda subnöral kıvrım (kavşak kıvrımları) içerir. Bu kıvrımlar postsinaptik membra-nının yüzey alanını genişletir. Asetilkoline duyarlı reseptörler, postsinaptik membran üzerindeki kıvrımların giriş kısmında lokalize olmuşlardır.
Presinaptik sinir hücresindeki bir aksiyon potansiyeli kas hücresinde serbest bıraktığı asetilkolin sayesinde kas hücresinde aksiyon potansiyelini başlatır.
Nöromüsküler sinapsın fonksiyonu, indirekt olarak aksiyon potansiyeli şeklinde gelen mesajı sinir hücresinden kas hücresine aktarmaktır. Motor nöron boyun-ca gelen aksiyon potansiyeli asetilkolinin presinaptik yumrudan sinaptik aralığa salınmasını sağlar ve asetilkolin postsinap-tik membran üzerinde bulunan reseptörüne bağlanır. Bunun sonucunda kas hücresinde bir aksiyon potansiyeli oluşur ve kas lifi boyunca iletilir.
Aksiyon potansiyeli Presinaptik membrana ulaşınca, depolarizasyon dalga-sı voltaj kapılı Ca++ kanallarını açar ve Ca++ iyonlarının yeterli olması durumunda presinaptik yumru stoplazmasına difüz-yona uğrarlar. Presinaptik yumru içinde artan Ca++ iyonları, asetilkolin vezikül-lerinin presinaptik membranın sinaptik aralığa bakan kısmına yapışmalarına neden olurlar. Membrana yapışan veziküller sinaptik aralığa açılarak içlerindeki asetilkolini aralığa boşaltırlar. İçeriklerini boşaltan veziküller tekrar sitoplazmaya dönerler ve içleri yeniden sitoplazmadan gelen asetilkolinle doldurulur.
Asetilkolin derhal sinaptik aralıktan postsinaptik membrana difüzyona uğrar. Postsinaptik membranda ligand kapılı iyon kanalını kontrol eden spesifik reseptörüne bağlanır.
Asetilkolin reseptörüne bağlanınca ligand kapılı iyon kanalları açılır ve net bir şekilde sodyum iyonları kas hücresi içine akar ve postsinaptik kas hücresi membranında depolarizasyona yol açar. Bu depolarizasyon subnöral kıvrımların dip kısımlarında voltaj kapılı Na+ iyon kanallarının açılmasına neden olur ve kas hücresi membranı üzerinde aksiyon potansiyeli oluşur. Asetilkolin, kendisini yıkımlayan asetilkolinesteraz tarafından bertaraf edilmeden hemen önce kısa bir süreliğine reseptörüne bağlanır. Memb-ranın kaidesi üzerine demirlemiş bulunan bu enzim, asetilkolini asetil ve kolin moleküllerine ayırır. Sinir hücresi ile gelen sinyali takiben asetilkolin sinaptik aralığa salınmakta ve akabinde kas membranın-daki reseptörüne bağlanmakta; bunu taki-ben yıkımlanmaktadır. Asetilkolin yıkım-landıktan sonra ikinci bir sinir aksiyon potansiyeli gelinceye kadar reseptöre bağlanacak asetilkolin olmaz.
KONUYLA İLGİLİ KLİNİK RAHAT-SIZLIKLAR
Miyastenia gravis
Anemnez: Hayvanda egzersizle birlikte artan kas güçsüzlüğü (kuvvetsizlik) ve kusma (yediği besini kısa sürede silindir şeklinde biçimlenmiş olarak çıkarır) hayvan sahibi tarafından ileri sürülen başlıca şikayetlerdir.
Klinik Muayene: Fiziksel muayenede görülen tüm bulgular nöromüsküler sistemi refere eder. Dinlenmeden sonra köpekte nörolojik muayenenin normal olduğu görülür. Fakat orta düzeyde bir egzersizle birlikte özellikle ön bacaklarda ilerleyici bir zafiyet görülür. İntravenöz olarak bir asetilkolinesteraz inhibitörü olan edrofonyum enjeksiyonu ile birlikte bu belirtiler ortadan kalkar. Radyografide özafagusun büyüdüğü görülür.
Öneriler: Şikayetler, radyografide özafagusun büyümüş olduğu ve asetilkoline verilen cevap hastalığın myastenia gravis olduğu gösterir. Bunun nedeni, nöromüküler kavşaktan impuls iletiminin gerçekleşememesidir. Taşımanın olamamasının nedeni, vücudun kendi asetilkolin reseptörüne karşı oluşturmuş olduğu bir otoanitikordur. Bu antikorla komplex kuran reseptör asetilkolinin bağlanmasıyla gerçekleşen depolarizasyon olayını gerçekleştiremez. Antikor aynı zamanda kas membranı üzerindeki kavşak kıvrımlarını da tahrib eder ve sayılarını oldukça azaltır. Asetilkolinesteraz inhibitörü asetilkolinin reseptörde daha fazla kalmasını sağlayarak normal impuls geçişini kolaylaştırır.
Köpek özafagusundaki genişlemenin kaslarının paralizinden kaynaklanmaktadır.
Tedavi: oral günlük antikolinesteraz inhibörleri verilerek tedavi edilir.
KAS FİZYOLOJİSİ
Vücutta üç çeşit kas vardır: iskelet, kalp ve düz kaslar. İskelet kası vücudun %40’nı, kalp ve düz kaslar %10’nu oluşturur. Hayvanlarda sinir kas hastalık-ları genellikle hareket bozuklukları ile kendini gösterir. Bu yüzden iskelet kaslarının nasıl çalıştıkları ve sinirlerle nasıl innerve edildiklerinin bilinmesinde yarar vardır.
Tüm hareketler, iskelet kaslarının hareketli bir eklem ekseninde kasılmaları sonucu oluşur.
Tüm vücut hareketleri iskelet kaslarının kasılması sonucunda gerçekleşir. İskelet kası, genellikle uç kısımlarında iki tendon ve orta kısmında şişkin karekterde kasılabilen et kitlesinden oluşur. Kas ve onun tendonları, vücuttaki bir kemikten orijin alırken diğerine giriş yaparak iki kemik arası bağlantıyı sağlarlar. Kas kasılırken, kısalma başlangıç ve giriş tendonları arasındaki mesafede olur ve kemikler eklem bölgesinde bükülerek birbirlerine doğru hareket ederler. Motor sinir tarafından aktive edildiğinde bir iskelet kası yalnızca kısalabilir. Çoğu eklemler, her iki yanlarında bir ya da daha fazla kasa sahiptirler. Bu kaslar eklemin bükülmesini ya da extensiyonunu sağlarlar. Bir hayvan tarafından yapılan tüm hareketler hareketli bir eklemi saran kasların kasılması ile gerçekleşir. Bu yüzden iskelet kaslarının anatomi ve fizyolojisini öğrenmek önemlidir.
Kas kitlesinin diseksiyonu sonucunda çok farklı sayılarda kas hücrelerinden (kas liflerinden) meydana geldiği görülecektir (Şekil 5-1). Bu lifleri 10-80 µm çapındadırlar ve çok sayıda mitokondri ve diğer intrasellüler organelleri içerirler. Dış kısmı saran membrana sarkolemma denir. Sarkolemma, gerçek bir membran olan plazma membranı ve dış kısmında polisakkarid tabaka vardır. Her kas hücresi orta kısmında bir sinir son ucu ile innerve edilir.
Her kas lifi, üst üste gelen daha küçük alt ünitelerden oluşur. Kas lifleri yüz ile bin arasında miyofibrillerden meydana gelirler. Bu miyofibriller bir birlerine spagetti makarnada olduğu gibi paralel olarak uzanırlar. Her miyofibril tekrarlayan bir seri sarkomerden yapılmıştır. Sarkomer, kas lifinin kasılabilen ana ünitesidir. Sarkomer her iki ucunda bir Z diskine sahiptir. Sarkomer, kasılmadan
sorumlu dört tip polimerize, büyük protein molekülü içerir. Aktin adı verilen çok sayıdaki ince protein flamentleri, bir uçlarından Z diskine yapışıktırlar, diğer uçları sarkomerin ortasına doğru bir birine paralel olarak uzanır. Her aktin flamenti iki tel aktin ve iki tel tropomiyozin proteinleirnden meydana gelir ve bunlar birbirleriyle helix oluşturacak şekilde sarılırlar. Aynı zamanda aktin flamentinde topomiyozin molekülleri boyunca aralıklarla dizilmiş bulunan troponin molekülleri vardır. Troponin moleküllerinin kalsiyum iyonlarına affinitesi vardır.
Aktin flamentleri arasında asılı olarak bulunan ve daha kalın olan miyozin flamentleri vardır. Miyozin flamenti helix şeklindeki myozin moleküllerinden meydana gelmiştir. Myozin molekülleri aktin flamentine çapraz köprülerle bağlanarak kasılmayı sağlarlar ve sarkomerin boyunu kısaltırlar.
Kas hücrelerinde sarkoplazmik retikulum adı verilen uzun endoplazmik retikulumlar myofibrillere paralel olarak yerleşmişlerdir. Bunlar, relax olan kaslarda Ca++ iyonlarını hapsederler.
Sarkoplazmik retikulumlar arasında lokalize olan fakat kas lifinin uzun eksenine dikey olarak bulunan trasnvers tübüller vardır. Bu tübüller, kas hücresinin çapını çapraz keser ve sarkolemmanın bir yanından öbür yanına kadar uzanır. Daha çok bir sucuğu uzun eksenine dikey olarak delen bir çivi görüntüsü verir. Bu tübüller extrasellüler sıvı ile doludur. Bu tübüller, aksiyon potansiyelinin, kas hücresinin iç kısımlarına kadar inmesine neden oldukları için oldukça önemlidirler.
Sarkolemma üzerinden aksiyon potansiyeli transvers tübüller boyunca hücrenin iç kısımlarına yayılır.
İskelet kas hücreleri, sinir hücreleri gibi bir istirahat membran potansiyeline sahiptirler. Kas hücrelerinde membran potansiyeli sinir kas kavşağında sinaptik transmisyonla uyarılır. Nöromüsküler kavşakta aksiyon potansiyeli oluşturulur. Bir kez kas lifinin merkezine yakın sinapsta bir aksiyon potansiyeli oluşursa her iki yöne de kas lifi uzunluğu boyunca miyelinsiz sinirlerde yayıldığı gibi yayılır. Aksonların aksine, sarkolemma üzerindeki aksiyon potansiyeli hücrenin iç kısımlarına transvers tübüllerle yayılır. Bu durum aksiyon potansiyelinin sarkoplazmik retikuluma ve iç kısımlara ulaşmasını sağlar.
Aktinin miyozin molekükü boyunca kayması ile sarkomerde fiziksel kısalma meydana gelir.
Şekilde iki sarkomerin dinlenme (relax) ve kasılırken kısalmış halleri görülmektedir. Ca++ iyonlarının varlığında relax haldeki sarkomer kasılarak değişiklik göstermiştir. Ca++ iyonları ATP’nin varlığında aktin ve miyozin molekülleri birbirleri üzerinde kayarak sarkomerin boyunu kısaltırlar. Çünkü her miyofibril tekrarlanan ve birbirleriyle bağlantı kurmuş çok sayıda sarkomerden oluşmaktadır. Fiziksel olarak net sonuç kas kitlesinin uzunluğu boyunca kısalmasıdır.
Aktin molekülünün uzunluğu boyunca bir çok noktada miyozin molek başı ile kimyasal etkileşime girebilecek aktif bölgeler mevcuttur. Ca++ iyonlarının yokluğunda bu aktif bölgeler ya inhibe edilir ya da helixteki tropomiyozin molekülleri tarafından örtülür. Fakat kalsiyum iyonlarının varlığında, ki bu iyonlar troponin molekülü ile bağlanır, tropomiyozin molekülü bir şekilde değişikliğe uğrar ve gizlemiş olduğu aktif bölgeler açığa çıkar ve neticede miyozin molekülü aktin molekülü üzerindeki bu aktif bölgelere bağlanır ve kasılma gerçekleşir. Bu reaksiyonun boyunca yürüme şeklinde olduğu sanılmaktadır. Bu olayda Ca++ iyonları ve ATP’nin varlığında bir aktif bölgeden diğerine bağlanarak kasın boyunu kısalttığı şeklindedir.
Sarkolemma üzerindeki aksiyon potansiyeli sarkoplazmik retikulum-dan Ca++ iyonlarını serbesteleyerek kontraksiyon mekanizmasını ger-çekleştirir.
İstirahat esnasında, kalsiyum iyonları sarkoplazmik sıvıdan enerji gerektiren bir pompa vasıtasıyla sarkoplazmik retikulum içine pompalanır. Bu durum sarkomerin içindeki kalsiyum iyon konsantrasyonunu azaltır ve kasılma bloke olmuş olur. Bununlar birlikte, bir aksiyon potansiyeli hücre yüzeyi boyunca ve daha sonra transvers tübüller boyunca kas lifinin içine doğru yayıldığında sarkoplazmik retikuluma yakın bölgelere kadar ulaşır ve buradan kalsiyum iyonlarının salınmasına neden olur. Kalsiyum iyonları sarkop-lazmik retikulum içinde zaten yoğun konsantrasyonda bulunduklarından aksiyon potansiyelinin etkisi ile yoğunluk gradyanları yönünde hızla sarkomerin içinde yüzdüğü sıvısı içine akarlar. Bu kalsiyum iyonları daha sonra kasılmayı başlatırlar. Aksiyon potansiyeli sona erdikten sonra kalsiyum iyonları tekrar sarkoplazmik retikuluma pompalanır ve kas gevşer. Bu siklus eksitasyon-kontraksyon bağıntısı olarak bilinir.
Kaslar, aktif motor ünitelerinin sayısını değiştirerek kontraksiyon güçlerini değiştirirler.
Bir motor ünite, bir α motor nöron ve onun innerve ettiği kas liflerinden oluşur. Her kas lifi yalnızca bir nöronla innerve edilmesine rağmen, her motor nöronun aksonunun son dalları çok sayıda kas liflerine dağılırlar ve onları innerve ederler. Sinir kas lifi oranı kasın fonksiyonuna bağlı olarak değişebilir. Örneğin büyük antigravite kasları olan ve ince hassasiyet gerektirmeyen kaba kaslar olan quadriseps femoris ve gastroknemikus kasları yüzlerce kas lifine sahiptirler ve tek motor nöron ile innerve edilirler. Öte yandan ince hassasiyet gerektiren kaslarda motor nöron çok daha az sayıda lifi innerve eder. Örneğin gözün pozisyonunu belirleyen kaslar; zira burada bir motor akson 10 ya da daha az kas lifini innerve eder.
Bir kası sinirlendiren sinir liflerinin kastaki kontraksiyonun şiddetini iki şekilde arttırabilir; ya kası innerve eden çok sayıda kas lifinin aynı anda uyarı göndermesi ile (spasyal summasyon) ya da bir motor sinir lifinin tekrarlayan şarjları ile (temporal summasyon).
YAVAŞ VE HIZLI KASILAN LİFLER
Kasılma süreleri kısa olan iskelet kas lifleri, bazen hızlı lifler olarak adlandırılırlar. Daha büyük ve kalın olan (kuvvetli kasılma için) bu lifler, kalsiyum iyonlarının hızlı salınımı için yoğun sarkoplazmik retikuluma ve daha az yoğunlukta kan (oksidatif metabolizma daha az önem taşıdığı için) ve mitokondriyal (oksidatif metabolizma sekunder olarak önemli olduğu için) gereksinime sahiptirler. Çünkü aerobik metabolizma daha az önemlidir ve enerji anaerobik metabolizma önemli olduğundan daha büyük miktarda glikolitik enzimler içerirler. Hızlı lifler, sıçrama ve sprint atma ve diğer kısa ve güçlü hareketler için özellikle gereklidirler.
Aksine yavaş lifler daha küçük kas lifleridirler, zengin kan donanımı ve mitokondriyal gereksinimleri vardır ve myoglobin ( demir içeren ve oksijen depolayan hemoglobine benzer protein) içeriği fazladır. Bu lifler, daha yoğun bir şekilde oksidatif metabolizmaya gereksinim duyarlar, uzun süreli kontraksiyon yapmak üzere adapte olmuşlardır. Dolaysıyla kısaca, daha küçük liflerdir, daha ince sinir lifleriyle innerve edilerler, fazla miktarda oksijen taşıyacak yoğun kan damarlarına sahiptirler, oksidatif metabolizmayı destekleyecek çok sayıda mitokondriye sahiptirler ve myoglobin içerikleri fazladır.
Yavaş lifler, daha fazla myoglobin içermelerinden dolayı meydana getirdikleri kas kitlesine bazen kırmızı kas, hızlı liflerin meydana getirdiği kas kitlesine beyaz kas denir. Genellikle, organizmadaki kas kitleleri bu iki kas lifinin karışımından yapılmıştır. Bu iki kas lifinin bir birine oranı, kasın kullanımına göre değişir. Bu karışım, farklı spor olayları ile uğraşan atletlerde sporun türüne bağlı olarak değişebilir.
KALP KASI VE DÜZ KASLAR
İskelet kasları gibi kalp kası da çizgilidir, sarkoplazmik retikulum ve myofibriller içerir, temel kontraktil komponent aktin ve myozin flamentlerinden yapılmıştır. Kalp kası aynı zamanda transvers tübülleri de içerir, fakat bazı önemli yönleriyle iskelet kasından ayrılır. Kalp kası hücreleri, iskelet kas hücrelerinden daha kısadırlar ve birbirlerine intekale disklerle bağlanırlar. Aksiyon potansiyelleri bir kalp kası hücresinden diğer hücresine bu interkale disklerden geçerek ulaşır ve herhangi bir sinirsel taşıma ya da kimyasal taşımaya da gereksinim duymaz. Gerçekten aksiyon pontansiyeli kalp kası hücrelerine ulaştığı zaman, eğer fonksiyonel sinsisyum mevcut ise, ya da herhangi bir bozukluk yoksa, bu aksiyon potansiyeli tüm kalp hücrelerine yayılır. Aksiyon potansiyelinin sıklığı ve bunun sonucunda oluşan kalbin kasılma gücü otonom sinir sistemi ile etkilenir. Fakat bu innervasyon aksiyon potansiyeli üretimi için gerekli değildir.
Düz kas hücreleri, iskelet kası hücrelerinden daha kısa ve küçüktürler. Transvers tübülleri içermezler. Muhtmelen bunların aktin ve miyozin molekülleri, dış membrana yakındırlar ve sarkolemmanın aksiyon potansiyelinden kalsiyum iyonlarının membrandan geçişinden direkt olarak etkilenirler. Düz kaslar iki grupta incelenir:
Visseral düz kaslar olarak adlandırılan bazı düz kas hücrelerinden oluşan dokular, hücreleri arasında Gap junction’lara (sıkı bağlantı bölgeleri) sahiptirler ve kalp kasında olduğu gibi hücreden hücreye aksiyon potansiyelinin geçişinde bir sinsisyum oluştururlar. Diğer bir tip düz kas dokusu, genellikle çok üniteli düz kas olarak isimlendirilir, birbirinden ayrı kas hücrelerine sahiptir, her biri otonom sinirler ile innerve edilir. Çok üniteli düz kas, iris ve gözün silyer cisminde bulunur ve bu kaslarda hassas bir kontrol sistemi söz konusudur. Visseral düz kas, gastrointestinal sistemde ve göğüs ve abdominal kavitelerin diğer organlarında bolca bulunur.
Eksitasyon kontraksiyon bağıntısında kalsiyum iyonlarının rolü ve çizgili kaslardan olan farkı.
Hem kalp ve hem de düz kas hücrelerinin kontraksiyonu aktin ve miyozin flamentlerinin birlikte kaymasıyla gerçekleşir ve bu bağlamda çizgili kaslarla aynıdır. Aktinin miyozin üzerinde kayması ATP gerektirir ve kalsiyum iyonları olmadan gerçekleşmez. Bu durumda da çizgili kaslara benzerlik gösterirler. Fakat, kasılmaya olanak sağlayan kalsiyum iyonlarının intrastoplazmik kaynağı açısından farklılık vardır. İskelet kaslarında kalsiyum iyonları sarkoplazmik retikulumda alıkonur. Sarkolemma ve transvers tubuller boyunca aksiyon potansiyeli yayılınca kalsiyum iyonları sarkoplazmik retikulumdan salınır ve sitoplazmaya difüzyona uğrar ve orada kontraksiyonu başlatırlar. Aksiyon potansiyelinin geçmesini takiben kalsiyum iyonları tekrar sarkoplazmik retikuluma pompalanır ve kas gevşer. İskelet kaslarında, kontraksiyon için extrasellüler kalsiyuma az gereksinim vardır. Bununla birlikte, kalp ve düz kaslarda hem extrasellüler ve hem de sarkoplazmik retikulum kalsiyumdaki kalsiyum iyonları kontraksiyonu başlatmada önemlidirler. Her iki kas tipi de kalsiyumu hapseden sarkoplazmik retikulum içerirler fakat bunlar iskelet kaslarındaki kadar gelişmemişlerdir. Aksiyon potansiyeli membrana transvers tübüllere ulaştığında ve yayıldığında yavaş kalsiyum kanalları açılır ve extrasellüler kalsiyum iyonları içeriye girer. kalsiyum kanal blokürü ilaçlar kullanılırsa extrasellüler kalsiyum iyonlarının geçişini bloke ederler ve kasılma gücü zayıflar. Aksiyon potansiyeli geçtikten sonra kas gevşemesi, sitoplazmik kalsiyum iyonlarının geriye sarkoplazmik retikuluma ve sarkolemma vasıtasıyla extrasellüler aralığa pompalanmasına eşlik eder.
REFLEX
Reflex arkı sinir sisteminin klinik olarak incelenmesinin yanı sıra postür ve hareketin fizyolojisi için ana yapıdır. Reflex, bir uyarıya sinir sisteminin bilinç dışı ve kalitatif olarak değişmeyen cevabı olarak tanımlanabilir. Bir reflex arkının anatomisi ve fonksiyonu genetik olarak programlanmıştır ve doğum esnasında tam olarak gelişmiştir.
Reflex arkı temel olarak beş komponentten oluşur.
Reseptör, duysal nöron, MSS ‘de bir ya da fazla sinaps (merkez) , motor nöron ve hedef organ (genellikle kas). Bunlardan biri fonksiyon dışı kalırsa reflexin cevabı değişir.
Reflexin başlangıcını reseptör oluşturur. Reseptörler, vücutta çok farklılık gösterirler, fakat hepsinin ortak özelliği çevresel enerjiyi bir duysal sinir boyunca iletilebilen aksiyon potansiyeline dönüştürmeleridir. Örneğin, retinadaki reseptörler ışığı, deride bulunanlar sıcaklığı, soğuğu, basıncı ve diğer kutanöz uyarıları aksiyon potansiyeline çevirirler; kas iğciği reseptörleri gerimi aksiyon potansiyeline dönüştürürler. Aksiyon potansiyelleri, duysal sinir boyunca, dönüştürülen enerjinin yoğunluğuna orantılı bir sıklıkta üretilirler. Reseptörün uyarılma şiddeti ile aksiyon potansiyelinin sıklığı arasındaki orantıya sıklık kodlaması denir.
Reflex arkındaki ikinci anatomik yapı duysal sinirdir. Bu sinirler reseptörlerden aldıkları impulsları MSS’ne götürürler. Dorsal kök ile medulla spinalise girerler.
Reflex arkının üçüncü komponenti MSS’deki sinapslardır. Gerçekten, çoğu reflex arklarında birden fazla sinaps vardır. Bununlar birlikte az sayıda reflex arkı, kas iğciğinden gelenler, monosinaptiktir.
Reflex arkının dördüncü komponenti motor (efferent) sinirdir. Motor sinir, aksiyon potansiyellerini MSS’den hedef (effektör) organa iletir. Motor sinirler, medulla spinalisi ventrol kök içinde terk ederler.
Reflex arkının beşinci kısmı hedef organdır. Hedef organ motor sinirin getirmiş olduğu aksiyon potansiyellerine bağlı olarak reaksiyon veren organdır. Effektör organ genellikle bir iskelet kası, düz kas ya da salgı bezi olur.
Başlıca reseptörler
Bu gün için reseptörlerin sınıflandırması duyarlı oldukları enerji formuna göre yapılmaktadır. Buna göre:
Mekano reseptörler
a) Deri ve deri altındaki temas ve basınç reseptörleri
b) İç kulak ve eklemler etrafında reseptörler
c) İç kulağın cochlea bölümünde ses dalgalarına duyarlı işitme reseptörleri
d) Kas ve tendonlardaki gerilme reseptörleri
e) İç kulakta vücut dengesinin sağlanmasıyla ilgili olanlar.
f) Kan basıncındaki değişiklikleri algılayan baroreseptörler
g) Kalpteki ve akciğerlerdeki gerilme reseptörleri
Termoreseptöler: bedendeki ısı değişikliklerini algılayan alıcılardır. Sıcaklık duyusunu Ruffini, soğukluk duyusunu Krause cisimcikleri algılarlar.
Fotoreseptörler: Işık enerjisine duyarlı olan alıcılardır. Retina üzerinde bulunan koni ve baziller dalga boyu farklı olan ışık enerjisini algılarlar.
Kemoreseptörler: Kimyasal enerjideki değişiklikleri algılarlar. Burunda bulunan koku alıcıları, dilde bulunan lezzet alıcıları ile kandaki O2, CO2 ve pH değişimlerine duyarlı olan alıcılar.
Reseptörlerde adaptasyon
Başlangıçta belli şiddette uyaranın depolarizasyona neden olduğu halde bir süre geçtikten sonra aynı uyaranın reseptörde uyarıma neden olmaması durumuna adaptasyon denir. İnsanlardaki protez dişlerin bir süre sonra rahatsız edici özelliğinin ortadan kalkması ve vücudun bir parçası olarak algılanması gibi.
İSKELET KASI GERİLME RESEPTÖLERİ
Hareket, hayvanlar için karakteristiktir ve hayvanları bitkilerden ayıran en önemli özelliklerdendir. Bir hayvanda hareket yerçekimine karşı ve maksatlı olmalıdır. İskelet kaslarının kontraksiyonu sonucu olan bu hareket merkezi sinir sistemi tarafından başlatılır ve kontrol edilir.
Memeli iskelet kas sisteminde iki önemli reseptör sistemi bulunmaktadır. Bunlar: kas iğcikleri ve golgi tendon organıdır. Bunların başlıca görevi, kasın o andaki durumu, gerimi, uzunluğu ve değişim hızı konusunda MSS’ni uyarmaktır. Kas iğcikleri kasılan iskelet kası liflerine paralel olarak uzanırlar ve kasın uzunluğu hakkında bilgiyi sağlarılar. Golgi tendon organı, kas tendonu içinde kas liflerinin tendona yapıştığı yerin hemen arkasında kapsüllü duysal reseptörlerdir ve kasın gerimi hakkında bilgi sunarlar.
Kas iğciği, çok sayıda ince ve özelleşmiş kas lifi tarafından kapsüllenmiştir. Çünkü, onların kapsülleri iğcik şeklindedir. Bunlar intrafüzal kas lifleri olarak bilinir ve reseptör kas iğciği olarak adlandırılır. Her intrafüzal lif, çok küçük bir iskelet kası lifidir. Bu liflerin orta bölgesi (iki uç arasındaki bölge) aktin ve miyozin flamentlerinden yoksundur. Bu nedenle uçlar kasıldığı zaman bu bölüm kontraksiyona uğramaz, sadece duysal reseptör görevi yapar. İğciğin uç kısımları küçük gamma motor nöron lifleriyle uyarılır. Bunlara gamma efferent lifler denir.
Kasta fiziksel kısalmaya neden olan kas liflerine (bir kas kitlesindeki liflerine çoğunluğunu oluştururlar) extrafüzal kas lifleri denir. Extrafuzal kas lifleri, orijin aldığı ve giriş yaptığı tendonlara kadar kasın uzunluğu boyunca uzanırlar. İntrafuzal lifler ve onların kapsülleri daha kısadır
İntrafuzal kas lifleri, uç kısımlarında kontraktil protinleri taşırlar ve orta kısımlarında taşımazlar. Bu yüzden her iki uç kısımları kasılabilirken, fakat orta kısımları kasılabilir özellikte değildir. Duysal nöron iğciğin ortasından çıkar ve impulslarını MSS’ne periferal (afferent) sinir lifleri ile iletir. İntrafuzal kas liflerinin uç kısımları (kasılabilen kısımları) gamma motor nöronlarla innerve edilir. Extrafüzal kas lifleri ise alfa motor nöronlarla innerve edilirler.
Alfa motor nöronlar (Aα): bunların hücre göndeleri ventral boynuz içindedir ve sinir lifleri extrafüzal kas liflerine gider. Çapları 14 mikron A alfa tipi sinir lifleridirler. Bir kas lifinin uyardığı kas lifi sayısı üçten yüzlere varabilir. Bir lifin uyardığı kas liflerinin tümüne birden motor ünite denir.
Gamma motor nöronlar (Aγ): alfa motor nöronların yarısı kadar ve onlardan daha küçük olan bu lifler, intrafüzal kas liflerini innerve ederler. Ortalama çapları 5 mikrondur. A gamma lifler olarak adlandırılır.
Kas iğcikleri kasın uzunluğu hakkındaki bilgiyi MSS’ye iletirler. Aksiyon potansiyeli, intrafuzal kas lifinin orta bölgesinin uzamasıyla iğcik sinir lifi boyunca üretilir. Bu intrafüzal kas lifinin orta segmenti uzayınca, uzamaya-duyarlı iyon kanaları açılır, membranın depolarize olmasına yol açarlar ve aksiyon potansiyeli üretilir. Bununla birlikte, bu orta segment iki yolla uzar. İlki, ekstrafüzal liflere paralel uzanan iğcik reseptörleri orijin ve giriş tendonlarına bağlandıkları için (Şekil 7-1) kasın uzamasına neden olan her hangi bir faktör iğciğin orta kısmının gerilmesine neden olur. İkinci yol, iğciğin orta kısmı, uç kısımlarının kasılması (uç kısımları kasılma özelliğine sahiptirler) ile orta kısım gerilir ve sonuçta reseptöler uyarılmış olur: gamma motor nöronların uyarılması ile bu kısımlar kasılır.
Aksiyon potansiyelleri, iğciğin orta kısmının uzama derecesine bağlı olarak belli bir sıklıkta iğcik duysal nöronu üzerinde üretilirler. MSS’ne taşınırlar, orada alfa motor nöronla monosinaptik bir bağlantı kurarak alfa motor nöronu uyarırlar. Alfa motor nöron aynı kas liflerine gelir. Neticede extrafüzal motor üniteler uyarılır, kas kasılır ve intrafüzal kasın orta kısmının kısalmasıyla sonuçlanır. Bu iğcik reseptöründen aksiyon potansiyelinin oluşumu engeller.
Bu reflex her hangi bir insan ya da hayvanda patella tendonuna küt bir objeyle vurularak ortaya çıkarılabilir. Bu böge quadriseps kasının giriş tendonudur. Patellanın üzerinden geçen bu tendona vurmakla tüm quadriseps kası uzunlamasına gerilir, böylece kas iğciği de gerilmiş olur. İğciğin uzamasıyla üretilen aksiyon potansiyeli dorsal kolon içinde medulla spinalise gider, burada quadriseps kasına giden alfa motor nöron üzerinde eksitatör postsinaptik potansiyelin oluşumuna yol açar. Bu quadriseps kasının kasılmasına neden olur ve diz ekleminde bir ekstensiyon gerçekleşir. Bu kas gerilme reflexine bir örnektir. Bu durum quadriseps kasına uygulandığında diz fırlatma reflexi olarak adlandırılır ve bu mekanizma tüm kaslar için geçerlidir. Ancak bu istisnai bir konum arzeder, zira quadriseps kasının tendonu diz kapağı üzerinden geçerek diz altındaki kemik ile giriş yaparak bağlantı kurmuştur. Neticede bu kas gerildiğinde dizin altındaki bacak kısmı ileriye doğru fırlatılmaktadır.
MSS gamma motor nöronlarıyla direkt olarak iğcik duyarlılığını etkileyebilir.
Extrafüzal kas liflerinin kasılması büyük alfa motor nöronlar tarafından kontrol edilir; intrafüzal kas lifleri gamma motor nöronlar tarafından kontrol edilirler. Gamma motor nöronlar intrafüzal kas liflerini uç kısımlarında innerve ederler ve bu bölgeler kontraktil proteinler taşırlar. Gamma motor nöronlardaki aksiyon potansiyelleri intrafüzal kas liflerinin uç kısımlarının kısalmasına neden olurlar, ancak orta kısmın kısalmasına neden olamazlar zira burada kontraktil proteinler yoktur. Bunun yerine orta kısım gerilir.
İntrafüzal liflerde gamma innervasyonun önemi çok tartışmalıdır, bu reseptör innervasyonunun bu şekilde olması orada muhtemel çok önemli fonksiyonları gerçekleştirdiği muhtemeldir. Extrafüzal kas lifleri kasılırken tüm kas kitlesi kısalır, gamma motor nöronlarların uyarması ile intrafüzal kas liflerinin eşzamanlı olarak kasılması, iğcik reseptörünün, tüm kas kitlesinin aniden uzamasına karşı duyarlı kalmasını sağlayacaktır. MSS, gamma komplexi olarak bilinen gama loop vasıtasıyla oluşturulan reflex yoluyla extrafuzal kasların kasılmasını başlatabilir. Gamma loop şunlardan oluşur: sırasıyla, intrafüzal kas lifleri, merkezi reseptör kısmı, monosinaptik eksitatör sinapsıyla birlikte duysal nöron, kasa gelen alfa motor nöron, ve ekstrafüzal kas lifleri.
GOLGİ TENDON ORGANI, KASLA-RIN TENDONLARINDA LOKALİZE OLAN BİR GERİLME RESEPTÖ-RÜDÜR VE TENDONLARDAKİ GERİME DUYARLIDIR.
Kas tendonları içinde kas liflerinin tendona yapıştığı yerin hemen arkasında kapsüllü, duysal reseptörlerdir. Her tendon organı, aksiyon potansiyellerini MSS’ye taşıyan bir duyal (afferent ) nörona sahiptir. Genellikle, ortalama 10-15 kadar kas lifi her golgi tendon organına seri halinde bağlanmıştır ve organ küçük kas demetinin yaptığı gerilme ile uyarılır. Golgi tendon organında motor innervasyon yoktur.
Bahsedildiği üzere gogi tendon organı extrafüzal kas lifleri ile aynı seride bulunur. Bu yüzden kas lifleri kasıldığında tendon organı gerilir ve aksiyon potansiyeli üretilir ve MSS’ye sinir lifi boyunca iletilir. Üretilen aksiyon potansiyellerinin frekansı kasın kasılması ve tendonda oluşan gerime bağlıdır. Aksine kas iğciği extrasellüler kas liflerine paralel olarak yerleşirler, onlar kasıldıklarında iğcik ürettiği aksiyon potansiyeli frekansını azaltır.
Aksiyon potansiyeli duysal nöron boyunca MSS’ye ulaştığında, daha önceden bahsedildiği üzere, alfa motor nöronda EPSP stimulasyona neden olurlar ve motor nöron uyarıyı geriye kasa getirir. Aksiyon potansiyeli golgi tendon organından gelen duysal nöronla geldiğinde bunun tersine bir durum gerçekleşir: bunlar alfa motor nöron üzerinde İPSP potansiyele neden olur ve extrafüzal kas liflerinin kasılmasında azalmaya yol açar.
Kaslarda kasılma tipleri
İzometrik kasılma: Bir kas her iki ucundan tespit edilir ve dışardan uyarım verilirse, uçlar sabit olduğu için boyunda değişiklik yapamaz. Kasın gerimi değişir. İzometrik kasılmada kasın mekanik bir iş yapmadığı, kasta oluşan gerim ile yer çekimine karşı bedenin durumunun korunduğu ve dengenin sağlandığı görülür.
İzotonik Kasılma: Kas kasılırken boyunun değiştiği ancak, geriminin değişmediği kasılma tipidir. Kasın boyu kısaldığı için mekanik bir iş yapmış olur. Ayaklar ve bacakların hareketi izotonik kasılmalarla, ayağın yere değmesi izometrik kasılmalarla sağlanır. Eldeki bir ağırlığın biseps kasının kasılmasıyla yukarı doğru kaldırılması bir işin varlığını gösterir ve izotonik bir kasılmayı ifade eder.
Tetanik kasılma: Sinirsel yolla kas dokusuna bir uyaran geldiğinde bu uyarana kasılma ile yanıt veren kas, hemen sonra gevşer. Fakat uyaranlar sık aralılarla geldiğinde, kas gevşeme fırsatı bulamaz ve tetanus denilen sürekli bir kasılma durumu ortaya çıkar.
Kramp:Kaslarda, şiddetli bir ağrı ile beraber istek dışı meydana gelen kasılmalara kramp denir. Çoğunlukla yorgunluk, fazla terleme ve ishalden sonra görülür.
MOTOR NÖRONLARIN AŞAĞI (ALFA MOTOR NÖRONLAR) VE YUKARI (MERKEZİ SİNİR SİSTEMİ NÖRONLARI) KAVRAMLARI VE ONLARIN FONKSİYON BOZUKLUKLARI
Nörolojik hastalığı olan hayvanların çoğu pozisyon ve hareketlerinde anormalite göterirler. Bu anormaliteleri, zayıflık, paraliz, spastisite, rijidite (kas katı kesilme) ve konvulsiyonlardır (çırpınma). Tanısal işlemin amacı, lezyonun lokalize olduğu yeri ve lezyonun ne olduğunu saptamaktır. Nörolojide temel tanısal mantık, hastadaki lezyonun alfa motor nöronlarda yoksa MSS nöronlarında olduğunun saptanmasıdır.
Aşağı motor nöronlar klasik olarak alfa motor nöronlar olarak tanımlanırlar.
Perifer sinir sistemi nöronlarını Afferent (duysal) ve efferent (motor) nöronlar olarak ayırmak gerekir. Nöronlar normalde uyarıldıkları noktadan her iki yönde de uyarıyı iletirler. Ancak, sinapsların özelliğinden dolayı duysal nöronlar ancak çevreden merkeze doğru, motor nöronlar ise merkezden çevreye doğru uyarıyı iletirler. İlk olarak Bell-Magendie adlı araştırmacılar bunu keşfettiklerinden buna adı geçen araştırmacıların yasası adı verilmektedir.
Alfa motor nöron, klasik olarak hücre gövdesi ve dentritleri merkezi sinir sisteminde lokalizedir ve aksonu merkezi sinir sisteminden çıkar ve uzanarak kasların extrafüzal lifleri ile sinaps kurar. Bu tanımlama kas iğciklerini innerve eden sinir lifleri olan gamma motor nöronların keşfinden önce idi. Dolayısıyla gamma motor nöronlar da kas iğcikleri ile sinaps kurarlar ve merkez kaynaklıdırlar dolayısıyla aşağı motor nöronları yalnızca alfa motor nöronlarla sınırlamak yanlış olur. Alfa ve gamma motor nöronları sınıflandırmada periferal sinir sistemi olarak adlandırmak daha mantıklıdır. Bu yüzden sinir sistemini, merkezi sinir sistemi ve periferal sinir sistemi olarak ayırmak en mantıklı yoldur. Merkezi sinir sistemi, medulla spinalis ve üst beyin kısımlarından oluşur.
Sinir dokusunda dejenerasyon ve rejenerasyon
Memeli hayvanlarda sinir hücrelerinin sayısının sabit olduğu ifade edilir. Doğum sonrası sinir hücresi herhangi bir nedenle haraplanırsa bunun yerine yenisi konmaz. Ancak elverişli koşullar sağlanırsa perifer sinir telleri tam olarak kısa sürede yerine konabili
Linkback: http://www.gencveteriner.com/index.php?PHPSESSID=c1f817406531a9fbe026874fc0ca2aec&topic=2390.0