Sinir Dokusu ve Sinir Sistemi

Sinir Dokusu ve Sinir Sistemi

İnsan sinir sistemi insan vücudunun en karmaşık yapısıdır ve 100 milyondan fazla sinir hücresinin (nöron) oluşturdu­ğu bir iletişim ağından kuruludur. Her nöron diğer nöronlar­la ortalama olarak en az bin bağlantıya sahiptir, bu yapı ile­tişim için çok karmaşık bir sistem oluşturur.

Nöronlar devreler şeklinde gruplar oluşturur. Elektrik devrelerinde olduğu gibi, nöron devreler de farklı boyutlar­da ve karmaşıklıkta sistemler oluşturan yüksek düzeyde öz­gül birimlerin birleşiminden oluşur. Nöron devresi tek ola­bilmesine karşın, çoğu durumda bir işlev yürütmek üzere et­kileşen iki ya da daha fazla devrenin bileşimi şeklinde kar­şımıza çıkar. Sinirsel bir İşlev, belli bir sonuç oluşturmaya yönelik eşgüdümlü İşlemler grubudur. Bir dizi elementer devre daha iisL düzenlenme gösteren sistemleri ve bunlar daha da üst düzenlenişe sahip sistemleri oluşturmak üzere bir araya gelebilir.

Sinir dokusu, bütünleşik bir iletişim ağı halinde vücuda dağılmıştır. Anatomik olarak sinir sistemi, beyin ve omurilik­ten oluşan merkezi sinir sistemi ile sinir lifleri ve küçük sinir hücre kümeleri olan sinir gangliyonlarmdan oluşan çevresel sinir sistemine ayrılır (Şekil 9-1 )•

Yapısal olarak sinir dokusu 2 hücre tipi içerir: Uzun sinir lifleri içeren sinir hücreleri ya da nöronlar ile nöronları koruyan ve destekleyen, nöron etkinliğine katılan, nöron beslenmesi ve merkezi sinir sisteminin savunmasını sağlayanglia hücreleri, ya da nöroglia (Yun. neuron, sinir. + glia, tutkal).Sinir dokusu ile ilgili çalışmalar nöronları ve glia hücrele­rini saptamaya yönelik belirteçlerin ve nöron devrelerinin da­ha doğru olarak çalışılmasını olanaklı kılan geriye doğru akan moleküllerin kullanımı ile son yıllarda hızla ilerlemiştir.

Nöronlar çevresel değişikliklere (uyanlara), zarlarının iç ve dış yüzeyleri arasında bulunan elektriksel potansiyel fark­larını değiştirerek tepki gösterirler. Bu özelliğe sahip olan hücreler (nöronlar, kas hücreleri, bazı bez hücreleri gibi), uyanlabilir ya da irkilebilir olarak adlandırılırlar. Nöron­lar ya uyarının alındığı noktayla sınırlı kalan ya da zarlar ara­cılığıyla nöronların her tarafına yayılabilen elektriksel potan­siyelin değiştirilmesi ile uyarılara anında yanıt verebilir. Ak­siyon potansiyeli ya da sinir uyartısı denilen bu yayılma, bilgiyi diğer nöronlara, kaslara ve bezlere aktarır.

 Sinir sistemi bilgiyi yaratıp, analiz edip, tanımlayıp, bir­leştirerek İki ana işlevi yerine getirir: İçerlikli koşulların (söz­gelimi kan basıncı, 0₂ ve C0₂ içeriği, pH, kan glikoz düzey­leri ve hormon düzeyleri) durağan kılınması ve davranış ka­lıplarının (sözgelimi beslenme, üreme, savunma, başka can­lılarla etkileşimi) oluşturulması.

SİNİR DOKUSUNUN GELİŞMESİ

Sinir dokuları, altındaki notokord tarafından büyüme ve farklılaşmaya yönelik olarak harekete geçirilen embriyonal ektodermden gelişir. Önce nöral plak şekillenir; daha sonra plağın kenarları kalınlaşır nöral oluk oluşur. Yarığın kenarları birbirine doğru büyür ve sonuçta birleşerek nöral tüpü ya­par. Bu yapı, nöronları, glia hücrelerini, ependim hücreleri­ni ve koroid pleksusun epitel hücrelerini kapsayan tüm mer­kezi sinir sistemini oluşturur.

Nöral oluğun yan kısımlarındaki nöral kristayı yapan bir grup hücre toplu şekilde göç ederek bir takım diğer ya­pıların yanında çevresel sinir sisteminin büyük bir bölümünü oluşturur. Nöral kristadan köken alan yapılar şunlardır; 1. Böbrek üstü bezi mediillasının kromafin hücreleri (bkz Bö­lüm 21), 2. Deri ve derialtı dokularındaki melanositler (bkz BölümlS), 3- Odontoblastlar (bkz Bölüm 15), 4. Piamater ve araknoid hücreleri, 5. Kafa ve omurilik duyu gangliyonlannın duyu nöronları, 6. Sempatik ve parasempatik gangliyonların gangliyon sonrası nöronları, 7. Çevresel aksonların Schwann hücreleri, 8. Çevresel gangliyonların uydu hücreleri.

NÖRONLAR

Sinir hücreleri ya da nöronlar, karmaşık yapısal özellik gösteren bağımsız anatomik ve işlevsel bi­rimlerdir. Uyarıları almak, iletmek ve ilerletmek, belli hücresel etkileri başlatmak, nörotransmiterleri ve diğer bilgisel molekülleri salgılamaktan sorumludur.

Nöronların çoğu 3 bölümden oluşur: (Şekil 9-2) Dend- ritler, uyarıyı çevreden, duyu epitel hücrelerinden diğer nö­ronlardan almak üzere özelleşmiş çok sayıda uzantılardır. Hücre gövdesi ya da perikaryon (Yun. pen, çevre + kar- yon çekirdek), tüm hücrenin beslenmeyle ilgili merkezidir ve uyarıyı alır. Akson ise (Yunanca anlamı eksen) tek bir uzantıdır, sinir uyartısını diğer hücrelere (sinir hücresi, kas ve bez hücreleri) yaymak ve iletmek üzere özelleşmiştir. Ak­sonlar, başka nöronlardan da bilgi alabilir ve bu bilgi esas olarak aksiyon potansiyellerinin başka nöronlara aktarımını değiştirir. Aksonun gövdeden uzak bölümü çoğunlukla dal- lanmıştır ve uç dallanmayı meydana getirir. Bu uç dallan­ma kısımlarındaki her bir dal, bir sonraki hücre üzerinde son düğme adı verilen genişlemeler şeklinde biter ve başka nö­ronlarla ya da nöron olmayan hücrelerle etkileşen sinapsı oluşturur. Sinapslar, bilgiyi zincirdeki son hücreye aktarır.

Nöronlar ve uzantıları, boyut ve şekil olarak son derece değişkendir (Şekil 9-3). Perikaryonlar küre şeklinde, oval ya da köşeli olabilir, bazılarının çapı, çıplak gözle görülebilecek bir büyüklük olan 150 nm'ye ulaşabilir. Diğerleri küçük hüc­relerdir; örneğin beyincikteki granül hücrelerinin perikar- yonlarının çapı yalnızca 4—5 nm'dir.

Uzantılarının şekil ve büyüklüğüne göre nöronların ço­ğu aşağıdaki kategorilere ayrılır; (Şekil 9-3 ve 9-4) Çok ku­tuplu nöronların ikiden fazla uzantısı vardır. Bunlardan bi­ri akson, diğeri dendritlerdir. Çift kutuplu nöronlarda bir dendrit ve bir akson bulunur. Yalancı tek kutuplu nöron­lar tek bir uzantıya sahiptir. Uzantı perikaryondan çıktıktan kısa bir süre sonra (T) şeklini alır, bir dal çevresel uca uza­nır, diğeri merkezi sinir sistemine gider (Şekil 9—0. Yalancı çok kutuplu hücrelerde dendritler tarafından alınan uyarı, perikaryona uğramadan doğrudan aksona iletilir.

Olgunlaşma süreci sırasında yalancı çok kutuplu nöron­lardaki merkezi (akson) ve çevresel (dendrit) lifler kaynaşa­rak tek bir lif haline gelirler. Bu nöronlarda çevresel liflere göç eden nörotransmiterler dahil olmak üzere pek çok mo­lekül sentezlenmesine karşın hücre gövdesinin uyartı ileti­sinde görev almadığı düşünülmektedir.

Vücuttaki nöronların büyük kısmı çok kutupludur. Çift kutuplu nöronlar, retina ve koku mukozasında, ayrıca kok- lea ve vestibiil gangiiyonlarmda da bulunur. Yalancı çok ku­tuplu nöronlar omurilik sinirlerinin arka köklerinde yerleş­miş duyu gangliyonları olan omurilik gangliyonlarda ve ka­fa gangiiyonlarmda bulunur.

Nöronlar, işlevsel rollerine göre de sınıflandırılır. Motor (götürücü) nöronlar; kas lifi, eksokrin ve endokrin bezler gibi organları kontrol eder. Duysal (getirici) nöronlar; çevreden ve vücuttan gelen duysal uyarıları alır. Ara nöron­lar; retinada olduğu gibi karmaşık işlevsel zincirler oluştura­rak diğer nöronlarla bağlantı kurar.

Memeli evrimi sırasında ara nöronların sayısı ve karma­şıklığı büyük ölçüde artmıştır. Sinir sisteminin ileri düzeyde gelişmiş işlevlerini basit nöron devrelerinin görmesi olası de­ğildir, tersine birçok nöronun iç içe geçmiş işlevinden olu­şan karmaşık etkileşimlere bağlıdır.

Merkezi sinir sisteminde, sinir hücre gövdeleri yalnızca gri maddede bulunur. Ak madde nöron uzantılarını içerir, ancak perikaryon içermez. Çevresel sinir sisteminde, peri- karyonlar gangliyonlarda ve bazı duyu bölgelerinde (örn., koku mukozasında) bulunur.

HÜCRE GÖVDESİ

Perikaryon olarak ta adlandırılan hücre gövdesi, nöronun çekirdek ve çevresindeki sitoplazmasını kapsayan bölümdür (Şekil 9-2). Algılama yetenekleri bulunmasına karşın esas olarak beslenmeyle ilgili bir merkezdir. Birçok nöronun perikaryonu diğer sinir hücreleri tarafından üretilen uyarıcı ve engelleyici uyartıları aktaran çok sayıda sinir ucu alır.

Birçok sinir hücresi yuvarlak, olağanüstü büyük, ökro- matik (açık renk boyanan) belirgin bir çekirdekçiğe sahip bir çekirdek taşır. İki çekirdekli sinir hücreleri sempatik ve duysal gangliyonlarda görülür. Kromatin ince taneciklidir, bu da hücrelerin yoğun sentez aktivitesini yansıtır.

Hücre gövdesi (Şekil 9-5), birbirine koşut sarnıç küme­leri şeklinde düzenlenmiş, oldukça gelişmiş kaba endoplaz- ma retikulumu içerir. Sitoplazmada sarnıçlar arasında bulu­nan çok sayıda poliribozom, bu hücrelerin hem yapısal, hem de taşıyıcı proteinleri sentezlediğini düşündürmekte­dir. Uygun boyalar kullanıldığında, kaba endoplazma reti­kulumu ve serbest ribozomlar ışık mikroskobu altında Nissl cisimcikleri denen bazofilik granüllü alanlar şeklinde görü­lür (Şekil 9-2 ve 9-6). Nissl cisimciklerinin sayısı nöron ti­pine ve işlev duruma göre değişir. Motor nöron gibi büyük sinir hücrelerinde sayıca fazladır (Şekil 9-6). Golgi komp-birbirine koşut çok sayıda düz sarnıç içerir (Şekil 9-5). Nöronlarda, özellikle de akson uçlarında çok sayıda mitokondri bulunur. Bunlar, tüm hücre gövdesinin sitoplaz- ması içine dağılmıştır.

Nörofilamanlar adı verilen 10 nm çapındaki ara fila- manlar perikaryonda ve hücre uzantılarında bol miktarda bulunur. Nörofilamanlar, belli tespit maddelerinin etkisi ile gruplar yaparlar ve gümüşle doyurulduğunda ışık mikrosko­bu ile görülebilen sinirlifçikleri oluşturur. Sinir hücreleri içinde ara sıra lizozomlarca sindirilmiş madde kalıntısı olan lipofuskin gibi pigment içeriği de görülür.

DENDRİTLER

Dendritler (Yun. clenclron, ağaç) genellikle kısadır ve bir ağacın dalları gibi çatallanır (Şekil 9-4). Dendritler çok sayı­da sinaps alır ve nöronlarda sinyalin alındığı ve işlendiği bölgelerdir. Birçok sinir hücresi, hücrenin almaç alanını artı­ran birkaç dendrite sahiptir. Dendritlerin dallanması nöro­nun diğer sinir hücrelerinden çok sayıda akson ucu alması­nı ve bütünleştirmesini olası kılar. 200.000 üzerindeki akson sonlanmasının, beyincikte bulunan Purkinje hücrelerinin dendritleri ile işlevsel bağlantı kurdukları tahmin edilmekte­dir (Şekil 9-3). Bu sayı başka sinir hücrelerinde daha yük­sek olabilir. Tek dendritli çift kutuplu nöronlar enderdir ve yalnızca özel yerlerde bulunur. Baştan uca kadar sabit bir çapı koruyan aksonlardan farklı olarak dendritler dallara ay­rıldıkça incelirler. Dendritin nöron gövdesine yakın olan ta­ban bölümündeki sitoplazmanın bileşimi perikaryondakine benzer; bununla birlikte dendritlerde Golgi kompleksi yok­tur. Nöronlara tutunan sinapsların çoğu, mantar biçimli (dendrit gövdesine ince bir boyunla bağlanan geniş bir baş), boyu 1-3 pm ve çapı 1 (.ım’den küçük yapılar olan dendrit dikenlerinde yer alır. Bu dikenler birbirleriyle ilintili işlevler sergiler ve çok fazla olabilir, insan beyin korteksinde İO¹'* kadar olabilecekleri hesaplanmaktadır. Dendrit dikenleri nö­rona ulaşan sinaps sinyallerinin işlendiği ilk bölgedir. İşleme aygıtı sinaps sonrası zarın sitozole bakan yüzeyine tutunmuş olan protein komplekslerinde yer almaktadır. Bunlar elekt­ron mikroskopta görülebilir ve işlevi ortaya çıkarılmadan çok önce sinaps sonrası zarı adını almıştır. Dendrit dikenle­ri uyum, öğrenme ve bellek işlevlerinin alt yapısını oluştu­ran şekil değişikliklerine katılır. Hücre iskeleti proteini olan aletine bağlı olarak sinapsların oluşması ve erişkinlerde işlev­sel uyum ile ilişkili morfolojik değişmeler sergileyebilen de­vingen yapılardır.

AKSONLAR

Nöronların çoğu tek bir aksona sahiptir; çok az bir kısmın­da hiç akson bulunmaz. Akson, nöronun tipine göre deği­şen uzunluk ve çapta silindirik bir yapıdır. Bazı nöronlarda kısa aksonlar bulunmasına karşın aksonlar çoğunlukla çok uzun yapılardır. Örneğin, ayak kaslarına uzanan omuriliğin motor hücrelerinin aksonlarının boyu 100 cm'ye ulaşır. Tüm aksonlar, çoğunlukla perikaryonda oluşan akson te­pesi denilen, kısa piramid şekilli bir bölgeden çıkar (Şekil 9-5). Aksonun plazma zarına aksolemma (Yun. akson + eilemcı, kılıf) denir. İçeriği ise aksoplazma olarak adlandı­rılır.

Miyelinli aksona sahip olan nöronlarda, akson tepesi ve miyelinleşmenin başladığı nokta arasındaki bölüme başlan­gıç parçası denir. Bu İsim, nörona gelen etkinleştirici ve en­gelleyici değişik uyarıların cebirsel toplamının gerçekleştiği, bir aksiyon potansiyeli ya da sinir uyartısı üretilip, üretilme- mesine karar verilen kısımdır. Bu ilk parçada birkaç tip iyon kanalı yer alır. Bu kanallar aksiyon potansiyelini oluşturan elektriksel potansiyel farkının üretilmesinde önemlidir. Dendritlerin tersine, aksonların çapı sabittir ve çok dallan­mazlar. Çoğu kez, akson sinir hücre gövdesinden ayrıldıktan hemen sonra sinir hücre gövdesinin bulunduğu alana dönen bir dal verir. Bu dallar, yan bağlantı dalları olarak adlandı­rılır (Şekil 9-2). Akson sitoplazması (aksoplazma) birkaç mi- tokondri, mikrotübül, nörofilaman ve granülsüz endoplazma retikulumu sarnıçlarını içerir. Poliribozomların ve graniillü endoplazma retikulumunun olmaması aksonun gereksinim­lerini karşılama konusunda perikaryona bağlı olduğunu gös­terir. Eğer akson kesilecek olursa kesiğin çevresel bölümü bozunur ve ölür.

Akson boyunca küçük ve büyük moleküller hızlı de iki yönlü olarak aktarılmaktadır.

Büyük moleküller ve organeller hücre gövdesinde sen- tezlenirler ve aralıksız bir biçimde akson boyunca ileriye akım ile aksondan uçlara aktarılırlar.

İleriye akım üç ayrı hızla gerçekleşmektedir. Yavaş akım (günde birkaç mm) proteinleri ve mikrofîlamanları aktarır. Orta hızlı bir akım mitokondrileri, yüksek hızlı akım (100 kez daha hızlı) ise sinirsel aktarım sırasında akson ucunda gereksimin duyulan veziküller içindeki maddeleri aktarır.

İleriye akım ile eş zamanlı olarak, endositozla alınan maddeleri (virüsler ve toksinler dahil) kapsamak üzere pek çok molekülü taşıyan karşıt yönde bir akım da bulunmakta­dır. Bu işlem nörolojide akson uçlarının bulunduğu bölgele­re peroksidaz ya da başka bir işaretleyici enjekte edilip bel­li zaman dilimlerindeki yayılımları izlenerek gerçekleştirilen, nöron yolaklarını belirleme çalışmalarında kullanılır.

Akson akımı ile ilintili motor proteinler arasında mikro- tübüllerde bulunan, ATPaz aktivitesi sergileyen bir protein olan dinein (geriye akımla ilintili); veziküllere bağlandığın­da aksondaki ileriye akımı uyaran mikrotübiilün aktive etti­ği bir ATPaz olan kinezin yer almaktadır.

ZAR POTANSİYELLERİ

Sinir hücrelerinin zarlarında iyonları sitoplazma içine ve dışı­na taşıyan pompa ve kanal işlevine sahip moleküller bulunur. Akson zarı ya da başka bir deyişle aksonu saran zar Na⁺ iyo­nunu aksoplazma dışına pompalayarak hücre içi sodyum de- rişimini hücre dışı derişimin onda biri düzeyinde tutar. Bunun aksine, hücre içi K⁺ derişimi, hücre dışındaki derişiminden kat kat fazladır. Bu yüzden, akson zarının içi ile dışı arasın­dan iç kısım -65 mV daha negatif olacak şekilde potansiyel farkı bulunmaktadır. Buna dinlenmedeki zar potansiyeli de­nir. Nöron uyarıldığında, iyon kanalları açılır ve hücre dışı sodyum (hücre dışındaki derişimi sitoplazmadaki derişimden çok daha yüksektir) aniden hücre içine girerek dinlenme po­tansiyelini -65 mV’den +30 mV’ye yükselecek şekilde değişti­rir. Hücre içi ortam, dış çevreye göre pozitif olarak aksiyon

potansiyeli ya da sinir uyartısının başlamasını tayin eder. Bu­nunla birlikte, +30 mV’lik potansiyel sodyum kanallarını ka­patır ve akson zarı yeniden bu iyona karşı geçirgenliğini yiti­rir. Aksonlarda birkaç milisaniye içinde potasyum kanalları­nın açılması iyonlarla ilgili bu durumda değişiklik oluşturur. Hücre içi potasyum derişiminin yükselmesi sonucu potasyum iyonu difüzyonla aksonu terk eder ve zar potansiyeli -65 mV’ye döner. Bu olayların süresi çok kısadır (yaklaşık 5 ms) ve çok sınırlı bir zar bölgesinde gerçekleşir. Bununla birlikte, aksiyon potansiyeli zarda ilerler; yani elektriksel düzensizlik komşu sodyum kanallarını ve ardından da potasyum kanalla­rını açar. Bu yolla aksiyon potansiyeli akson boyunca yüksek bir hızla ilerler. Aksiyon potansiyeli sinir ucuna ulaştığında, ya başka bir nöronu ya da kas veya salgı bezi hücresi gibi nö­ron olmayan hücreyi uyaran ya da engelleyen, depolanmış durumdaki nörotransmiterin boşaltılmasına yol açar.

SİNAPS İLETİŞİMİ

Sinaps (Yun. syrıcıpsis, birlik) sinir uyartılardan- nın tek yönlü aktarımdan sorumludur. Sinapslar nöronların kendi aralarındaki ya da nöronlarla diğer efektör hücreler (kas ve bez hücreleri) arasındaki te­mas bölgeleridir. Sinapsın işlevi sinaps öncesi hücreden gelen elektrik işaretini (uyartı) sinaps sonrası hücrede etkili olacak olan kimyasal işarete çevirmektir. Sinapslann büyük bölümü işaretleşme işlemi sırasında akson uçlarında nörotransmiterler salgılayarak uyartıyı iletirler. Nörotransmiterler bir almaç pro­teiniyle birleştiğinde iyon kanallarını açan ya da kapayan ve­ya ikinci ulak tepkimelerini başlatan kimyasal maddelerdir. Nöromodiilatörler sinapslar üzerine doğrudan etki gösterme­yen, ancak sinaps uyarısına ya da engellenmesine karşı nöron duyarlılığını değiştiren kimyasal ulaklardır. Nöromodiilatörler- lerden bazıları sinir dokusunda üretilen nöropeptidler ya da steroidlerdir, diğerleri ise dolaşımdaki steroidlerdir. Sinaps ya­pısı, işareti alan bir akson ucundan (sinaps öncesi ucu); yeni bir impulsun üretildiği bir başka hücrenin yüzeyindeki bir böl­geden (sinaps sonrası ucu); ve sinaps yarığı deneıı ince bir hücreler arası boşluktan ibarettir (Şekil 9-7). Akson, hücre ve gövdesiyle sinaps yaptığında aksosomatik sinaps; dendritle sinaps yaptığında aksodendritik sinaps; ya da bir aksonla si­naps yaptığında aksoaksonik sinaps adını alır (Şekil 9-8).

Sinapslann büyük bir bölümü kimyasal sinapslar olma­sına ve kimyasal ulaklar kullanmalarına karşın az sayıda si­naps, uyarıyı sinaps öncesi ve sinaps sonrası zarlar arasında yer alan aralık bağlantıları aracılığıyla aktarır, yani nöron işa­retlerini doğrudan iletir. Bunlara elektriksel sinapslar denir.

Sinaps öncesi ucu her zaman için nörotransmiterleri ta­şıyan sinaps kesecikleri ve çok sayıda mitokondri içerir (Şe­kil 9-7 ve 9-9).

Nörotransmiterler genelde hücre gövdesinde sentezlenir; daha sonra sinapsın sinaps öncesi bölümünde kesecikler için­de depolanırlar. Sinir impulsunun iletilmesi sırasında, eksositoz yoluyla sinaps yarığına boşaltılır. Sinaps veziküllerinin eksosi- tozu sonucu sinaps öncesi bölgede toplanan fazla zar endosi- tozla yeniden kazanılır. Yeniden kazanılan zar, sinaps öncesi bölmedeki düz endoplazma retikulumu ile birleşir ve yeni sinaps keseciklerinin yapılmasında kullanılır (Şekil 9-7). Bazı nörotransmiterler akson üzerinden taşınarak getirilen enzimler ve öncüller kullanılarak sinaps öncesi bölmede sentezlenir.

Tanımlanan ilk nörotransmiterler asetilkolin ve norepi- nefrindir. Norepinefin salıveren bir akson ucuna ait elektron mikroskop fotoğrafı Şekil 9-10'da gösterilmektedir. Nörot- ransmiterlerin büyük bölümü aminler, aminoasitler ya da küçük peptidlerdir (nöropeptidler). Nitrik oksid gibi inorga­nik maddelerin de nörotransmiter olarak davrandığı gösteril­miştir. Nörotransmiter olarak davranan çok sayıda peplid vücudun başka yerlerinde de kullanılır, buna örnek olarak sindirim kanalındaki hormonlar verilebilir. Nöropeptidler, ağrı, haz, açlık, susuzluk ve cinsellik gibi duyguların ve gü­dülerin düzenlenmesinde önemlidir (Şekil 9 -11).

Kimyasal Sinaps Aktarımındaki Olayların Sırası

Bu olaylar Şekil 9-7'de gösterilmektedir. Hücre zarı boyunca hızlı bir biçimde (milisaniyeler içinde) yayılan sinir uyartıla­rı, hücre zarı boyunca giderek artırılan, patlama şeklindeki elektriksel aktiviteyi (depolarizasyonu) başlatır. Bu uyartı si­naps öncesi bölgedeki kalsiyum kanallarını kısa bir süre için açar, bu da sinaps vezikülerinin eksositozunu tetikleyen kal­siyum girişini başlatır. Eksositoz bölgelerinde salgılanan nö- rotraıısmiterler sinaps sonrası zarında bulunan almaçlarla re­aksiyona girerek geçici bir elektriksel aktivite (depolarizas- yon) başlatırlar. Sinaps sonrası hücre zarında uyartı başlatan aktiviteleri nedeniyle bu sinapslara uyarıcı sinapslar adı verilir. Bazı sinapslarda, nörotransmiter-almaç etkileşimi si­nir uyartısı geçişi olmaksızın zıt yönde bir etki göstererek hi- perpolarizasyon başlatır. Bunlara engelleyici sinapslar adı verilir. Yani sinapslar uyartı aktarımını harekete geçirebilir ya da engelleyebilir ve bu şekilde sinir etkinliğini düzenleyebi­lirler (Şekil 9-12).

Nörotransmiterler kullanıldıktan sonra enzimatik parçalan­ma, difüzyon ya da sinaps öncesi zar üzerindeki özgün al­maçlar tarafından düzenlenen endositoz yoluyla çabucak or­tamdan uzaklaştırılırlar. Bu olay işlev açısından önemlidir, çünkü bu şekilde sinaps sonrası nöronun istenmeyen biçim­de uyarılması önlenmiş olur.

GLİA HÜCRELERİ VE NÖRON ETKİNLİĞİ

Sinir dokusunun hücreler arası maddesi çok azdır, glia hücreleri (Tablo 9-1) nöron etkinliği için gereken uygun mikro çevreyi sağlar.

Oligodendrosîtler

Oligodendrositler (Yun. oligos, küçük + clenclron + kytos) merkezi sinir sistemindeki nöronların elektriksel yalıtımını sağlayan miyelin kılıfı yaparlar (Şekil 9-13 ve 9-Tl). Bu hüc­relerin, aksonların etrafına sarılan uzantıları bulunmaktadır ve bu uzantılar Şekil 9-15'te gösterildiği gibi miyelin kılıfı oluşturur.

Schwann Hücreleri

Bu hücreler oligodendrositlerle aynı işleve sahiptir, ancak çevresel sinir sistemindeki aksonların etrafında yer alırlar. Bir Schwann hücresi bir aksonun çevresinde miyelin oluştu­rur, oysa oligodendrositlerin birden fazla nöron ve bunların uzantıları etrafında kılıf oluşturacak şekilde dallar verme ye­teneği bulunmaktadır. Şekil 9-27’de Schwann hücre zarının, aksonun etrafını nasıl sardığı gösterilmektedir.

Astrositler

Astrositler (Yun. astron, yıldız + kytos) çok sayıdaki uzantı­ları nedeni ile yıldız şeklinde izlenen hücrelerdir. Bu hücre­lerin, yapılarını güçlendiren glial fibriler asit proteininden yapılmış ara filamanları bulunur. Astrositler nöronları kılcal kan damarlarına ve pia matere (merkezi sinir sistemini örten ince bir bağ dokusu; aşağıya bakınız) bağlar. Az sayıda, uzun uzantılara sahip astrositlere fîbröz astrositler denir ve bunlar ak madde içinde yer alır; çok sayıda kısa dallar ve­ren uzantılara sahip olan protoplazmik astrositler gri madde içinde yer almaktadır (Şekil 9-13, 9-Ti ve 9-16). Ast- rositler, glia hücreleri İçinde sayısı en fazla olanıdır; morfo­lojik ve işlevsel açıdan kendine özgü farklılıklar sergiler.

Astrositler, destekleme işlevine ek olarak nöronların iyo­nik ve kimyasal ortamını kontrol eder. Bazı astrositlerde en- dotel hücresine tutunan geniş uçlu bir uzantı bulunur. Bu uç-ayaklar aracılığıyla astrositlerin molekülleri ve iyonları kandan nöronlara taşıdıklarına inanılmaktadır. Genişlemiş uzantılar merkezi sinir sisteminin dış yüzeyinde de bulunur,

burada kesintisiz bir tabaka oluşturur. Ayrıca merkezi sinir sistemi hasar gördüğünde astrositler çoğalarak hücresel ya­ra iyileşme dokusu oluştururlar.

Astrositler merkezi sinir sisteminin (MSS) pek çok işlevi­nin düzenlenmesinde de rol oynarlar. Astrositler in vitro adrenerjik almaçları, aminoasit almaçlarını (sözgelimi gama aminobütirik asit [GABA]) ve peptid almaçlarını (natrİCiretik peptid, anjiyotensin II, endotelinler, vazoaktif intestinal pep­tid ve tirotropin salgılatıcı hormon dahil) bulundururlar. Bu ve başka almaçların astrositler iize-rinde bulunması astrosi- te, pek çok uyartıya yanıt verme özelliği kazandırır.

prekürsörleri (enkefalinler) ve potansiyel olarak sinir besleyici somatostatin yer almaktadır. Öte yandan ast­rositlerin enerjisi fazla bileşikleri kandan alarak nöronlara aktardıklarına, hatta glikoz ve laktan metabolize ederek nö­ronlara verdiklerine ilişkin bazı bulgular mevcuttur.

Son olarak astrositler birbirleriyle aralık bağlantıları ara­cılığıyla doğrudan temas etmektedir ve bu şekilde bilgi uzak mesafeler arasında bir noktadan bir başka noktaya akabil- mektedir. Örneğin, astrositler aralık bağlantıları ve çeşitli si- tokinlerin salgılanması sayesinde hem normal, hem de anor­mal koşullarda miyelin yenilenmesini etkilemek üzere oligo- dendrositlerle etkileşebilmektedir.

Ependim Hücreleri

Bu hücreler, beyin ventriküllerini ve omurilik orta kanalını döşeyen alçak prizmatik epitel hücreleridir. Bazı yerlerde ependim hücreleri beyin omurilik sıvısının hareketini kolay­laştıracak olan titrek tüylere sahiptir.

Mikroglia

Mikroglia (Yun. ınicros, küçük, + glicı) kısa uzantılara sahip, uzun, küçük hücrelerdir. Rutin hematoksilen eozin (HE) pre- paratlarında, diğer glia hücrelerinin küre şeklindeki çekir­deklerinin aksine yoğun ve uzun şekilli çekirdekleriyle tanı­nabilirler. Mikroglia, sinir dokusunda tek çekirdekli fagositik sistem kapsamına giren fagositik hücrelerdir ve kemik iliğin­deki öncül hücrelerden köken alırlar. Erişkin MSS'de inila- masyon ve onarımda görev alırlar ve nötral proteazlar ve ok- sidatif radikaller üreterek bunları salgılarlar. Mikroglia hücre­leri etkinleştiklerinde, uzantılarını geri çeker makrofajların morfolojik görünümüne bürünerek, fagositik ve antijen su­nan hücreler olarak davranırlar (bkz. 14. Bölüm). Bağışıklığı düzenleyici bir dizi sitokin salgılarlar ve merkezi sinir sistemi lezyonlarının yol açtığı hücresel artıkları uzaklaştırırlar.

Astrositler nöronun canlılığı ve aktivitesini de etkileyebi­lir ve bunu sadece hücre dışı ortamdaki etkenleri düzenle­yerek değil, metabolik siibstratları ve sinir etkin molekülleri salgılayarak ta gerçekleştirir. Sinir etkin moleküller arasında anjiyotensinojen ailesindeki peptidler, vazoaktif endotelin­ler, opioid prekürsörleri (enkefalinler) ve potansiyel olarak sinir besleyici somatostatin yer almaktadır. Öte yandan ast­rositlerin enerjisi fazla bileşikleri kandan alarak nöronlara aktardıklarına, hatta glikoz ve laktan metabolize ederek nö­ronlara verdiklerine ilişkin bazı bulgular mevcuttur.

 MERKEZİ SINIR SİSTEMİ

MSS beyin, beyincik ve omurilikten ibarettir. Gerçek anlam­da bağ dokusu bulunmaz ve bu nedenle göreceli olarak yu­muşak ve pelte kıvamında bir organdır.Kesit alındığında beyin, beyincik ve omurilikte beyaz (ak madde) ve gri (gri madde) bölgeler görülür. Bu farklılığı, mi- yelinin MSS'deki dağılımının farklı olması yaratır. Ak madde­nin ana bileşeni miyelinii aksonlar ve miyelin yapan oligo- dendrositlerdir. Ak maddede nöron hücre gövdesi bulun­maz.

Gri maddede nöron hücre gövdeleri, dendritler ve ak­sonlarla, glia hücrelerinin başlangıç bölümündeki miyelinsiz kısımları bulunur. Burası sinapsların oluşturulduğu bölgedir. (Şekil 9-18, 9-19 ve 9-20). Gri madde beynin ve beyinciğin yüzeyinde belirgin olup, beyin ve beyincik korteksini oluş­tururken beyaz madde daha merkezi bölgelerde bulunur, Nöron hücre gövdelerinin oluşturduğu topluluklar beyaz maddeye gömülü olan ve çekirdekler olarak adlandırılan adalar oluşturur. Beyin korteksinde gri madde, farklı boy ve şekillerde hücrelerden oluşan altı tabaka oluşturur. Beyin kodeksindeki bazı bölgelerde bulunan nöronlar getirici (duysal) uyanlara yöneliktir; başka bölgelerde götürücü (motor) nöronlar istemli hareketleri kontrol eden motor uya­rıları oluşturur. Beyin korteksindeki hücreler duysal bölge-

nin bütünleştirilmesi ve istemli motor yanıtların başlatılması ile ilişkilidir.

Beyincik korteksinde üç tabaka bulunur. (Şekil 9-19 ve 9-20): Dışta molekiiler tabaka, ortada büyük Purkinje hücre­lerinden oluşan bir tabaka ve içte graniiler tabaka. Purkinje hücrelerinin hücre gövdesi belirgindir ve dendritleri yelpaze görüntüsü oluşturacak şekilde çok gelişmiştir. (Şekil 9-3). Bu dendritler büyük ölçüde molekiiler tabakayı doldurur ve bu tabakada çekirdeklerin seyrek olmasının nedeni de budur. Graniiler tabaka çok küçük nöronlardan oluşmuştur (vücut­taki en küçük hücreler), bunlar hücre yoğunluğu daha az olan moleküler tabakanın aksine daha derli toplu bir düzen­leniş gösterirler (Şekil 9-18).

Omuriliğin enine kesitlerinde ak madde çevrede, gri madde ise H harfini andıracak şekilde merkezde yer alır (Şe­kil 9-19). Bu H harfinin yatay çizgisinde bir açıklık vardır, bu­rası merkez kanalıdır, bu yapı embriyonal nöral tüp lümeni- nin kalıntısıdır. Bu kanalı ependim hücreleri döşer. II harfi­nin bacaklarında yer alan gri madde ön boynuzları oluşturur. Bunlar spinal sinirlerin ventral köklerini yapan aksonlara sa­hip olan motor nöronları içerir. Gri madde aynı zamanda ar­ka boynuzları da (H'nin kolları) oluşturur, burası spinal gang- liyonlardaki nöronlardan (dorsal kökler) duysal lifleri alır.

Omurilikteki, özellikle de büyük motor nöronların bu­lunduğu ön boynuzlardaki nöronlar büyük ve çok kutuplu­dur (Şekil 9-22 ve 9-23).

MENİNKSIER (BEYİN ZARLARI)

Merkezi sinir sistemini kafatası ve omurga ile korur. Aynı za­manda meninks denen bağ dokusu zarları ile sarılmış du­rumdadır (Şekil 9-24). En dış tabakadan başlamak üzere meninksler dura mater, araknoid ve pia mater şeklinde taba- kalaşır. Araknoid ve pia mater, birbirine bitişiktir ve genel­likle pia-araknoid adı verilen tek bir zar olarak kabul edilir.

Dura Mater

Dura mater dıştaki katmandır (meninks), tıkız bağ dokusun­dan oluşur ve kafatasının periosteumu ile devam eder. Omuriliği saran dura mater, omurganın periosteumundan epidural boşluk ile ayrılır, burası ince duvarlı venler, gevşek bağ dokusu ve yağ dokusu içerir.

Dura mater her zaman için ince bir dura altı aralıkla araknoidden ayrılır. Dura materin iç yüzeyi, omuriliğin dış yüzeyinde olduğu gibi mezenkim kökenli tek katlı yassı epi- telle örtülüdür.

Araknoid

Araknoidin (Yun. arachnoeides, örümcek ağına benzer) iki bileşeni vardır. Biri dura materle temas halindeki tabaka, di­ğeri ise pia mater ile bu tabakayı birbirine tutturan trabekül sistemidir. Tnıbeküller arasındaki boşluklar beyin omurilik sıvısı ile dolu olan ve dura altı aralıktan tamamen ayrı olan araknoid altı aralığı yapar. Bu aralık merkezi sinir sistemi­ni travmadan koruyan hidrolik bir yastık oluşturur. Arakno­id altı aralık beynin ventrikülleri ile bağlantılıdır.

Araknoid, içinde kan damarı bulunmayan bağ dokusun­dan oluşur. Yüzeyi, dura materi örtenle aynı tip tek katlı yas­sı epitelle örtülüdür. Omurilikteki araknoidin trabekül sayısı daha az olduğundan pia materden daha kolay ayrımlanabilir

Bazı bölümlerde araknoid dura mater içindeki venöz si­nüslerde sonlanan kıvrımlaşmalar oluşturacak şekilde dura materi delerek geçer. Bu kıvrımlaşmalar venlerin endotel hücreleri ile örtülür ve araknoid villuslar adını alır. İşlev­leri beyin omurilik sıvısını, venöz sinüslerde bulunan kana geri çekmektir.

Pia Mater

Fia mater, çok sayıda kan damarı içeren gevşek bir bağ do­kusudur. Sinir dokusuna oldukça yakın yerleşmesine karşın sinir hücreleri ya da sinir lifleri ile temas etmez. Pia mater ile nöral elemanlar arasında pia materi sıkıca tutturan ve MSS'nin periferinde, MSS ile beyin omurilik sıvısını birbirin­den ayıran nörogliaların uzantılarından oluşan fiziksel bir ta­baka yer alır (Şekil 9-24).

Pia mater merkezi sinir sisteminin yüzeyindeki tüm girin­ti çıkıntıları takip eder ve kan damarları boyunca bir ölçüde yüzeyden içeri uzanır. Pia materi mezenkim kökenli yassı hücreler örter.

Kan damarları pia mater ile örtülü tüneller boyunca mer­kezi sinir sistemine girerler, bu tünellere damar çevresi aralığı denir. Kan damarları kılcal haline dönüşmeden önce pia mater kaybolur. Merkezi sinir sistemindeki kılcal kan da­marları genişlemiş nöroglia hücre uzantıları ile tamamen ör­tülmüş durumdadır (Şekil 9-24).

Kan-Beyin Engeli

Kan-beyin engeli antibiyotikler, kimyasal ve bakteriye! zehir­li maddeler gibi kimi maddelerin kandan sinir dokusuna geçmesini önleyen işlevsel bir barikat oluşturur.

Kan-beyin engelini, sinir dokusundaki kılcal kan damar­larında görülen bir özellik olan azalmış geçirgenlik oluştu­rur. Süz konusu engelin ana yapısal bileşenini, bu kılcal kan damarlarının endotel hücreleri arasındaki devamlılığı sağla­yan tıkayıcı bağlantılar oluşturur. Bu endotel hücrelerinin si- toplazmasmda başka pek çok yerdeki hücrelerde bulunan pencereler yer almamakta ve çok az sayıda pinositoz kese­ciği gözlenmektedir. Kılcal kan damarlarını saran nöroglia uzantıları kısmen düşük geçirgenlikten sorumludur.

KOROİD PLEKSUS VE BEYİN OMURİLİK SIVISI

Koroid pleksus ventriküllerin iç kısmına sokulan pia mate- rin, genişlemiş pencerelere sahip kılcal kan damarlarından zengin girintili çıkıntılı katlanmalarından oluşur. Üçüncü ve dördüncü ventriküllerin tavanında ve yan ventrikiil duvarla­rının bir bölümünde bulunur.

Koroid pleksus pia materin gevşek bağ dokusundan olu­şur, tek katlı kübik ya da alçak prizmatik epitelle örtülüdür (Şekil 9-25). Bu hücreler iyon taşıyıcı hücrelerin özellikleri­ne sahiptir (bkz. 4. Bölüm).

Koroid pleksusun ana işlevi çok az miktarda katı madde içeren ve ventrikülleri, omurilik merkez kanalını, araknoid altı aralığı ve damar çevresi aralığını tamamen dolduran be­yin omurilik sıvısını yapmaktır. Merkezi sinir sistemi metabo­lizmasında da önemlidir ve mekanik darbelere karşı koruyu­cu bir araç olarak iş görür.

Beyin omurilik sıvısı berrak, yoğunluğu düşük (1004-1008 g/ml) ve protein içeriği çok az olan bir sıvıdır. Mililitrede birkaç döküntü epitel hücresi ve 2-5 lenfosit bulunur. Beyin omurilik sıvısı araknoid altı aralığa girdiği noktadan itibaren ventrikiiller içinde dolaşır. Burada araknoid viluslar beyin omurilik sıvısının venöz dolaşıma geri emiliminde ana yolu oluşturur (sinir doku­sunda lenf damarları bulunmamaktadır).

ÇEVRESEL SİNİR SİSTEMİ

Çevresel sinir sisteminin (PSS) ana bileşenleri sinirler, gangliyonlar ve sinir uçlandır. Sinirler, bağ dokusu kılıf­ları ile sarılmış sinir lifi demetleridir.

SİNİR LİFLERİ

Sinir lifleri ektoderm kökenli hücrelerden türeyen özel bir kılıfla sarılmış aksonlardan oluşur. Sinir liflerinin oluşturdu­ğu gruplar beyine, omuriliğe ve çevresel sinirlere ait yolları oluşturur. Sinir lifleri merkezi ya ckı çevresel sinir sisteminde yer almasına göre kendilerini saran kılıf açısından farklılık­lar sergilerler.

Erişkindeki sinir dokusunda bulunan aksonların büyük bir bölümünü kılıf hücresinin yaptığı tek ya da birden fazla kat örter. Kılıfı yapan hücre çevresel sinir liflerinde Schwann hücresi, merkezi sinir sisteminde ise oligodendrosittir. Küçük çaplı aksonlar genelde miyelinsiz sinir lifleridir (Şekil 9-26, 9-28 ve 9-29). Aksonlar kalınlaştıkça kılıf hücre­si giderek daha fazla sayıda kat yapar ve miyelin kılıfları oluşturur. Bu liflere miyelinli sinir lifleri adı verilir (Şekil 9- 27, 9-28 ve 9-29).

Miyelinli Lifler

Çevresel sinir sistemindeki miyelinli liflerde Schwann hücre­sinin plazma zarı akson etrafında dönerek, onu sarar (Şekil9-           27, 9-28 ve 9-30). Kılıfı yapan hücrenin zar katmanları bir­leşir ve içindeki lipit bileşeni standart histolojik işlemlerde kısmen kaybolabilen beyazımsı bir lipoprotein kompleksi olan miyelini oluşturur.

Miyelin çok sayıda değişmiş hücre zarı tabakasından oluşur. Bu zarların lipit oranı diğer hücre zarlarındakinden

daha yüksektir. Miyelin kılıfta, izlediği yol boyunca Ranvi- er boğumlan denilen boşluklar bulunur (Şekil 9-28 ve 9- 31); bunlar, akson boyunca komşu Schwann hücrelerinin arasındaki boşluklardır. Schwann hücrelerinin iç içe geçmiş olan uzantıları kısmen bu boğumu örter. İki boğum arasın­daki mesafe boğum arası adını alır ve burasını bir

Schwann hücresi oluşturur. Boğum arası mesafe 1-2 mm arasında değişir.

Merkezi sinir sisteminde Schwann hücresi bulunmaz; buradaki miyelin kılıfı oligodendrositlerin uzantıları oluştu­rur. Oligodendrositler Schwann hücrelerinden daha farklıdır, çünkü tek bir hücre birkaç akson parçasını saracak şekilde farklı dallar uzatabilir (Şekil 9-15).

Miyelinsiz Lifler

Hem merkezi hem de çevresel sinir sistemlerindeki aksonla­rın tümünde miyelin kılıf bulunmaz. Çevresel sinir sistemin­de tüm miyelinsiz aksonlar Schwann hücrelerinin yaptığı ba­sit yarıklar içinde yer almaktadır (Şekil 9-26). Miyelinli ak­sonlarla olan ilişkisinden farklı olarak her bir Schwann hüc­resi çok sayıda miyelinsiz aksonu içine alabilir. Miyelinsiz si­nir liflerinde Ranvier boğumu bulunmaz, çünkü Schwann hücreleri kesintisiz bir kılıf oluşturacak şekilde birleşmiştir.

Çevresel sinir sisteminden farklı olarak, merkezi sinir sis­teminde miyelinsiz aksonların sayısı fazladır, bu aksonlar kı­lıfla örtülmemiştir. Beyinde ve omurilikte akson uzantıları di­ğer nöron ve glia uzantıları arasında serbestçe uzanmaktadır.

SİNİRLER

Çevresel sinir sisteminde, sinir lifleri sinirleri oluşturmak üzere demetler halinde gruplar oluşturur. Az sayıda miyelin­siz liften oluşan çok ince sinirler hariç sinirler, miyelin ve kolajen içeriği nedeniyle beyaz, homojen, parlak bir görü­nüm sergiler.

Sinirler (Şekil 9-32 ile 9-36 arası) dıştan, epinöryum adı verilen ve tıkız bağ dokusundan oluşan fibröz bir örtü ile sa­rılmış durumdadır, epinöryum aynı zamanda sinir lifi demet­leri arasındaki boşluğu da doldurur. Her demet, yassılaşmış, epitele benzer hücrelerin yaptığı tabakalardan oluşan ve pe- rinöryum adını alan bir yaprak ile sarılmıştır. Perinöryum yaprağındaki her tabakada bulunan hücreler kenarlarından sıkı bağlantılarla birbirlerine tutunmuştur. Bu şekildeki dü­zenleniş perinöryumu, pek çok makromolekülün geçmesini önleyen bir engel haline getirir ve bu yapıya, sinir liflerinidışarıdan gelebilecek saldırılara karşı koruma gibi önemli bir işlev yürütür. Perinöryum kılıfının içinde Schwann hücresi tarafından sarılmış aksonlar ve bunlara ait gelişmekte olan bağ dokusu, yani endonöryum yer alır (Şekil 9-33). Endo- nöryurn, Schwann hücrelerinin yaptığı retiküler liflerden oluşan ince bir tabakadan oluşur.

Sinirler, beyin ve omurilik merkezleri ile duyu organları ve efektör organlar (kaslar, bezler, vb.) arasında iletişim ku­rar. Merkezi sinir siteminden gelen ve merkezi sinir sistemi­ne giden getirici ve götürücü liflere sahiptir. Getirici lifler vücudun iç bölgelerinden ve çevreden gelen bilgiyi merke­zi sinir sistemine taşır. Götürücü lifler merkezi sinir siste­minden gelen uyarıları, bu merkezlerin yönettiği efektör or­ganlara taşır. Yalnızca duysal liflere sahip sinirlere duysal si­nirler denir; yalnızca uyarıları efektöre taşıyan liflerden olu­şan sinirlere ise motor sinirler adı verilir. Çoğu sinirde hem duysal hem de motor lifler bulunur, bunlara karışık sinir­ler denir; bu sinirlerde hem miyelinli, hem de miyelinsiz ak­sonlar yer alır (Şekil 9-29).

GANGLİYONLAR

Gang]İyonlar bağ dokusu tarafından desteklenen nöron hüc­re gövdeleriyle glia hücrelerini içeren oval yapılardır. Sinir uyarılarının aktarımında dağıtım İstasyonu olarak iş gördiik-lerinden, her gangliyona bir sinir girerken bir başkası çıkar. Sinir uyarısının yönü gangliyonun duysal ya da otonom ol­masını belirler.

Duysal Gangliyonlar

Duysal gangliyonlar merkezi sinir sistemine giden getirici uyarıları alırlar. İki tip duysal gangliyon vardır. Bazıları kafa sinirleriyle ilişkilidir (kafa gangliyonları); diğerleri omurilik sinirlerinin dorsal kökü ile ilişkilidir ve bunlara da omuri­lik gangliyonları denir. Omurilik gangliyonları oldukça be­lirgin, küçük Nissl cisimcikleri içeren ve çevresinde, uydu hücreleri olarak adlandırılan çok sayıda, küçük glia hücre­si bulunan, iri nöron hücre gövdelerinden oluşur (Şekil

9-37).

Gangliyon hücrelerini, bağ dokusundan oluşan bir iske­let ve kapsül destekler. Bu gangliyonların nöronları yalancı çok kutupludur ve bilgiyi bir gangliyonun sinir ucundan, ye­rel nöronlarla kurulan sinapslar aracılığı ile omuriliğin gri maddesine gönderir.

Otonom Gangliyonlar

Otonom gangliyonlar otonom sinirlerde ampul şeklindeki genişlemeler olarak görülür. Bazıları belli organların içinde,

Şekil 9-31. Ortadaki çizim ışık mikroskobunda miyelinli bir çevresel sinir lifini göstermektedir. Bu uzantı, Schwann hücrelerinin sitoplazması ve miyelin kılıfıyla sa­rılan bir aksondur. Bir Schwann hücre çekirdeği Schmidt Lanterman yarıkları ve Ranvier boğumu gösterilmektedir. Miyelin oluşumu sırasında Schwann hücresi sitoplazma- sının çevreye doğru yer değiştirmeyen kısmı bu yarıkları oluşturur. Alttaki çizimde bir Ranvier boğumunun ince yapısı görünmektedir. Schwann hücresi sltoplazmasımn (SH) dış yaprağının gevşek biçimde kenetlenmiş uzantı­ları ve aksolemmanın sıkı teması dikkati çekmektedir. Bu temas aksolemma ile Schwann hücre zarı arasındaki ak­son çevresi aralığın dışına ve içine madde hareketini kı­sıtlayan seçici bir engel şeklinde davranır. Bazal lamina Schwann hücresi etrafında kesintisizdir. Sinir lifleri, çev­resel sinir liflerinin endonöral kılıfını oluşturan retiküler lif­lerden zengin bir bağ dokusu tabakasıyla çevrilidir.

özellikle de intramural gangliyonları oluşturdukları sindirim kanalında yer alır. Bu gangliyonlarda bağ dokusundan olu­şan kapsüller bulunmaz ve hücreleri, içinde bulundukları organın stroması tarafından desteklenir.

Otonom gangliyonlarda genellikle çok kutuplu nöronlar bulunur. Kraniyospinal gangliyonlarda olduğu gibi otonom gangliyonlarda da ince Nissl cisimcikleri bulunan nöronal perikaryonlar yer almaktadır.

Otonom gangliyonların nöronları çoğunlukla uydu hüc­relerin oluşturduğu bir tabaka ile sarılı durumdadır, intramu­ral gangliyonlarda, her nöronun etrafında yalnızca birkaç uydu hücresi görülür.

OTONOM SİNİR SİSTEMİ

Otonom (Yun. an tos, kendi başına + notııos, kural) sinir siste­mi düz kasların kontrolü, bazı bezlerin salgı yapması ve kalp ritminin düzenlenmesi ile ilişkilidir. İşlevi sabit bir iç ortamın (homeostaz) devamlılığını sağlamak üzere vücudun belli et­kinliklerinde düzenlemeler yapmaktadır. Otonom sinir sistemi tanım olarak motor bir sistem olmasına karşın, organizmanın iç bölgelerinden gelen duyuları alan lifler eşlik eder.

“Otonom” terimi doğru değildir - çok yaygın kullanıl­masına karşın - çünkü otonom sinir sisteminin işlevlerinin

biiyük bir bölümü tamamen otonom değildir; bu işlevler merkezi sinir sisteminde düzenlenir ve sıralanır. Otonom si­nir sistemi kavramı esasen işlevseldir. Anatomik olarak mer­kezi sinir sisteminde yer alan sinir hücresi topluluklarından oluşur ve sinir gangliyonları bu liflerin yollan üzerinde yer­leşir. Otonom terimi viseral İşlevlerle ilgili bütün sinir ela­manlarını kapsar. Aslında “otonom" olarak tanımlanan işlev­ler, en az kas kasılmalarını tetikleyen motor nöronlarda ol­duğu kadar merkezi sinir sistemine bağımlı olarak gerçek­leşmektedir.

Otonom sinir sistemi iki - nöronlu bir ağdır. Otonom zin­cirin ilk nöronu merkezi sinir sisteminde yer alır. Aksonu çevresel otonom sistemini gangliyonunda bulunan ve zinci­rin ikinci nöronunu oluşturan çok kutuplu nöronla sinaps yapar. Birinci nöronun sinir liflerine (aksonlar) gangliyon öncesi lifler denir; ikinci nöronun efektör organlara -kas ya da bez- uzanan aksonlarına ise gangliyon sonrası lifler adı verilir. Bütün gangliyon öncesi uçlarda bulunan sinaps vezikülleri içindeki kimyasal düzenleyici asetilkolindir, bu madde sinir uyanları ile uçlardan salgılanır.

Adrenal mediilla (böbrek üstü bezi medüllası) gangliyon öncesi lifleri alan tek organdır, çünkü hücrelerin büyük bir

bölümü beze göç ettikten sonra gangliyon hücresi yönünde değil bez hücresi olarak farklılaşır.

Otonom sinir sistemi hem anatomik, hem de işlevsel ola­rak birbirinden farklı iki bölümden oluşur; bunlar sempatik sistem ve parasempatik sistemdir (Şekil 9-38). Asetilkolin sa­lıveren sinir lifleri kolinerjik lifler olarak adlandırılır. Koliner- jik lifler arasında, tüm gangliyon öncesi otonom lifler (hem sempatik, hem parasempatik) ve düz kaslara, kalbe ve ek- sokrin bezlere giden gangliyon sonrası parasempatik lifler bulunur (Şekil 9-38).

Sempatik Sistem

Sempatik sistemin çekirdekleri (sinir hücresi gövdelerinin bir araya gelmesi ile oluşur) omuriliğin torasik ve lomber parçalarında yer alır. Bu yüzden sempatik sistem, otonom si­nir sisteminin torakolomber bölümü olarak da anılır. Bu nöronların aksonları - gangliyon öncesi lifler - merkezi sinir sistemini ventral kökler ve torasik ve lomber sinirlerin beyaz bağlantı dallan aracılığıyla terk eder. Sempatik sisteme ait ganglion sonrası liflerin kimyasal düzenleyicisi norepinef-

rindir, bu madde böbrek üstü bezi medüllası tarafından da üretilir. Norepinefrin salıveren sinir liflerine adrenerjik (no- repinefrin için kullanılan başka bir terim olan noradrenalin- den türetilen bir terim) lifler denir. Adrenerjik lifler, ter bez­lerine ve iskelet kasının kan damarlarına dağılır. Adrenal medCilla hücreleri ganglion öncesi sempatik uyarıya yanıt olarak epinefrin ve norepinefrin salgılar.

Parasempatik Sistem

Parasempatik sistemin çekirdekleri medülla ve orta beyin ile omuriliğin sakral bölümünde yer almaktadır. Bu nöronların gangliyon öncesi lifleri MMS’yİ dört kafa siniri (III, VII, IX, X) ve ikinci, üçüncü ve dördüncü sakral omurilik sinirleri ile terk eder. Bu nedenle parasempatik sisteme otonom siste­min kraniyosakral bölümü de denmektedir.

Parasempatik dizinin ikinci nöronu sempatik sistemcle- kinclen daha küçük gangliyonlarcla bulunur; her zaman için efektör organların içinde ya da yanında yer alır. Bu nöron­lar genelde organların duvarlarında (ör. mide, bağırsaklar) bulunur, bu organlarda gangliyon öncesi lifler organlara gi­rer ve orada zincirdeki ikinci nöronla sinaps oluşturur.

Parasempatik sistemin gangliyon öncesi ve gangliyon sonrası sinir uçlardan salıverilen kimyasal düzenleyici olan asetilkolin, asetilkolinesteraz tarafından hızlı bir biçimde etkisiz hale getirilir - parasempatik uyarının sempatik uyarı­dan daha farklı ve daha yerel etki göstermesinin nedenlerin­den birisi de budur.

Dağılımı

Otonom sinir sistemi tarafından sinir dağıtılan organların bü­yük bir bölümü hem sempatik, hem de parasempatik lifleri alır (Şekil 9-38). Genellikle organlarda bir sistem uyarıcı, di­ğeri engelleyici etki gösterir.

SINIR DOKUSUNUN BOZULMASI VE ONARILMASI

i klinik bilgi

Erişkin kuşların beyninde bulunan nöronların bö­lünebildiği gösterilmesine karşın, memelilerdeki nöronlar genellikle bölünmez ve hasarı kalıcı ka­yıp anlamına gelir. Merkezi sinir sistemindeki nö­ron uzantıları çok dar sınırlar içinde perikaryonla- rmm sentez aktivitesi aracılığı ile büyüyerek, ye­nilenebilir. Çevresel sinir lifleri de perikaryonları hasar görmediği sürece yenilenebilir.

Sinir hücresinin ölümü perikaryon ile buna ait uzantılarla sınırlıdır. Tek bir bağlantısı olanlar dı­şında, ölü nörona işlevsel olarak bağlı olan nöron­lar ölmez. Tek bir bağlantısı olan nöronlarda ise yalıtık nöron transnöronal bozunmaya uğrar.

Sinir hücrelerinin aksine merkezi sinir siste­minin nöroglia hücreleri ve çevresel sinir sistemi­nin Schwann hücreleri ile gangiiyonun uydu hüc­

releri mitozla bölünme yeteneğine sahiptir. Bir hastalık ya da hasar sonucu yitirilen sinir hücre­lerinin merkezi sinir sisteminde bıraktığı boşluk­lar nöroglia tarafından doldurulur.

Sinirler vücuda yaygın biçimde dağıldıkları için, sık olarak hasar görürler. Bir sinir aksonu kesildiğinde önce bozunma değişiklikleri, ardın­dan onarım fazı izlenir.

Yaralı bir sinir lifinde sinir gövdesine yakın parçada (aksonun beri parçası) oluşan değişiklik­leri fark etmek, uzak parçadakileri (aksonun öte parçası) saptamaktan daha önemlidir. Yakın par­ça trofik merkezle (perikaryon) bağlantısını sür­dürür ve çoğunlukla onarılır. Sinir hücresinin göv­desinden ayrılan öte parça bozunur (Şekil 9-39).

Akson yaralanması perikaryonda bazı deği­şikliklere yol açar: Bunlar arasında kromatoliz, yani sitoplazmadaki bazofilliğln azalması ile so­nuçlanan Nissl maddesinin dağılması; perikaryon hacminde artış; çekirdeğin perikaryonda kenara çekilmesi yer almaktadır. Aksonun beri parçası­nın yaraya yakın bölümü kısa bir mesafede bozu­nur, ancak artıklar makrofajlar tarafından temizle­nir temizlenmez büyüme başlar. Makrofajlar, Schwann hücrelerini sinir büyümesini kolaylaştırı­cı maddeler salgılamaya iten interlökin-1’i üretir. Hasarın öte tarafında kalan sinir uzantısında hem akson (trofik merkezinden ayrılmış) hem de miye­lin kılıf tamamen bozunur ve artıkları, bağ dokusu ve nöron çevresindeki kılıflar dışında makrofajlar tarafından temizlenir. Bu olumsuz değişiklikler gerçekleşirken, Schwann hücreleri kalan bağ do­kusu yaprağı içinde çoğalarak sert hücre sütunla­rı oluşturur. Schwann hücrelerinin oluşturduğu bu diziler onarım fazı sırasında gerçekleşen akson uzamasına yol gösterici işlev üstlenir.

Gerileyici değişikliklerden sonra aksonun be­ri parçası büyür ve dallanarak, Schwann hücrele­rinin oluşturduğu sütunlar doğrultusunda ilerle­yen birkaç filaman oluşturur. Yalnızca bu sütun­lara girebilen lifler büyümeye devam ederek efektör organa ulaşabilir (Şekil 9-39).

Öte ve beri parçalar arasında çok geniş bir boşluk olduğunda ya da öte parça toptan yok ol­duğunda (kol ya da bacağın kesilmesi durumun­da), yeni büyüyen sinir lifleri bir kabarıklık, ya da nörom oluşturabilir, bu yapı kendiliğinden oluşan ağrı kaynağı olabilir (Şekil 9-33).

Onarımın işlevsel açıdan etkin olması için lif­lerin ve Schwann hücrelerinin oluşturduğu sütun­ların doğru yere yönelmesi gerekir. Yine de yeni­lenen her lif birkaç uzantı oluşturduğundan ve her bir Schwann hücresi sütunu yenilenen birkaç liften uzantı aldığından, onarılma olasılığı yük­sektir. Bununla birlikte hasar görmüş karışık bir sinirde, yenilenen duysal lifler, motor liflerin bu­lunduğu motor son plağa bağlı sütunlara doğru büyüdüğünde kasın işlevi geri dönmeyecektir.

Nöronların Değişebilirliği

Genel durağanlığına karşın sinir sistemi erişkinlerde bir ölçü­ye kadar değişebilme özelliği sergiler. Değişebilirlik düzeyi embriyo gelişimi sırasında çok yüksektir. Fazladan oluşan si­nir hücreleri ve başka nöronlarla doğru sinapslar oluşturama- yan hücreler ortadan kaldırılır. Erişkin memelilerde gerçek­leştirilen çalışmalarda hasar ertesinde nöron devrelerinin nö­ron uzantılarının büyümesiyle yeniden düzenlenebildiği ve hasar sonucu yitirilen sinapsların yerine yenilerini oluştura- bildiği gösterilmiştir. Dolayısıyla, bir ölçüde işlevsel iyileşme sağlayan yeni sinapslar oluşturulur. Sinir dokusunun bu özel­liği nöron değişebilirliği olarak adlandırılır. Sinir sisteminde­ki yenilenme işlemi nöronlar, glia hücreleri, Schwann hücre­leri ve hedef hücreler tarafından üretilen birkaç büyüme fak­törü tarafından denetlenir. Bu büyüme faktörleri nörotropin- ler olarak adlandırılan molekül ailesini meydana getirir.

Sinir Kök Hücreleri

Erişkin organlarındaki bazı dokularda sürekli ya da hasara ya­nıt olarak yeni hücreler oluşturabilen bir kök hücre gaıbu bu­lunur. Bu hücre grubu dokularda sabit kalır: hücre bölündük­ten sonra, kardeş hücrelerden yalnızca bir bölümü farklılaşır­ken, bazıları kök hücre olarak kalmaya devam eder; böylece kök hücre havuzu sabit tutulur. Sinir hücreleri, kaza ya da has­talık sonucu yitirilen nöronların yerine yenilerini oluşturmak üzere bölünmediğinden, sinir kök hücreleri konusu yoğun ola­rak araştırılmaktadır. Sinir kök hücresi havuzu doğaı uyarılarla, yitirilen nöronların yenilenmesini sağlayacak önemli bir yedek oluşturabilir. Erişkin memeli beyninin ve omuriliğinin bazı böl­gelerinde astrositleri, nöronları ve oligodendrositleri oluşturabi­len kimi bölgeler bulunmaktadır. Son yıllarda, sinir kök hücre­lerinin sinir dokusuyla ilişkili olmayan hücreleri bile oluşturabi­leceği gösterilmiştir. Bu gözlem, sinir kök hücrelerinin büyük bir farklılaşma potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir.