SİNİR SİSTEMİ VE EGZERSİZ

1

TEMEL FONKSIYONLAR

Vücut içi koşulların kontrol edilmesi

İstemli hareketlerin kontrolü

Omurilik reflekslerinin programlanması

Hafıza ve öğrenme için gerekli olan deneyimlerin özümsenmesi

2

SINIR SISTEMININ ORGANIZASYONU

3

Merkezi Sinir Sistemi

Beyin Omurilik

Sinir Sistemi

Periferik Sinir Sistemi

Duyusal Motor

Otonom

Sempatik Parasempatik

Somatik

SINIR SISTEMININ ANATOMIK YAPıSı

Nöron sinir hücresi

Nöroglia nöronları destekleyici hücreler

Sinir sisteminin temel ünitesi nöron veya sinir hücresidir Birkaç milyar sinir hücresi birbirleriyle farklı

bağlantılar kurarak MSS’yi oluştururlar

4

5

Sinir Sisteminin Anatomik Yapısı

Hücre gövdesi: soma

Dendritler: Sinir uyarılarını hücre gövdesine doğru iletirler

Akson Elektriksel uyarıları hücre gövdesinden uzaklaştırırlar

Schwan hücreleri ile kaplanmış olabilirler Akson boyunca kesintili myelin kılıfı oluşturur

6

SıNIR HÜCRESININ YAPıSı

İskelet kaslarının uyaran sinir lifleri gibi büyük sinir liflerinde akson miyelin kılıfı ile çevrilidir

Miyelin kılıfı büyük oranda lipid ve proteinden oluşur

Bu doku Schwann hücreleri adı verilen nöroglia hücrelerinden yapılmıştır

Miyelin sinir hücreleri boyunca devamlı değildir, kesintilere uğrar

Ranvier Boğumu

7

Sinir Sisteminin Anatomik Yapısı

8

SINIR SISTEMININ TEMEL FONKSIYONU

Periferik sinir sisteminden afferent sinirler yoluyla MSS’ye gönderilen bilgi, çeşitli duyular şeklinde algılanır: ısı, ışık, dokunma, koku, basınç vb

Motor sinirler yoluyla da gerekli cevap sağlanır

9

10

Motor ve Duyuşsal Sinirlerin Çevresel Sinirlerle İlişkisi

SINIR UYARıSı

Duyu ve motor sinirler tarafından iletilen bilgiler Sinir uyarısı olarak adlandırılan elektrik enerjisi

şeklindedir

Sinir uyarısı: sinirin uyarıldığı noktadan oluşan Aksonun uzunluğu boyunca kendi kendine yayılan

elektriksel değişim

11

SINIR UYARıSı OLUŞTURULMASıNı VE ILETILMESINI SAĞLAYAN YOLLAR:

İstirahat (dinlenik) Membran Potansiyeli

Sinir lifi istirahat halindeyken, Na+ iyonları büyük oranda sinir hücre membranının

dışında konsantre olur

K+ iyonları ise hücrenin içerisindedir

Hücre K+ iyonlarına daha geçirgendir bu yüzden K+ iyonları daha rahat hücre içi ve dışına geçer

Hücre dışının elektriksel olarak pozitif yüklenmesini sağlar

Sinir hücrelerinin iç kısmı ise negatif yüklüdür

Böylece sinirin iç ve dış kısmı arasında potansiyel bir fark oluşur

12

TIPIK BIR SINIRIN HÜCRE MEMBRANıNDAKI IYON KONSANTRASYONLARı

Konsantrasyon (milimol/litre)

İyon Hücredışı Hücreiçi

Sodyum (Na+) 150 15

Klor (Cl-) 110 10

Potasyum (K+) 5 150

Hücre tipine göre DMP : -100 ile -40 mV

Nöronlarda DMP : -40 ile -75 mV 13

14

DINLENIK MEMBRAN POTANSIYELININ BÜYÜKLÜĞÜNÜ ETKILEYEN FAKTÖRLER

1. Plazma membranının farklı iyonlara karşı geçirgenlik düzeyi

2. Hücreiçi ve hücredışı iyon konsantrasyonları arasındaki fark

15

SINIR HÜCRESINDE DINLENIK MEMBRAN POTANSIYELININ NEGATIF OLMASıNıN NEDENI

Potasyum iyonunun hücre dışına sızmasıdır

1. Plazma membranının geçirgenlik düzeyi sodyum iyonu ile karşılaştırıldığında potasyum iyonuna karşı daha yüksektir

2. Potasyum iyonu, konsantrasyonu nedeniyle hücre içinden dışına doğru hareket etme eğilimi gösterir

16

SINIR HÜCRESINDE DINLENIK MEMBRAN POTANSIYELI NASıL KORUNUR ?

Sodyum-Potasyum Pompası

Hücre membranında lokalizedir

Enerji kaynağı ATP’dir

Sodyumu hücre dışına, potasyumu ise hücre içine pompalar

İki potasyum iyonuna karşılık üç sodyum iyonu pompalar : 2 K+ / 3 Na+

Aksiyon potansiyeli Sinir uyarıldığı zaman

Sinir membranı Na+ iyonlarına karşı geçirgen hale gelir

Na+ iyonları sinirin içine doğru geçerler

Sinirin dışı negatif, içi pozitif yüklü olur

Yeteri kadar uyarı sinir polaritesinin tam tersi yönde değişmesine neden olur

Elektrik akımıdır, sinir uyarısı olarak görev yapar

17

18

Aksiyon potansiyeli Yeterince kuvvetli bir uyarı nöron membranına

ulaştığında membran geçirgenliğinde değişikliğe yol açar

Hücre membranı Na+‘nın hücre içine girmesine izin verir

Sodyum iyonları hücre içine girer ve hücreiçi ortamı pozitif yükler (hücre depolarize olur)

Depolarizasyon eşik noktasına ulaştığında aksiyon potansiyeli gerçekleşir

Aksiyon potansiyeli

Aksiyon potansiyeline ek olarak membranda uyaranın uygulandığı noktada Lokal elektrik akımı oluşur

Kendi kendini yenileyebilir ve sinirin bağlı olduğu alanlara yayılır

Her alanın polaritesinde aynı değişikliğe neden olur ve böylece yeni bir aksiyon potansiyeli ve bölgesel elektrik akımı meydana gelir

Bu süreç aksiyon potansiyeli sinir lifinin tamamına yayılıncaya kadar tekrar eder

19

20

Aksiyon Potansiyeli

21

Aksiyon Potansiyeli

22

Sinirin miyelinle çevrili olan kısmında sinir uyarısı oluşturulamaz ve iletilemez, Sinir uyarısı sadece Ranvier boğumlardan sinir lifi

boyunca boğumdan boğuma atlayarak iletilir

Sıçrayıcı Tarzda İleti

Büyük miyelinli sinirlerde sinir iletim hızı 60-100 m/sn’dir

Miyelinsiz liflerde 6-10 m/sn’dir

23

SINAPS

Bir sinir hücresinin aksonunun, diğer bir sinirin gövdesi veya dendritleriyle veya başka bir hücre membranı ile birleştiği noktaya Sinaps denir Aksonun sonlandığı yerde sinaptik düğümler vardır

Sinirle ilgili bilginin bir nörondan diğer nörona taşınmasında önemli rol oynarlar

24

SINAPTIK İLETI

25

26

SINAPS

Pre-sinaptik nöron

Post-sinaptik nöron

Pre-sinaptik nöronun aksonu post-sinaptik nöronun somasına yaklaşır

akso-somatik sinaps

Sinirle ilgili bilgi nörotransmitter madde aracılığı ile sinaptik aralıktan iletilir

Nörotransmitter madde sinaptik düğümlerdeki keseciklerde (veziküllerde) depolanır

27

SİNAPTİK İLETI

Yeni nörotransmitter maddelerin sentezlenmesi için aerobik sistem tarafında üretilen ATP’ye ihtiyaç duyulur Siniaptik düğümlerde mitokodri bulunur

28

SINAPTIK İLETI

Sinaptik aralığa bir uyarı ulaştığında

Nörotransmitter madde aktive olur

Serbest bırakılan nörotransmitter maddenin tipine bağlı olarak post-sinaptik nöronun membranı uyarılır ve elektriksel potansiyel oluşturulur veya post-sinaptik

membran inhibe edilir

Bir nöronun ateşlenmesi için gerekli olan elektrik

düzeyine uyarı eşiği denir

29

SINAPTIK İLETI

30

Sinaptik İleti

Uyarıcı Transmitter Maddeler: Asetilkolin (Ach)

Norepinefrin

Dopamin

Serotonin

31

SINAPTIK İLETI

İnhibe edici transmitter maddeler Gamma-aminobutrik asit (GABA): beynin temel inhibe

edici maddesi

Glycine : omurilikteki temel inhibe edici madde

32

SINAPTIK İLETI

SPATIAL VE TEMPORAL SUMASYON

Birçok pre-sinaptik terminalden (akson) aynı anda veya kısa bir süre içinde alınan uyarılar birikir Post-sinaptik nöronda eksitasyon veya inhibisyona neden

olur

Birçok stimulusun bu toplu etkisine spatial (çok sayıda uyarı) sumasyon denir

33

Temporal (dalga) sumasyonu

Pre-sinaptik terminalden 15 sn aralıklarla deşarj oluşturmaya yeterli uyarılar gelirse ve bunlar çok sayıda yeteri kadar kuvvetliyse yine aksiyon potansiyeli oluşur

34

KAS-SINIR KAVŞAĞı

35

KAS-SINIR KAVŞAĞı

Sinir uyarılarının sinir-kas kavşağında sinaptik aralıktan iletilmesi Asetilkolinin (Ach) salgılanmasıyla gerçekleşir

36

Ach Kas hücre membranı üzerindeki reseptörlerine

ulaştığında Hücre memrbanı depolarize olur ve kas uyarılır, kasılma

gerçekleşir

37

Kas-Sinir Kavşağı

Uyarı kas lifine ulaştığında Kolinesteraz enzimi de salgılanır

Ach’yi parçalayarak inhibe eder

Kas lifinin daha fazla uyarılmasını engeller

38

Kas-Sinir Kavşağı

KAS-SINIR KAVŞAĞı

Uyarının kas-sinir kavşağı ile sinirden sinire işletilme mekanizması aynı Temel fark

Kas-sinir kavşağında inhibisyon yok

Sadece uyarıcı nörotransiter maddeler görev yapıyor

39

KASıN DUYU ORGANLARı

Kas, ligament ve eklemlerdeki özelleşmiş duyu reseptörleri Uzama, gerilme ve basınca karşı duyarlıdırlar

Proprioseptör olarak bilinen bu duyu organları Kas dinamiği ve ektremite hareketleri hakkındaki

bilgileri hızlı bir biçimde MSS’ye gönderir

Böylece MSS vücut kısımlarının çevremize göre pozisyonunu algılamamızı sağlar

40

3 önemli kas duyu organı Kas iğcikleri

Golgi tendon organı

Eklem reseptörleri

41

KASıN DUYU ORGANLARı

KAS İĞCIĞI

Kas iğciğinin yapısı Etrafında bir duyu siniri spiral şekilde sarılıyor

Çevresinde bir kapsül olan değişikliğe uğramış birkaç kas lifidir

İntrafuzal lifler: adapte olmuş kas lifleri

Ektrafuzal lifler: düzenli kas lifleri

İğciğin orta kısmı kasılma becerisine sahip değildir

İki ucu kasılma becerisi olan lifleri içerir

42

43 43

KAS IĞCIĞI

(a) A muscle belly, (b) a muscle spindle, and (c) a Golgi tendon organ

Gamma motor nöron (fusimotor sinir): Kas iğciğinin her iki ucunu uyaran ince motor

sinirler Bu sinirler uyarıldığında kas iğciğinin uçları

kasılır ve iğciği merkezinin aksi yönünde çeker

Alfa motor nöron:

düzenli veya ekstrafuzal lifleri uyaran daha büyük motor sinirler

Bu sinirler stimule edildiğinde kas normalde olduğu gibi kasılır 44

Kas İğciği

Kas İğciğinin Fonksiyonu: Kasın boyundaki uzamaya veya gerilmeye karşı duyarlıdır

Kas iğciği lifleri ekstrafuzal liflere paralel olarak uzanırlar

Kasın tamamı gerildiğinde kas iğciğinin merkezi de gerilir

Bu gerilme merkezde bulunan duyu sinirini aktive eder ve uyarılar MSS’ye iletilir

Bu uyarılar düzenli kasları uyaran alfa motor nöronu aktive eder ve kas kasılır

Kas kasılırken kısalıyorsa, kas iğciği de kısalarak duyusal sinir akışını durdurur ve daha sonra kas gevşer

45

Kas İğciği

Kas iğciği hem uzunluktaki değişme hızına hem de kas liflerinin ulaştığı uzunluğa karşı duyarlıdır

Tonik gerilme (kas fibrillerinin son uzunluğuyla ilgilidir)

Pasif gerilme (örn gerim refleksi, iğcik kas fibril boyundaki değişim oranı ya da hızına duyarlıdır, kasın kendisini var olan uzunluğuyla değil)

Gama sistemi (iğciğin gama motor sinir tarafından uyarılması)

46

Kas İğciği

47

Kas İğciği

48

Gerim Refleksi

GOLGI TENDON ORGANı

Tendon lifleri içinde kas ve tendon liflerinin birleştiği noktada bulunur

Gerilmeye duyarlıdır ancak aktive olabilmesi için daha kuvvetli bir gerilme gereklidir

Tendonun ait olduğu kastaki gerilim tarafından aktive edilir

Duyusal bilgi MSS’ye gönderilir ve kasılan kas gevşer

Kas iğciğinin tersine golgi tendon organın uyarılması bulunduğu kasın inhibisyonu ile sonuçlanır Kasın gevşemesini sağlar

Koruyucu bir fonksiyon

49

50 50 50

GOLGI TENDON ORGANI

(a) A muscle belly, (b) a muscle spindle, and (c) a Golgi tendon organ

51

Golgi Tendon Organı

Kas iğciği ile golgi tendon organı birlikte çalışır Kas iğciği yumuşak bir hareket sağlamak için gerekli olan

doğru kas gerilimi derecesini sağlar

Golgi tendon organı ise aşırı yük olduğunda ve kasla ilgili yapılara potansiyel olarak zararlı olabileceği durumlarda kas gevşemesini oluşturarak hareketlerin yumuşak, koordineli ve zararsız olmasını sağlar

52

Kas İğciği ve Golgi Tendon Organı

EKLEM RESEPTÖRLERI

Tendonlarda, ligamentlerde, kemikte, kasta ve eklem kapsülünde bulunur Eklem açısı, ivmelenmesi ve basınç sonucu meydana

gelen değişiklerle ilgili bilgileri MSS’ye gönderirler

Krause yumrusu

Pasinian korpus

Ruffini organı

53

KAS AKTIVITELERININ SINIRSEL KONTROLÜ

Duyu sinirleri dorsal (arka) kök yoluyla omuriliğe girer ve birkaç nöronlar sinaps yaparlar Bu ara nöronlara internöron denir

Motor sinirler omuriliği ventral (ön) kök yoluyla terk eder ve uygun kasa ulaşır

Omuriliğe giren afferent sinirlerin büyük bir kısmı, bir

efferent sinirle sinaps yapar ve aynı seviyede kalır

54

55

MOTOR ÜNİTE

Basit hareketler, omuriliğin refleks merkezleri tarafından kontrol edilir Daha karmaşık hareketler omuriliğin üst seviyeleri ve

beyin tarafından kontrol edilir

Omurilikteki motor nöronlar kasların kasılma şekillerini, daha yüksek merkezler ise kasılmanın sıralamasını etkiler

56

Kas Aktivitelerinin Sinirsel Kontrolü

MOTOR FONKSIYONLARıN İSTEMLI KONTROLÜ

İstemli hareketlerin kontrol edilmesinde omurilik önemli rol oynar

Motor aktiviteler subkortikal alanlardan gelen uyarılar yardımı ile motor korteks tarafından kontrol edilir

57

MOTOR BECERILERIN ÖĞRENILMESI

Motor bir becerinin öğrenilmesi son derece karmaşıktır ve henüz tam olarak anlaşılamamıştır Belli bir beceri ile ilgili uyarı motor kortekste başlar ve

kaslara iletilir

Kaslara iletilen bu bilginin bir kopyası aynı zamanda serebelluma iletilir

Kasların hareketi başladığında proprioseptörler bu durumu tekrar serebelluma iletirler

Serebellum gerekliyse düzeltilmiş olan uyarıyı serebruma gönderir

Daha sonra hareket tamamlanır

58

59

60

SEREBELLUM (BEYINCIK)

Büyük kas gruplarını içeren hareketlerin koordinasyonundan sorumludur

Motor uyarı ile ilgili bilgileri alır

Proprioseptörlerden gelen bilgileri alır

Hızlı, ani ve salınım gerektiren hareketlerde hareketi kontrol eder

Dengenin sağlanmasına yardım eder

61

62