Download Sinir Fizyol.1

SİNİR SİSTEMİ
FİZYOLOJİSİ
Yrd.Doç.Dr. Ercan ÖZDEMİR
Sinir Sistemi Fonksiyonları

Sinir sisteminin üç önemli fonksiyonu vardır:
–
Duysal

–
Reseptörler ile iç ve dış çevrenin denetimi
Bütünleşme, kaynaşma

Sensoriyal bilgileri toplayıp bunları işleyerek uygun cevapların
oluşturulması
- Motor

Oluşan bu cevapların efektör sinyallerle uygun şekilde hedef
organlara ulaştırılması
Sinir sistemi bölümleri

Merkezi sinir
sistemi (CNS)
–
–
beyin
spinal kord
Sinir sistemi bölümleri

Periferik sinir sistemi
(PNS):
–
–
–

Kranial ve spinal
sinirler
Ganglionlar
Duysal reseptörler
Alt grupları:
–
–
Somatik
Otonomik

Motor komponent:
–
–
–
Enterik
sempatik
parasempatik
Sinir Hücresi
Nöronlar

Sinir hücresi
–
–
–
Hücre
gövdesi
Dendritler
Aksonlar
Aksonal Transport
Nöroglia
CNS
nöroglia
PNS
nöroglia

Nöroglia
–
Nöronlardan
daha çok sayıda

Nöronları çok
çeşitli yönlerden
destekler
İstirahat membran potansiyeli MP)
–70 mV (range –
40 mV to –90 mv).
 RMP nöronda
–
Sonuçları:
 Zarın
her iki yanındaki iyon
konsantrasyonları eşit şekilde dağılmaz.
 Bunu
sodyum ve potasyum pompaları sağlar
İstirahat membran potansiyeli
Dereceli potansiyeller
(Elektrotonik)

Dereceli potansiyel
–
Membran potansiyelinde lokal
değişiklikler olur

Stimuluslara cevaplar
farklılıklar gösterir.
–
Ateşleme eşik sını-
–
rına yaklaşılması
depolarizasyon şeklinde,
–
Eşik değerden uzaklaşılması
ise hiperpolarizasyon
şeklinde kendini gösterir.
Aksiyon Potansiyel


Membranın geçirgenliği
artar ve iyonların akımı
sağlanır
–
Membranda voltaj
değişikliği olur
–
Elektriksel sinyaller
aksonlar boyunca yayılır
Nöronlar arasında voltaj
farkı artar
–
Belirli nöronlar için bu
süreç aynıdır.
Nöronda sinyal iletimi
Voltaj bağımlı kanallar
Aksiyon
potansiyel

2 fazı vardır:
–
Depolarizasyon

Graded potansiyeller
eşik değere doğru
ilerler

Eşik şiddete
ulaşıldığında voltaj
bağımlı Na+ kanalları
açılır

Membran geçirgenliği
geri döner
–
Repolarizasyon

Na+ kanalları kapanır

K+ kanalları açılır
Aksonal iletim

Miyelinize olmayan fibriller
–

Devamlı iletim
Miyelinize fibriller
–
Saltatori iletim

Renvier düğümlerindeki
yüksek yoğunluklu voltaj
kapılı kanallar aracılık eder.

Büyük çaplı aksonlar iletimin
hızlanmasına neden olurlar.

Stimulus yoğunluğunu
belirleyenler:
–
Uyarının frekansı
–
Sensoriyal nöronların
aktivasyon oranı
Multiple Sclerosis
- Caused by progressive destruction of myelin sheaths of CNS
neurons
–
Usually appears between ages of 20 – 40

–
Twice as common in females as males
Auto-immune disease

Immune system spearheads attack
–
Myelin sheaths deteriorate to scleroses (hardened scars or plaques)
•
–
Cause of disease unclear

Genetic and environmental components
–
–
Slows and short-circuits propagation of nerve impulses
Exposure to herpes virus?
No cure

Managed with beta-interferon
–
Reduces viral replication
Synapses

Synapse - functional junction between
neurons or neuron and effector
–
Structure and function change with learning

–
Changes may allow signals to be transmitted or
blocked
In neuron – neuron synapses


presynaptic neuron
post-synaptic neuron
Synapses

Electrical synapse
–
ions flow directly from one cell to
another through gap junctions

fast communication

synchronisation
Synapses

Chemical synapse
–
presynaptic neuron releases
neurotransmitter

elicits postsynaptic potential in
postsynaptic neuron
–
–
–
Excitatory (EPSP)
• depolarises postsynaptic
membrane bringing closer
to firing threshold.
Inhibitory (IPSP)
• hyperpolarises
postsynaptic membrane
moving further from firing
threshold
Postsynaptic neuron integrates
excitatory and inhibitory inputs and
responds accordingly


Spatial summation
Temporal summation
Neural circuits

Divergence
–
Single presynaptic neuron synapses with
several postsynaptic neurons


Example: sensory signals spread in
diverging circuits to several regions of
the brain
Convergence
–
Several presynaptic neurons synpase
with single postsynaptic neuron

Example: single motor neuron synapsing
with skeletal muscle fibre receives input
from several pathways originating in
different brain regions
Neural circuits

Reverberating circuit
–
Once presynaptic cell stimulated causes
postsynaptic cell to transmit a series of
impulses


Example: coordinated muscular activity
Parallel after-discharge circuit
–
Single presynaptic neuron synapses with
multiple neurons which synapse with
single postsynaptic cell

results in final neuron exhibiting multiple
postsynaptic potentials
–
Example: may be involved in precise
activities (eg mathematical calculations)
Regeneration and repair of
nervous tissue


Neruons exhibit plasticity:
–
New dendrites
–
New proteins
–
New synaptic contacts
Limited capacity to regenerate
–
PNS


Damage to dendrites and myelinated axons possible if:
–
cell body intact
–
Schwann cells (myelin producing) remain active
CNS
–
Little or no repair of damage to neurons
Central Nervous System


Neurogenesis
–
Birth of new neurons from undifferentiated stem cells
occurs in hippocampus (area of brain involved in learning)
–
Nearly complete lack of neurogenesis in other parts of
CNS, due to:

Inhibitory influences from neuroglia (particularly
oligodendrocytes)

Absence of growth promoting signals that were present
during fetal development
CNS injury
–
Injury of brain or spinal cord usually permanent

Following axonal damage nearby astrocytes proliferate
rapidly forming scar tissue
–
Physical barrier to regeneration
Peripheral Nervous System

Axons and dendrites of PNS may repair if:
–
Associated with a neurolemma

most PNS cell processes covered with a
neurolemma
–
Cell body intact
–
Schwann cells functional

–
Form neurolemma
Scar tissue does not form too rapidly
Peripheral Nervous System

24-28 hours after injury to neuron:
–

72-90 hours post-injury:
–
–

Nissl bodies (clusters of rough ER) break
up into granular masses (chromatolysis)
Part of axon distal to injury undergoes
Wallerian degeneration

axon swells and breaks up into fragments

myelin sheath deteriorates
Macrophages then phagocytose debris
Later on:
–
Synthesis of RNA and protein accelerates
–
Schwann cells undergo mitosis and form
regeneration tube across injured area

Guides growth of new axon

Eventually forms new myelin sheath