Biyologlar - Biyolojiye Gerçekçi Yaklaşım

Sinir Sistemi Yapısında Bulunan Hücre Tipleri ve Özellikleri Nelerdir?

Beynin çaşılma mekanizması ve sinir sisteminin işleyiş biçimi oldukça farklı ve birazda karmaşıktır. Bu çalışma sistemi içerisinde çok sayıda farklı mekanizmayı barındırır ve bu mekanizmaların bazılarının çalışma sisytemleri ve özellikleri hala çözümlenememiştir.

Sinir Sisteminde Bulunan Hücre Tipleri ve Özellikleri

Sinir hücresi veya nöron sinir sisteminin temel fonksiyonel birimi. Başlıca işlevi bilgi transferini gerçekleştirmektir. İnsan sinir sisteminde yaklaşık olarak 100 milyar nöron olduğu tahmin edilmekle birl,ikte, Normal bir sinir hücresinin 50.000-250.000 kadar başka nöronla bağlantılıolduğu bilinmektedir. Yaptıkları işlere bağlı olarak farklı şekillerde ve çeşitlerde olabildikleri bilinmektedir.

Nöronların büyük bir çoğunluğu dört farklı yapıya sahiptir: Soma, dendritler, akson ve terminal butonlar.

Soma bölgesinde nucleus ve hücrenin yaşamsal işlevlerini sağlayan mekanizma bulunur.
 
Dendiritler ise isimlerini Yunanca bir sözcük olan dendrondan almışlardır. Bu şekilde isimlendirilmelerinin sebebi şekillerinin bir ağacı andırmasıdır. Dendiritler nöral iletişimin önemli alıcılarıdır. Bir nörondan diğerine geçen mesajlar, mesajı yollayan hücrenin terminal butonlarıyla mesajı alan hücrenin dendirit membranı ya da soma (hücre gövdesi) bölümü arasındaki birleşme yerleri olan sinapslar aracılığıyla iletilir/transfer edilir. Sinapslar işlevlerinden yola çıkılarak isimlerini Yunancada "bir araya gelmek" anlamındaki sunaptein sözcüğünden almışlardır. Sinapstaki iletişim terminal butondan öteki hücrenin membranına kadar olmak üzere tek yönlü bir şekilde gerçekleşir. Nöronun bir diğer bölümü olan akson, çoğu kez miyelin kılıfı ile kaplı uzun ve ince bir tüp şeklindedir. Aksonun temel işlevi bilgiyi hücre gövdesinden terminal butonlara taşımaktır. Aksonun taşıdığı bu temel mesaj aksiyon potansiyeli olarak adlandırılır. Aksiyon potansiyeli, kısa bir nabız atışına benzeyen elektriksel/kimyasal bir olaydır. Bütün aksonlardaki aksiyon potansiyeli her zaman aynı ölçüde ve hızdadır. Aksiyon potansiyeli aksonun dallarına ulaştığında bölünmesine rağmen ölçüsünü kaybetmez. Başka bir deyişle her akson dalı tam gücüyle bir aksiyon potansiyeli alır. Nöronlar aksonların ve dendiritlerin somadan çıkışlarına göre üçe ayrılır. Bunlardan multipolar nöron merkezi sinir sisteminde en çok bulunan bilindik nöron tipidir. Bu tip nöronlar sadece bir akson çıkışına sahipken çok sayıda dendirite sahiptir. Bibolar nöronlar bir akson ve bir dendirit ağacına sahiptir. Duyusal nöronlar genellikle bipolar nöronlardır. Bipolar nöronların dendiritleri duyusal verileri merkezi sinir sistemine iletirler. Diğer tip sinir hücreleri ise unipolar nöronlardır. Bu nöronların hücre gövdesinden çıkan ve kısa mesafede ayrılan tek bir sapı vardır. Unipolar nöronlar da bipolar nöronların yaptığı gibi duyusal verileri merkezi sinir sistemine taşımakla görevlidir (birçoğunun dendiritleri deriyi etkileyen duyusal olayları saptarken diğerleri kaslar, eklem yerleri ve iç organlardaki olayları saptamakla görevlidir). Terminal butonlar aksonların ince dallarının ucunda bulunan küçük yumrulardır. Terminal butonlar bir aksiyon potansiyeli onlara ulaştığında, nörotransmitter adı verilen kimyasalları salıverir. Nörotransmitterler diğer hücreyi (onları alan hücreyi) uyarır (excites) veya ketler (inhibits). Bu şekilde diğer hücrenin aksonunda bir aksiyon potansiyeli oluşup oluşmayacağını belirler.

Sinir sistemi yapısal ve fonksiyonel olarak, merkezi sinir sistemi ve çevresel (periferal) sinir sistemi olmak üzere ikiye ayrılmaktadır. Merkezi sinir sistemi beyin ve omurilikten oluşur. Sinir sistemi bütün vücudu kaplayan bir ağ şeklinde olup, bu sistemin doku ve organlarda bulunan kısımlarına çevresel sinir sistemi adı verilir.

Sinir sistemi canlı vüdudunda üç temel görevi yerine getirir:

1) Hücrelerin spesifik kimyasalların (nörotransmitterler) bağlandığı ve hücrenin aktivitesini değiştirdiği kısımdan bilgi alır. Bu kısımlara reseptör denir.

2) Hücrelerin reseptörler aracılığıyla ile aldığı sinyali işler ve uygun cevabı oluşturur.

3) Diğer hücrelere ve organlara, uygun cevabı oluşturmaları için sinyaller gönderir.

Sinir sisteminin temel taşı olan iki hücre tipi görevleri nelelerdir? Nöronlar ve glia hücreleridir.

Nöronların Yapısı

Çift katmanlı lipit moleküllerinden meydana gelen ve içinde özel fonksiyonlara sahip çeşitli protein molekülleri bulunan membran yapı nöronun  sınırını oluşturur. Membranda bulunan proteinler bilginin iletimi açısından çok önemlidir. Hücre, içinde özelleşmiş küçük yapıları barındıran jöle benzeri bir madde ile doludur. Bu maddeye sitoplazma adı verilir. Sitoplazmanın içindeki özelleşmiş küçük yapılardan olan mitokondri, glikoz gibi besinleri parçalar ve böylelikle hücrenin işlevlerini gerçekleştirmesi için gereken enerji sağlar.

Mitokondri, adenozin trifosfat (ATP) denilen kimyasalı üretir. Hücrenin iç kısmında ise çekirdek (nucleus) bulunur. Çekirdek yapı içinde kromozomları barındırır. Proteinler, hücrenin yapısını oluşturmanın dışında enzim olarak da görev yaparlar. Enzimler belli molekülleri birleştirir ya da ayırırlar. Proteinler, hücre içi madde naklinde de devreye girerek mikrotübül adı verilen uzun protein dizileri vasıtasıyla maddelerin aksonun bir ucundan diğerine sevk edilmesini gerektiren aktif bir süreç olan aksoplazmik taşımayı sağlarlar.

Bazı nöronların yaklaşık 400,000 kadar dendiriti olabilir.

İnsan sinir sisteminde milyarlarca hücrenin var olduğundan bahsetmiştik. Bu hücreler, sinir sisteminde hücreler arasındaki iletişimi sağlamak için oldukça önemlidir. Tüm nöronların, bu görevi yerine getirebilmeleri için sahip oldukları ortak özellikler vardır.

Bunlar;
1) Bütün nöronlar çevresel uyaranlara cevap verebilir.

2) Nöronlar elektriği çok iyi iletebilirler. Uyaranlara karşı elektriksel sinyal ile yanıt verirler ve bu yanıtı bir hücreden diğerine çok hızlı bir şekilde iletebilirler.

3) Bir elektriksel sinyal, nöronun ucuna ulaştığında, nöron nörotransmitter adlı uyarıcı kimyasal maddeler salgılar. Nörotransmitterlerde, nöronların çevresindeki hücreleri uyarır.

Sinir sisteminde üç farklı tipde nöron vardır.  

1- Afferent nöronlar - Duyu nöronları - (afferent-sensory)  
2- Efferent nöronlar - Motor nöronlar
3- İnternöronlardır  - Bağlantı nöronları

Bu neronlar Duyusal nöronlar, Motor nöronlar ve İnternöronlar (ara nöronlar) olarakta adlandırılırlar

Afferent Nöronlar

Duyusal nöronlar denilen özelleşmiş hücreler çevreden koku, tat, dokunma ve ses vasıtasıyla aldıkları bilgiyi beyne iletir. Afferent nöronlar (duyusal) merkezi sinir sisteminde, çevreden aldıkları sinyalleri iletirler. Bu nöronlar reseptörleri aracılığıyla uyarılır ve oluşan aksiyon potansiyeli ile sinyali iletirler. Aksonları aracılığıyla ilettikleri sinyaller omuriliğe ulaşır.

Efferent Nöronlar

Motor nöronlar kasların kasılmasını kontrol ederek hareketi sağlar.Bu nöron türü çevresel sinir sisteminde bulunur. Fakat hücre gövdeleri merkezi sinir sisteminden kökenlenmiştir. Merkezi sinir sisteminden gelen sinyaller efferent nöronlara ulaşır ve bu nöronlarda vücudun vereceği yanıtı etkiler. Vücuttaki organlar bu nöronlardan aldıkları sinyallere göre uygun bir yanıt oluştururlar.

İnternöronlar

Tamamen sinir sistemi içinde bulunan internöronlar (ara nöronlar) ise yanlarındaki nöronların yanında circuit (döngü) oluşturur (circuit lokal internöronlar tarafından gerçekleştirilir). Nakilci internöronlar ise beynin bir bölgesinde bulunan lokal internöronun oluşturduğu döngüyü (circuit) başka bir yerdeki döngüye bağlar. Beyindeki nöron döngüleri bu bağlantılardan yararlanarak öğrenme, algı için gereken işlevleri gerçekleştirir.

Bu nöronlar tamamen merkezi sinir sisteminde konumlanmışlardır. Bu nöronlar vücuttaki toplam nöronların %99’unu oluştururlar. İki tane temel fonksiyonu vardır. Bu işlevlerinden biri, affarent ve efferent nöronlar arasında konumlanması ve bu nöronlar arasında bilgi alışverişini sağlamasıdır.

Glia Hücreleri - Nöroglia

Nöronlar kadar iyi bilinmeseler de, merkezi sinir sisteminin %90’ını oluştururlar. Glia hücreleri nöroglia olarak da adlandırılır. Sinir hücresi bulunmayan ve hücre dışı gerçekleşen olaylar karşısında hücrenin kendi metabolizmasını koruma eğilimi bulunan hücrelere nöroglia denilmektedir.

Nöronlar gibi uzun dallanmalar yapmazlar. Nöronların aksine, glia hücreleri elektriksel sinyal üretmezler. Esas görevi nöronları beslemek ve korumaktır. Nöronlar çoğalmak beslenmek ve sinaps oluşturmak için glia hücrelerine bağımlıdır.

Glia (Nöroglia) Hücrelerinin Özellikleri Nelerdir?

    Sinir sisteminde bulunan nöronlara destek olur.
    Nöroglia hücreleri sinir dokunun beslenmesi solunumu ve onarımında önemli rol oynamaktadır.
    Glia hücreleri nöronların koruyucu kılıfını oluşturmakta görevlidir.
    Glia hücreleri sinir sistemindeki iyon konsantasyonunu kontrol ederek nöronların metabolizmasını ve faaliyetlerini düzenlemek konusunda görevlidir.
    Nöroglia hücreleri ara madde oluşumda önemli bir göreve sahiptir.
    Glia hücre çeşitleri arasında yer alan mikroglia hücreleri merkezi sinir sistemini patojen ve hastalıklara karşı korumakla görevlidir.
    Merkezi sinir sistemindeki nöronların miyelin kılıfını oligodendrosit, çevresel sinirlerde ise schwan hücreleri tarafından oluşturulur.

Merkezi sinir sisteminde dört çeşit glia hücresi bulunur. Bunlar; astrositler, oligodendrositler, mikroglialar ve ependymal hücrelerdir. Çevresel sinir sistemindeki glia hücreleri ise; Schwann hücreleri ve satellit hücreleridir.

Nöroglia (Glia) Hücrelerinin Çeşitleri ve Özellikleri

•     Schwann Hücreleri
•     Oligodendrositler
•     Astrositler
•     Ependimal Hücreler
•     Mikroglia Hücreleri

Astrositler

Merkezi sinir sistemdeki nöronların içerisinde bulundukları sıvı ortamın içeriğini düzenlemekle sorumlu olan glia hücrelerine astrositler denilmektedir. Beyin ve kan arasında engel oluşturarak briçok maddenin kandan sinir dokusuna geçişini engellemektedir. Astrositlerin şekli yıldıza benzer. Vücutta en fazla miktarda bulunan glia hücreleridir.

Astrositler, Sinapsların şeklinin ve fonksiyonunun, nöronlar arasındaki iletişimi sağlayacak şekilde konumlandırılmasını sağlar.Nörotransmitterler salındığında bazen bu kimyasalları alarak sinyali durdurur. Aldığı kimyasalları da yeni bir nörotransmitter yapımı için kullanır.Beyinde küçük kan damarlarının oluşmasını ve kan-beyin bariyerinin yapılandırılmasını sağlar.Beyindeki hasarların onarılmasında görev yapar. Nöronları uygun pozisyonda tutan bir yapıştırıcı görevi görür. Gelişim sırasında da nöronların uygun şekilde hareket etmesini sağlar.

•Beyin sıvısında olması gerekenden fazla miktarda potasyum iyonu bulunduğunda bu iyonları hücre içine alır ve böylece beyin sıvısındaki sodyum ve potasyum iyonu oranını sabit tutar.

Oligodendrositler

Bu tür nöroglia hücreleri merkezi sinir sisteminde bulunan nöronların miyelin kılıfını oluşturan hücrelerdir. Sinir sisteminde bazı nöronların aksonları miyelin kılıf içerir bazı nöronlar da içermez. Miyelin kılıfa sahip nöronlarda sinyal iletimi diğer nöronlara göre daha hızlı gerçekleşir. Nöronlarda bulunan miyelin kılıfın hasar görmesi, kişide bilişsel bozukluklara ve hareket kabiliyetinde bozukluklara neden olabilir.

Mikroglia

Makroja benzeyen ve merkezi sinir sisteminin savunma görevini üstlenen glia hücrelerine mikroglia adı verilir. Mikroglialar, merkezi sinir sisteminin bağışıklık sistemi hücreleri olarak görev yaparlar. Beyni toksik maddelere karşı korur, nörogenezi (nöronların çoğalması) ve oligodendrositlerin çoğalmasını destekler. Ayrıca, yaşlanan nöronların ölümünü tetikler ve bu nöronların miyelin kılıfını hücre içine alır. Bu miyelinin tekrar kullanılmasını da sağlayarak, miyelin geri dönüşümü yapar.

Ependymal Hücreler

Beyin karıncıkları ve omurilik duvarını döşeyen glia hücrelerine ependimal hücre denilmektedir. Beyin içerisinde omirilik sıvısını oluşturmada önemli bir rolü bulunmaktadır.Beyinde bulunan ve uzun, tüp şeklinde hücrelerdir. Bazı durumlarda, nöronları oluşturarak kök hücre görevi görürler. Buna ek olarak, kök hücrelerin ve nöronların aktivitesini desteklemek için çok sayıda büyüme faktörü salgılarlar. Akuaporin isimli su geçişini kontrol eden kanallar, beyindeki hücreler arasında sadece bu hücre sınıfında bulunur. Bu sayede beyin sıvısının su oranını kontrol eder.

Schwann Hücreleri

Merkezi sinir sistemini oluşturan beyin ve omurilik dışında kalan sinir sistemi bölümüne periferik sinir sistemi denilmektedir. Schwann hücreleride periferik sisteminde bulunan miyelin kılıfları oluşturan hücreler olarak bilinmektedir. Çevresel sinir sisteminde sinir uzantılarının çevresinde bulunur ve miyelin kılıfı üretir. Ayrıca, hasarlı sinir uzantılarının onarılmasında da görev yapar. Oligodendrositlerin merkezi sinir sisteminde yerine getirdiği işlevleri, çevresel sinir sisteminde yapar.

Satellit Hücreleri

Bu hücreler hakkında bilinenler henüz çok kısıtlıdır. Nörotransmitterlerin oranını düzenlerek, çevresel sinir sistemindeki nöronların etrafındaki madde miktarını kontrol ettiği bilinmektedir.

Kaynakça:

 https://www.myvmc.com/anatomy/central-nervous-system-cns/
 http://www.bilgiustam.com/sinir-sisteminde-bulunan-hucre-tipleri-ozellikleri/
 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165017310000524?via%3Dihub
 https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00401-009-0624-y
 https://www.nature.com/articles/nri.2017.125