SİNİR HÜCRESİNİN İŞLEVSEL YAPISI Yrd. Doç. Dr. Besim Özaykan

Nöron doktrininin kurucusu: Santiago Ramón y Cajal

Sinir sisteminin hücreleri Merkezi sinir sistemi 100 milyar nöron; bunun 10-50 katı glial hücrelerden oluşur Genlerimizin %40’ı merkezi sinir sisteminin oluşumuna katkı yapmaktadır Nöronlar elektriksel sinyaller üretme yeteneğine sahip

Glial hücreler Nöronların aksine erişkin insanda da bölünmeye devam ederler Çoğalma yetenekleri beyin hasarı sonrasındaki iyileşme açısından önem taşır

Makrogliyalar Makrogliyalar: 3 tiptir: 1) Oligodendrosit: MSS’de miyelin kılıfını oluştururlar 2) Schwann: Periferik sinirlerde miyelin kılıfını oluştururlar 3) Astrosit: İki tiptir: Fibröz- Ak maddede bulunur Protoplazmik-Gri maddede bulunur

SİNİR SİSTEMİNİN BAŞLICA GLİYA HÜCRELERİ-1 A: Merkezi sinir sisteminde, aksonların, oligodendrositler tarafından miyelinizasyonu. Bir oligodendrosit, 40 kadar aksona uzantılar gönderir. Ak maddedeki miyelin kaynağıdır. Gri maddedeki ise nöronları destekler.

SİNİR SİSTEMİNİN BAŞLICA GLİYA HÜCRELERİ-2 B: Periferik sinirlerde, Schwann hücrelerinin aksonlarla ilişkisi. Schwann hücresi hücre zarının, kendini, akson etrafında nasıl defalarca sardığına dikkat ediniz. C: Astrositler, merkezi sinir sistemindeki en yaygın glialardır. Hem kapiler hem nöronlara temas ederler. Besleyici bir işlevi olduğu sanılmaktadır. Kan-beyin engelinin yapısına da katılırlar.

Astrositlerin temel işlevleri Kan kapilerlerine uzantılar gönderir: damarların kan beyin engelini oluşturan sıkı kavşaklar yapmalarını uyarır Sinapsları ve sinir hücre yüzeylerini çevreleyen uzantılar gönderir

Protoplazmik astrositler Nörotrofik maddeler salar Zar potansiyeline sahip, ancak aksiyon potansiyeli üretmez K+, glutamat ve gama amino butirik asiti geri alarak uygun iyon ve nörotransmiter yoğunluğunu sağlamaya yardım eder

Mikrogliyalar Mikrogliyalar: Doku makrofajlarına benzer, doku artıklarını uzaklaştırırlar (travma, enf., hastalık) Sinir sistemi dışındaki makrofajlardan başkalaşırlar Fizyolojik ve embriyolojik olarak diğer sinir hücreleri ile bağlantılı değildir

A) Memeli sinir sistemindeki bazı nöron tipleri Yalancı unipolar hücre Memeli sinir sisteminde bazı nöron tipleri. Unipolar nöronlar, algılayıcı (reseptif) yüzeyler ve salıverici sonlanmaları bulunan tek uzantıya sahiptir. B) Bipolar nöronlar hücreye bilgiyi taşıyan dentrit ve hücreden çıkan bilgiyi aktaran akson olmak üzere iki özelleşmiş uzantıya sahiptir. C) Bazı duysal nöronlar, bipolar hücrelerin yalancı-unipolar hücreler olarak adlandırılan alt grubuna dahildir. Some of the types of neurons in the mammalian nervous system. A) Unipolar neurons have one process, with different segments serving as receptive surfaces and releasing terminals. B) Bipolar neurons have two specialized processes: a dendrite that carries information to the cell and an axon that transmits information from the cell. C) Some sensory neurons are in a subclass of bipolar cells called pseudo-unipolar cells. As the cell develops, a single process splits into two, both of which function as axons—one going to skin or muscle and another to the spinal cord. D) Multipolar cells have one axon and many dendrites. Examples include motor neurons, hippocampal pyramidal cells with dendrites in the apex and base, and cerebellar Purkinje cells with an extensive dendritic tree in a single plane. (From Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM [editors]: Principles of Neural Science, 4th ed. McGraw-Hill, 2000.) Omurgasızlardaki nöron Retinanın bipolar hücresi Arka kökün gangliyon hücresi

B) Memeli sinir sistemindeki bazı nöron tipleri Üç tip mültipolar hücre Memeli sinir sisteminde bazı nöron tipleri. D) Bir akson ve bir çok dentrite sahip multipolar hücreler. Örneğin motor nöronlar, tepe ve tabanında dentritleri bulunan hipokampal piramidal hücreler, tek düzlemde yaygın dentritik ağacı bulunan serebellar Purkinje hücreleri. (From Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM [editors]: Principles of Neural Science, 4th ed. McGraw-Hill, 2000.) Serebellumun Purkinje hücresi Omuriliğin motor nöronu Hipokampusun piramidal hücresi

Miyelinli ve miyelinsiz lifleri içeren sinirin enine kesiti Figure 5-15 Cross section of a small nerve trunk containing both myelinated and unmyelinated fibers. Downloaded from: StudentConsult (on 29 March 2007 08:21 AM) © 2005 Elsevier

Miyelinli aksona sahip motor nöron Hücre gövdesi Aksonun başlangıç segmenti Ranvier düğümü Terminal düğmeler Motor nöron, çekirdeği ve dentrit adlı uzantıları bulunan hücre gövdesi (soma) ile akson tepeciğinden (axon hillock) başlayan uzun fibröz aksondan oluşmuştur. Aksonun ilk kısmı başlangıç segmenti adını alır. Miyelin kılıfı Schwann hücrelerinden oluşur ve, akson sonlanması ile Ranvier düğümleri dışında, aksonu sarar. Terminal düğmeler terminal sonlanmalarda yerleşiktir. Motor neuron with a myelinated axon. A motor neuron is comprised of a cell body (soma) with a nucleus, several processes called dendrites, and a long fibrous axon that originates from the axon hillock. The first portion of the axon is called the initial segment. A myelin sheath forms from Schwann cells and surrounds the axon except at its ending and at the nodes of Ranvier. Terminal buttons (boutons) are located at the terminal endings.

Sinir liflerini izole eden Schwann hücresi Figure 5-16 Function of the Schwann cell to insulate nerve fibers. A, Wrapping of a Schwann cell membrane around a large axon to form the myelin sheath of the myelinated nerve fiber. B, Partial wrapping of the membrane and cytoplasm of a Schwann cell around multiple unmyelinated nerve fibers (shown in cross section). (A, Modified from Leeson TS, Leeson R: Histology. Philadelphia: WB Saunders, 1979.) Downloaded from: StudentConsult (on 29 March 2007 08:21 AM) © 2005 Elsevier

Figure 5-16 Function of the Schwann cell to insulate nerve fibers Figure 5-16 Function of the Schwann cell to insulate nerve fibers. A, Wrapping of a Schwann cell membrane around a large axon to form the myelin sheath of the myelinated nerve fiber. B, Partial wrapping of the membrane and cytoplasm of a Schwann cell around multiple unmyelinated nerve fibers (shown in cross section). (A, Modified from Leeson TS, Leeson R: Histology. Philadelphia: WB Saunders, 1979.) Downloaded from: StudentConsult (on 29 March 2007 08:21 AM) © 2005 Elsevier

Miyelinli aksonda sıçrayıcı iletim Figure 5-17 Saltatory conduction along a myelinated axon. Flow of electrical current from node to node is illustrated by the arrows. Downloaded from: StudentConsult (on 29 March 2007 08:21 AM) © 2005 Elsevier

Miyelinsizleştirici (demiyelinizan) hastalıklar Miyelin kılıfının harabiyeti ile birliktedir Potasyum kaybı hiperpolarizasyona yol açar Sinir iletimi çok yavaşlar veya kaybolur Multipil skleroz en önemli hastalık tipidir:

Multipil sklerozda miyelin hasarı

Multipil sklerozda sinirsel iletimin aksaması

Multipil sklerozda işlevsel bozukluğunun mekanizması Genetik ve çevresel faktörler etkili Otoimmün bir hastalık Antikor ve lökositlerin miyeline hasar vermesi Voltaj kapılı K+ kanallarından K+ sızıntısı Hiperpolarizasyon Aksiyon potansiyelinin iletilememesi

Başlıca klinik belirtiler Kas zayıflığı, yorgunluk, sıcak ortama dayanaksızlık Bulanık görme, konuşmanın yavaşlaması Mesane işlev bozukluğu

Dinein ve kinezin ile mikrotübüller boyunca aksonal taşınım Axonal transport along microtubules by dynein and kinesin. Hızlı ve yavaş aksonal ortograd taşınım hücre gövdesinden terminale doğru akson uzunluğu boyunca mikrotübüllerle gerçekleşir. Retrograd taşınım terminalden hücre gövdesine doğru yapılır. Fast and slow axonal orthograde transport occurs along microtubules that run along the length of the axon from the cell body to the terminal. Retrograde transport occurs from the terminal to the cell body. (From Widmaier EP, Raff H, Strang KT: Vander's Human Physiology. McGraw-Hill, 2008.)

Mikrotübül boyunca işlev gören moleküler motorlar

Akson boyunca olan taşınımın özellikleri

Aksonal taşınım Anterograd: hızlı: 400 mm/gün, yavaş: 0.5-10 mm/gün. Retrograd: 200 mm/gün, sinir büyüme faktörü (NGF), bazı veziküller Sinir kesildiğinde, Wallerian dejenerasyonu

Sinir Yozlaşması (Dejenerasyonu) Figure 10-9 Nerve degeneration. A, Normal neuron. B, Degenerating neuron. ER, endoplasmic reticulum

Uyarılma ve iletim Elektriksel, kimyasal ve mekanik olarak uyarılma Elektriksel değişiklikler: Yayılmayan: yerel (lokal)-sinaptik, jeneratör, elektrotonik potansiyeller Yayılan: aksiyon potansiyelleri (sinir dürtüleri-impulsları-)

Aksiyon potansiyelinin özellikleri Akson boyunca terminale kadar yayılır Yayılma boyunca büyüklük ve hızını korur Kendini besler Aktiftir Hücre zarının içi ile dışı arasındaki iyon akımındaki değişikliklere bağlıdır

Akson sonlanması ile ilişkili yapısal elemanlar

Sinir Lif Tipleri Ve İşlevleri

Erlanger-Gasser’e göre sinirlerin sınıflandırılması

Nörotrofinler

İşlevleri Sinir hücresinin yaşamını sürdürmesinin ve büyümesinin sağlanması NGF’e karşı olan antikor immünosempatektomiye yol açmaktadır Beyin kaynaklı nörotrofik faktör (BDNF) eksikliği deneysel çalışmalarda dejenerasyona açmaktadır

Nörotrofin üreten hücreler Sinirin innerve ettiği kas ya da diğer doku Sinirin kendisi (kavşak ardı-postsinaptik-nöronu etkiler Astrositler

Nörotrofinler Tablo 2-4. Nörotrofinler.

Sinirlerin gelişmesini etkileyen diğer etkenler Silyer nörotrofik faktör (Schwann ve astrosit kaynaklı) Glial hücre hattı kaynaklı nörotrofik faktör Lösemi inhibitör faktörü İnsülin benzeri büyüme faktörü Transforme edici büyüme faktörü Trombosit kaynaklı ve fibroblast büyüme faktörleri

TEŞEKKÜR EDERİM