Embed Size (px)
Citation preview
1
Aslı Sade Memişoğlu
Konu 3
Duyu sistemleri
2
1 Duysal Almaçlar (Reseptörler)
• Duysal almaçlar bir uyarana cevap olarak aşamalı (dereceli)
potansiyel üreten özelleşmiş hücrelerdir = Almaç (reseptör)
potansiyeli
• Uyaran çeşidine göre beş temel duysal almaç bulunur:
1. Mekanoreseptörler (Mekanik almaçlar)
2. Termoreseptörler (Sıcaklık almaçları)
3. Fotoreseptörler (Işık almaçları)
4. Kemoreseptörler (Kimyasal almaçlar)
5. Nosiseptörler (Ağrı almaçları)
3
Duysal almaç çeşitleri
Fig. 7-1
Uyaran
EnerjiAlmaç
zarı
Duyu
nöronu
Almaç
hücre
Nörotransmitter
içeren kesecik
MSS’ne
MSS’ne
4
Almaç potansiyeli
Uyaran
Almaç
zarı
İlk
Ranvier
düğümü
MSS’ne
Akson
ucu
Uyaran şiddeti
Almaç potansiyelleri
İlk Ranvier düğümünde aksiyon potansiyelleri
Akson boyunca aksiyon potansiyelleri
Eşik
Dereceli potansiyel, aksiyon potansiyelinden farklıdır
5
2. Birincil duysal şifreleme
• Şifreleme, bir uyartının MSS sinyaline dönüştürülmesidir.
• Oluşan sinyaller hem sıklık hem de şiddet farkları gösterir.
• Uyartı sonucu dereceli potansiyel
• Şiddeti yeterliyse ilk Ranvier düğümünde aksiyon potansiyeli
oluşur
– Farklı şiddetteki uyartılar aksiyon potansiyeli sıklığını değiştirir
– Aksiyon potansiyel şiddeti değişmez!!!
– Çünkü, ya hep ya hiç prensibi ile çalışır
• Adaptasyon: Uzun süren uyartılarda, uyartı şiddeti
değişmediği halde almaç potansiyelinde azalma – aksiyon
potansiyeli sıklığında azalma
• Duysal sistemler 4 uyartı özelliğini şifreler:
– Süresi, çeşidi, şiddeti, bölgesi
6Fig. 7-3
2.1 Uyartı süresi: Hızlı veya yavaş adaptasyon
Hızlı adapte olan almaç
Duyu nöronu
aksiyon
potansiyeli
Almaç
potansiyeli
Yavaş adapte olan almaç
Duyu nöronu
aksiyon
potansiyeli
Almaç
potansiyeli
Uyartı başlangıcı Uyartı sonuZaman
Uzun süren uyartıların
başlangıcında sinyal iletilir ve
sonra hızlıca düşer veya
kaybolur
Ör: Kıyafetler giyildiğinde
hissedilip sonra hissin
kaybolması.
Uzun süren uyartılarda az bir
değişim gözlenir
Ör: Dik dururken kaslardan
gelen sinyaller
7
2.2 Uyartı çeşidi
• Sıcaklık, basınç, ses, ışık vb gibi…
• Her almaç farklı bir uyartıya cevap verir
– Sinyal iletim yolları ve iyon kanalları farklıdır
– Deri almaçları ışığa cevap vermez
• Tek bir duyu nöronunun almaçları aynı çeşit
uyartıya cevap verir
• Bitişiğindeki başka bir nöron ve almaç farklı
uyartılara cevap verebilir
8
2.3 Uyartı şiddeti
Duyu nöronu
Deri
Çubuk
Aksi
yon
pota
nsi
yel
i
Bas
ınç
Zaman
9
2.4 Uyartı bölgesi
MSS
Uyartı Uyartı
Dudaklar: 2 ayrı
nokta hissedilir
Sırt: 1 nokta
hissedilir
• A nöronu almaç alanı daha küçük olduğu
için uyartının yeri daha kesin bilinir
• Almaç alanı ne kadar büyükse yer
belirleme o kadar zorlaşır
10
2.4 Çakışan almaç alanları
Fig. 7-8
B’de daha sık aksiyon
potansiyeli, A ve C’de
daha seyrek aksiyon
potansiyeli uyartının
yerinin belirlenmesini
kolaylaştırır
11Fig. 7-12
Merkezi sinir sistemi
Ara nöronlar
duyu nöronu duyu nöronları
Aksiyon
potansiyeli
yönü
Aksiyon
potansiyeli
yönü
Dağılma Birleşme
3. Duyu sistemlerinde sinir yolları
Bir duyu nöronu birden
fazla ara nöronla sinaps
yapabilir veya birkaç duyu
nöronu bir ara nöronda
birleşebilir
12
3. Duyu sistemlerinde sinir yolları
• Duyu siniri, MSS’ne çıkan yolun başlangıcıdır. Bu
yol boyunca üç ya da daha fazla nöron bulunur.
• Bilgiyi nakleden yollar:
– Özgül yollar: Sadece belirli bir uyartıyı ileten
• Beynin her biri için özelleşmiş bölgelerine gider
– Özgül olmayan yollar: birden fazla uyartıyı ileten
• Beyinde özelleşmemiş bölgelere gider
• Sinyali ayırt edemeyiz fakat farkına varırız
• Bu bölgelerde bilgi akışı son bulmaz.
– Buradan ilişkilendirme alanlarına gider.
• Bilginin karmaşık analizi yapılır
13Fig. 7-14
Serebral korteks
Talamus ve
beyin sapı
Omurilik
DokunmaDokunma
SıcaklıkSıcaklık
Özgül yolaklar Özgül olmayan yolaklar
14
4. Korteksin duysal bölgeleri
Fig. 7-13
Ön lob
ilişkilendirme
bölgesi
Duyma
korteksi
Bedensel-duyusal
korteks
Parietal lob
ilişkilendirme
bölgesi
Tat
korteksi
Görme
korteksi
Oksipital lob
ilişkilendirme
bölgesi
Temporal lob
ilişkilendirme
bölgesi
15
İlişkilendirme korteksi ve algı
• Sinyaller ilişkilendirme merkezlerinde daha ayrıntılı
analiz edilir: farkındalık, dikkat, öğrenme, hafıza, dil,
duygular.
• Tüm sinyaller birbiriyle karşılaştırılır.
– Başımız yana eğik bir pozisyonda bir ağaca baktığımızda o
ağacın dik bir şekilde durduğunun algısı. Hem görme hem de
pozisyon bilgisinin ilişkilendirilmesini gerektirir.
16
Bölüm B
Özel Duyu Sistemleri
17
1. Somatik Duyu
• Deri, kaslar, kemikler, tendon ve eklemlerden
gelen uyartılar somatik almaçlar denilen
almaçlarla sağlanır.
• Bu almaçlar:
– Dokunma ve basınca
– Pozisyon hissi ve harekete
– Sıcaklığa
– Ağrıya
cevap verir
18
1.1 Dokunma ve basınç almaçları
Fig. 7-15
Deri
yüzeyi
A. Meissner cisimciği – hafif dokunma
B. Merkel cisimciği – dokunma
C. Serbest sinir sonu – ağrı
D. Pacini cisimcikleri – derin basınç
E. Ruffini cisimciği – sıcaklık
19
1.1.1. Ağrı
• Ağrı, diğer beden-duyu iletimlerinden oldukça farklıdır.
• İlk uyartının duyu nöronunda oluşturduğu aksiyon potansiyeli
sonrasında ağrı iletim yollarında bir dizi değişiklikler oluşur.
Bu değişimler uyartıya verilen cevabı etkiler.
• Hiperaljezi ağrılı bir uyartıya hassasiyetin artmasıdır. İlk
uyartı bittikten saatler sonra bile ağrı devam edebilir.
• Ağrı, geçmiş deneyimler, duygular ve diğer duyu
sistemlerinin uyarılması ile değişim gösterebilir.
20
1.1.1. Ağrı yönetimi
• Analjezi bilinç veya diğer duyuları etkilemeksizin, ağrının
baskılanmasıdır.
• Ağrının dindirilmesi için çok çeşitli mekanizmalar kullanılır:
– MSS’nin belirli bölgelerinin elektrikle uyarılması
– Farmakolojik ilaçlar (NSAID Apranax) ve Morfin
– Bazı engelleyici nöronlar morfin benzeri kimyasallar salgılar.
– Akupunktur (muhtemel bu engelleyici nöronları uyarır)
– Masaj
21
1.1.1 Ağrı iletimi Fig. 7-16
Ağrı
Ağrı
Duyu ağrı lifi
Çevresel MSS
Beden-duyu
korteksi
Talamus
P maddesi
veya
glutamatmoyor nöronlar
serotonin veya
norepinefrin salgılar
Uyuşturucu
nörotransmitter
Dışarıdan
Morfin
Uyuşturucu almaçları
Beden-duyu
korteksi
Talamus
Çevresel MSS
22
Göndermeli
ağrı
İç organlardan gelen
bir ağrı vücudun başka
bir yerinde ağrı olarak
hissedilir
Çünkü her iki bölgeden
gelen nöronlar aynı ara
nöronlarda birleşir
Beyne giden
duyu sinir yolu
Arka kök
ganlionu
Omur
ganglionu
Ağrı
almacı
Deri
Duyu
sinir lifiKalp
Omurilik
Karaciğer ve
safra kesei
İnce bağırsak
Yumurtalık
Apendiks
İdrar yolu
Akciğer ve
diyafram
Kalp
Mide
Pankreas
Kolon
İdrar kesesi
Böbrek
Karaciğer ve
safra kesei
23
Beden-duyu korteksi
Ön
Arka
Sol yarım
küre
Sağ yarım
küre
Ön lob
Birincil
motor
korteksi
Beden-duyu
korteksi
24
2. Görme
• Göz bölümleri:
– Optik bileşen – görüntüyü almaç hücrelere odaklar
– Sinir bileşeni – Görüntüyü bir grup dereceli ve
aksiyon potansiyeline dönüştürür
25
Işık
Fig. 7-21
26
İnsan gözünün anatomisi
Fig. 7-22
Kas
Kan damarları
Optik sinir
Silier kas
Sklera
Kornea
Göz
bebeği
Optik disk (kör
nokta)
Kan damarları
Sarı nokta
Kan damarları
27
Görme optiği: Kırılma
Nokta ışık
kaynağı
HavaCam
Kırılma
Kırılma
Kırılma yok
28Fig. 7-24
Siliyer
kaslar
Kornea: ışığın girdiği
bölge
İris: giren ışık miktarını
ayarlayan diafram
Zonular
lifler
29
Odaklı
Odak
kayması
Odaklı
Siliyer kaslar gevşek, zonular lifler gergin
– düzleşmiş lens
Uzak nesnelerden gelen ışınlar
neredeyse paraleldir
Siliyer kaslar gevşek
Yakın nesnelerden gelen ışınlar kırılır
Parasempatik sinirler uyarılır, siliyer kaslar
kasılır, zonular lifler gevşer, lens bombeleşir
Yakın nesne odaklanır
https://www.youtube.com/watch?v=qmG5y_pJRDw
30
Normal görüş (uzak nesne belirgin
Yakını gören göz (uzağı göremeyen) –
Göz küresi çok uzun
İçbükey mercekle düzeltilir
Dışbükey mercekle düzeltilir
Uzağı gören göz (yakını göremeyen) –
Göz küresi çok kısa
Normal görüş (yakın nesne belirgin
Miyop
Hipermetrop
https://www.youtub
e.com/watch?v=6Y
xffFmi4Eo
31
Işık almaç (Fotoreseptör) hücreleri
Fig. 7-27
Retinanın
arkasıRetinanın
önü
Çubuk Koni Ganglion hücreleri
(aksonlar optik
siniri oluşturur)
Çubuklar (rod): ışığa
çok hassas
Koniler: ışığa daha az
hassas
Işık yönü
Bipolar
hücreler
32
Görmenin sinir iletim yolları
• Işık sinyalleri fotoreseptörlerin, bipolar hücreler ve ganglion
hücreleriyle etkileşimi sonucu aksiyon potansiyeline
dönüştürülür.
• Fotoreseptör ve bipolar hücrelerde voltaj kapılı kanallar
bulunmadığı için sadece dereceli potansiyel üretebilirler.
Aksiyon potansiyeli ilk olarak gangliyon hücrelerinde
üretilir.
• Buradan beynin görme korteksine iletilir
33
Görmenin iletim yolları
Fig. 7-31
Optik
sinir
Sol göz Sağ göz
Oksipital
lob
Görme korteksi
34
Renklerin görülmesi
• Konilerdeki ışık pigmentlerinin uyarılması
• İnsan retinası 3 çeşit koniye sahiptir:
– 1. L konileri: uzun dalga boyuna cevap verir
– 2. M konileri: orta dalga boyuna cevap verir
– 3. S konileri: kısa dalga boyuna cevap verir
• Çubuklar siyah-beyaz görüşten sorumludur
– Gece görüşü tamamen çubuklar ile sağlanır
35
Mavi
konilerYeşil
koniler
Kırmızı
konilerÇubuklar
Dalga boyu
• Her koni belirli dalga boyunda en verimli uyarılsa da çakışma bölgeleri
vardır.
• Renklerin seçilmesi ayrıca ışığın şiddetine de bağlıdır.
• Belirli bir dalga boyunda farklı oranlarda uyarılan koniler ve çubukların
oluşturduğu sinyallerin toplamı bir rengi oluşturur .
37
Renk körlüğü
• Kırmızı-yeşil renk körlüğü genellikle erkeklerde (her 12 erkekten
1’i) görülür
• Kırmızı veya yeşil koni pigmentleri yoktur veya bozuktur
• Çekinik bir mutasyondan kaynaklanır – kalıtsaldır.
• Kırmızı-yeşil renk körü olanlar 21
olarak görür
• Normal olanlar 74 görür
• Tüm renklere karşı renk körü olanlar
hiç birşey göremez
38
3. Duyma
• Duyma hissi ses fiziğine ve dış, orta ve iç kulak,
beyin sinirleri ve beynin ilgili bölümlerinin
fizyolojisine dayanır.
• Ses enerjisi gaz, sıvı veya katı maddelerden molekül
titreşimleri yoluyla iletilir.
• Moleküllerin olmadığı vakum ortamlarında ses de
olmaz.
39
İnsan kulağının anatomisi
Fig. 7-37
Kulak
kepçesi
Dış
kulak
kanalı
Kulak
zarı
Üzengi
Çekiç Örs Yarım daire kanalı
Kohlea
Orta
kulak
boşluğu
Östaki
borusu
Duyma sinirleri
40
Orta kulak ve Kohlea
Fig. 7-38
Üzengi
Çekiç
Örs
Kohlea
Kohlea
kanalı
Orta kulak boşluğuKulak
zarı
Dış
kulak
kanalı
Yuvarlak pencere
41
Ses iletimiD
ış k
ula
k k
anal
ı
Kulak zarı
hareket
eder
Orta kulak
kemikleri
hareket
ederOval
penceredeki
zar hareket
eder
Basilar zar
hareket
eder
Yuvarlak
penceredeki
zar hareket
eder
Kohlea kanalı
42
Kohlea ve korti organı
Fig. 7-40
Korti
organı
Kohlea
sinirleri
Sinir
lifleri
Basilar
zar
Tüysü
hücreler
Tüysü
hücreler
Korti organı
Kohlea
kanalı
43
Korti organının
tüysü hücreleri
• Tüysü hücreler aslında
mekanik almaçlardır
• Basınç değişimi ile birlikte
siller hareket eder
• Her bükülmede iyon
kanalları açılır ve almaç
potansiyeli oluşur
Kanallar açık
Kanallar kapalı
Duyu nöronları
Kesecikler
45
Duymada sinir yolları
• Kohlea sinir lifleri beyin sapındaki ara
nöronlarla sinapslar yapar.
• Buradan çoklu bir nöron yolu bilgiyi
talamustan duyma korteksine iletir.
46
Vestibular sistem
Fig. 7-42
Vestibulo-kohlea siniri
Vestibula sinirleri
Kohlea sinirleriYarım daire
kanlları
Kohlea
Kohlea kanalı
Kupula Sakkul
Utrikul
47
Yarım daire kanalları
• Bu yapılardan gelen
bilgi:• Göz hareketlerini kontrol etmek
• Pozisyon ve denge sağlamak
• Vücut pozisyonu algısı sağlamak
için kullanılır
49
4. Kimyasal duyular
• Kimyasal almaçlara kimyasal moleküllerin
bağlanması tat ve koku almadan sorumludur
50
4.1 Tat almaçları
• Tat tomurcukları aracılığı ile gerçekleşir. Bunlar portakal
dilimi gibi sıralanmış bir grup hücreden oluşur.
• Hücrelerin üzerlerinde mikrovilluslar bulunur.
– Bunların zarlarında kimyasallara bağlanan proteinler bulunur
• Pekçok farklı kimyasal temel birkaç tat almacını uyarır:
– tatlı
– ekşi
– tuzlu
– Acı
– lezzetli
– Lezzetli: glutamat ve benzer amino asitlerle ilişkilidir.
51
Tat almaçlarında sinyal iletimi
• Tuzlu = sodyum iyonları
• Ekşi = hidrojen iyonları
• Tatlı = glukoz
• Acı = çeşitli zehirli maddeler (bitki alkaloidleri gibi)
• Lezzet = çeşitli protein almaçları ile depolarizasyon
52Fig. 7-47
Tat
tomurcuğu
Duyu siniri
Tat
tomurcukları
Tat hücresi
Tat tüyleri
Tat poruTat
tomurcuğu
Papillalar
Dil
epiteli
Bağ doku
Destek
hücresi
Papilla
Tat poru
https://www.youtube.com/watch?v=xls2GJqZ5Rw
53
4.2 Koku almaçları
• Koku almaç nöronları burun boşluğunun üst kısmında,
koku epitelinde yer alır.
• Hücrelerdeki siller koku moleküllerinin bağlanabildiği
proteinleri içerir
• Nöronların aksonları koku sinirini oluşturur
• Koku almaçlarına bağlanan kimyasallar hücre dışından
içine bir dizi tepkime başlatır ve iyon kanallarının
açılmasına yol açar
– Depolarizasyon oluşur
54Fig. 7-48
Koku
yumrusu Koku siniri Koku siniri
Koku
epiteli
Burun
Koku
epiteli
Akson
Kök hücre
Koku
almaç
hücresi
Siller
Üst dudak
Burnun iç
boşluğu
