Yüzgeçlerin ayağa dönüşmesi sürecine ilişkin genetik şifreler çözüldü.
Son yıllarda bulunan geçiş formlarına ait fosiller, balıkların evrimleşerek karaya geçişlerinin 380 milyon yıl önce gerçekleştiğini gösteriyor.
Tiktaalik adlı bir fosil üzerinde yapılan incelemeler, ilk dört ayaklı (tetrapod) kara hayvanlarının, balıkların yüzgeçlerinin giderek ayağa dönüşmesiyle ortaya çıktığını gösteriyor.
Şimdiyse Ottawa Üniversitesi (Kanada) araştırmacıları, balık embriyolarında yüzgeç gelişiminden iki genin sorumlu olduğunu, bu genlerin kara hayvanlarında bulunmadığını belirlediler. Yani yüzgeçlerin ayağa dönüşerek karasal yaşama kapı açması, bu iki genin kaybolmasıyla gerçekleşmiş.
Marie-Andree Akimenko adlı araştırmacının yönetimindeki Ottawa ekibi Nature dergisinde yayımladıkları çalışmalarında zebra balığı embriyolarının gelişimini gözlemişler ve yüzgeçlerin yapısında önem taşıyan proteinleri kodlayan iki gen belirlemişler.
Bu proteinler, “actinotrichia” adlı ipliksi liflerin yapısında yer alıyor. Balık larvalarında bulunan bu lifler giderek yetişkin balık yüzgeçlerindeki yelpaze biçimli kemiksi çubuklara dönüşüyor.
Bacaklardaysa bu yapıları oluşturan proteinleri kodlayan genlerin olmadığını saptayan bilimciler, varsayımlarını sınamak için en eski balıklardan olan “fil köpekbalıklarını” incelediklerinde aynı gen ailesinin varlığını belirlemişler.
Sonuç; Bu eski gen ailesi kemikli balıklarda varlığını korurken, dört ayaklı hayvanlara evrimleştiklerinde kaybolmuşlar.
Araştırmacılar bu değişime daha güçlü bir kanıt elde etmek için, gelişmekte olan bir zebra balığı embriyosunda bu genleri işlevsizleştirmişler. Deney sonunda embriyonun, kemiksi yelpazesi olmayan “güdük” yüzgeçler geliştirdiği görülmüş. Akimenko ve ekip arkadaşlarına göre bu kemiksi yelpazenin yitirilmesi, yüzgeçlerin ayağa dönüşmesinde çok önemli bir adım.
Ekip, son olarak normal zebra balığı embriyolarının gelişimiyle fare embriyolarını karşılaştırmış.
Prof. Akimenko, yüzgeç gelişimiyle ayak gelişimi karşılaştırıldığında ilk evrelerin çok benzer olduğunu naklediyor. “Ancak, bir noktada yollar ayrılıyor ve bu nokta da sözkonusu iki genin işlev görmeye başlamasıyla örtüşüyor.”
Omurgalı hayvanların ve balıkların evrimiyle ilgili ilk önemli sonuçlara ulaşmış olsak ta hala birçok yönüyle bilim adamları tarafından yeterli derecede anlaşılamamıştır. İlk omurgalı hayvanların 550 milyon yıl önce ortaya çıktığı genel olarak kabul edilmiştir.
Çok uzaktan atamız olan bu hayvanlar bugün bildiğimiz kadarıyla balıklara göre son derece farklıydı. Çenesiz balıklar anlamına gelen ‘Agnatha’ diye isimlendirildiler. Bugün yaşayan ve hala bazı türleri var olan bu balıkların çeneleri yoktur. Bu nedenle bu grubun bir parçası olarak kabul edilirler. Agnatha, bütün soyu tükenmiş ve hala yaşayan bütün çenesiz balıkları kapsamaktadır. Çenesiz balıklar, ağızlarında kemik olmayan ve modern omurgalılar gibi ısıramayan balıklardır. Fakat ağızları olan ve beslenen balıklardır.
Üstelik en eski çenesiz balıklarda rejenerasyon yeteneği olan ve bazı türlerde bir tane beyin, iki veya daha fazla göz ve hayatlarını direkt etkileyen kalıcı bir notokorda bulunan başları vardı. Modern çenesiz balıklar gibi dişleri ve pelvik yüzgeçleri yoktu.
İlk çağda omurgasız hayvanlar denizlere hakimdi. (PALEOZOİK DÖNEM 570-245 MYÖ) Birçok türle ortaya çıkan ve farklı alt türlerin bir numarası olmasından dolayı çenesiz balıklar (AGNATHA) ve ataları önemli gruplardı.
Birçok çenesiz balık, balık asalağı ve bofa balığına benzeyen küçük kurtçuklar gibi hayvanlardır. Diğer çenesiz balıklar kemik plakların bilinmeyen bir değişimiyle evrim geçirmişlerdir. Plaklar onları zırh gibi korumaktadır. Ve boyları 1,5 metreye ulaşmaktadır. Fosil balık asalağı ve Bofa balığı 350 milyon yıl önce bulunmasına rağmen bilim adamları Conodotlardan önce evrim geçirdiklerine inanıyor.
Eski çenesiz balıklar arasında en iyi bilinenler Ostracodermlerdir. Dıştaki zırhlarından dolayı böyle isimlendirilmişlerdir. Bunlar en eski Conodontialardır. Conodontialar küçük ve genelde 7 cm’ den daha az uzunluktadır. İç iskelete sahip olmamalarına rağmen ağız halkası üzerinde dişleri, bir tane dili ve bir tanede kaudal yüzgeçleri vardır. Yaklaşık 515 milyon yıl önce ilk olarak fosil kayıtlarda ortaya çıkmışlardır ve yaklaşık 205 milyon yıl önce ortadan kaybolmuşlardır.
Çenesiz balıkların iki diğer grubu kısa bir süre göründü. Arandaspida yaklaşık 495 MYÖ ve Astraspida yaklaşık 450 MYÖ. Her iki grupta geniş baş kalkanları vardı. Kaudal yüzgeç sanılan yüzgeçler yoktu ve 440 MYÖ yok oldular.
Az bilinen dört adet çenesiz balık grupları tipik Ostacoderm formlarına sahiptiler. Bunların en eskileri Pteraspidomorphan’ın sonuncusu Heterostraci idi. İki iyi gözlü balıklardı, başlarının üzerinde de ağır zırh ve ağızlarını öne ilerletmek ve işaretlemek için bir gagaları vardı. Tek bir omurgası vardı.
Cephalaspidomorpha, Pteraspidomorpha’nın yerini aldı. Bunlardan ilk olarak Anaspida ve Galeaspida evrim geçirmiştir. Bunları izleyen yakın zamanda Osteostraci evrim geçirmiştir. Bu hayvanlar kemik plaklardan dolayı fosil kayıtlarda iyi bilinirler. Kemik plaklar balıkların başlarını korurlar veya Anaspida’da, pul gibi küçük plakları vardı (Anaspid demek koruması, kalkanı yok demektir.)Bu gruplar 430-425 MYÖ ortaya çıktılar ve 360 MYÖ ise soyları tükendi.
Anaspidler yan tarafın aksine karın solungaç açıklıkları olan ilk balıktı. Anaspidlerin oldukça aktif balıklar olduğuna inanılırdı. Oysa Heterostraci ve Galeaspida yavaş hareket eden, dip kısımlarda yaşayan ve çamurdan çürümüş bitki ve hayvan materyalleri emdiğine inanılan hayvanlardı. Çenesiz balıklar içerisinde loblu kuyruk yüzgeçleri olan tek türlerdir. Loblu kuyruk yüzgeçleri modern balıklarda daha çok ortaktır.
Bazı kanıtlarda çenesiz balıklar hemen hemen 360 MYÖ’ e kadar çevrede iken ve dahi yaklaşık 210 MYÖ’ e kadar Conodontia (çeneli balıklar) neticede dünya sularında onların yerini aldılar ve sonra MYÖ 425’te görünmesiyle omurgalıların ölümü artmaya başladı.
Hareketin ortaya çıkışında çenelerle desteklenmiş iskelet, modern balıkların ve insanlığın evriminde önemli bir adımdır. Çeneliler için iskelet, birinci solungaç yayının modifikasyonundan gelmiştir. Süzme, emme ve törpülemenin aksine ısırma kabiliyeti balıkların olduğu yerde bulunan yiyeceklerde fazlaca artmıştır.
Bu olduğunda yaklaşık aynı zamanda çiftleşme yüzgeçleri .(neticede bizim kollarımız ve ayaklarımız olan) evrim geçirdi. Yüzgeçler balıkların yukarıya ve ileriye doğru hareket etmelerini sağlarlar. Bu, yüzme fiziğinde önemli bir durumdur.
En eski çeneli balıklar Placoderm ve Acanthodii olarak isimlendirildiler ve fosil kayıtlarda ilk olarak 435 Milyon Yıl Önce göründüler. Placoderm deri plakalı demektir ve Placodermlerim çoğu, başlarının üzerinde amour (?) plaka ve kemikli pullara sahiptir. Placodermler yalnızca çekici değiller çünkü çift yüzgeçleri, çeneleri ve buna ek olarak İlkel yüzme keseleri evrim geçirmiştir. İlkel yüzme keseleri Osteichtyes’te akciğer olmuş ve omurgalıların yaşamasına izin verir. Ayrıca denizlerden ayrılmalarına ve karada yaşamalarını da sağlar. Placodermler gerekli olan bütün şeylere sahip olan önemli bir gruptu.360 Milyon Yıl Önce soyları tükenmesine rağmen, ağır zırhlarını kaybetmediler.
Çoğu Placoderm’in zırhla kaplanmış büyük başları ve forebodies (?) vardı. Bilim adamları 9 sıra Placoderm’i yeniden düzenledi. Ve bunların en iyi bilinenleri Arthrodira ve Antiarchi idi.
Antiarchi’nin boyu 15-40 cm’e kadar uzanabilmektedir ve dip kısımda bulunduğuna inanılmaktadır. Zayıf çeneleri ve zırhla örtülmüş uzun pektoral yüzgeçleri vardı.
Arthrodira tatlı sularda ilk evrim geçiren ve çokça büyük olan bir gruptur. Dinicthyes ve Titanicthyes gibi bazı türlerde boy 9 metreye kadar ulaşmaktadır. Gemuendima spp. gibi torpil benzeri türlerde içermektedir. Antiarchi zırhla örtülmüş kafaları vardır.
Acanthodii temel olarak köpekbalığı benzeri balıklardı ve kemik plakları vardı. Fakat zırhlı ağır başları yoktu. Bu nedenden dolayı daha fazla manevra yapabilirler ve hızlı hareket edebilirler. Bilinen birçok türü küçüktü. Lateral gözleri, çenelerinde büyük dişleri ve dorso-lateral belkemikleri vardı.
Kemiksi balıklardı ve daha çok tatlı sularda yaşayan türleri saptanmıştı. Acanthodii Placodermler’den daha uzun olduğu için önemliydi ve fosil kayıtlarda 275 MYÖ’ den 175 MYÖ’ e kadar kaldı.
Yaklaşık 20 milyon yıl sonra, şimdi soyu tükenmiş, modern balıkların ataları olan iki grubun ilk görünüşleri fosil kayıtlara 210 MYÖ girdi. Chondrichtyes ve Osteichtyes’lerin her ikisi de aynı zamanda farklı atalardan evrim geçirmiştir.
Chondrichtyes köpek balıkları ve vatozlardır. Bu iki alt sınıf yaklaşık 30 milyon yıl önce evrim geçirdi. Elasmobranchii Holocephali’yi izledi. Bu iki grup denizlerimizde gelişen ve hala var olan gruplardır. Eski üyelerinden temel planda az da olsa sıkça değişim göstermektedir. Üçüncü altsınıf Cladoselarchii, geniş köpekbalığı benzeri hayvanlardır ve az da olsa Holocephali’den sonra görünmüştür. Fakat kısa bir süre hayatta kaldıktan ve görünmeye başladıktan 15 milyon yıl sonra fosil kayıtlarda ortadan kayboldular.
Balıkların en önemli grupları modern denizlerimize hakim olan ve akşam yemeklerimizi oluşturan Osteichtyes idi.(kemikli balıklar).Görünen ilk kemikli balıklar Chondrostei idi. Chondrostei 410 MYÖ ortaya çıkmış ve günümüzde hâlen varlığını korumaktadır.
Onlar ortaya çıktıktan sonra yaklaşık 407 MYÖ Dipnoi (akciğerli balıklar) ve sonra Actinistia,Osteolepiformes ve Panderichyida 460 MYÖ ortaya çıkmıştır. Bu grubun son iki tanesinin, günümüzde, yaklaşık 250 MYÖ soyu tükenmiştir.
Modern balıkların çoğunluğu Neopterygii grubundadır. Yaklaşık 250 MYÖ fosil kayıtlarda sadece son Permian’da içinde, son gelenler olmalarına rağmen Neopterygii’ nin Chondrostei’nin atalarından evrim geçirdiğine inanılır. Hâlbuki ortaya çıkmalarından beri çok önemli oldular ve bugün bilinen balıkların çoğu bu gruptadır.
BALIKLARDA ELEKTRİK DUYULARI
Sinir uyarıları, elektrik uyarıları ve su, özellikle suyun içerdiği çözünmüş mineraller iyi bir elektrik iletkenidir. Bunun anlamı suda yaşayan bir hayvan her zaman bir kası elektrik sinyalleri yaymak için kullanır. Bunların sinyalleri keşfedip birçok balık türünü öğrenmek sürpriz olmayabilir.
Elektrik duyuları olan bir balık avının yerini saptayabilir ve keşfedebilir. Bunu suyun akışına ters doğrultuda kendini gizleyerek yapar. Av parçaları hareket edemiyorsa kumun veya çamurun içine kendini gömer. Torpil balıkları elektrik duyularını gömülmüş avını keşfetmek için kullanırlar. Elektriksel duyulu balıklar yırtıcı hayvanların yaklaşmasını da keşfederler.
Çoğu elektrik duyulu türlerin algılayıcıları Teleostlarda dış oyuk organlar ve Elasmobranch’larda lorenzini ampülleri olarak isimlendirilirler. Bu algılayıcılar hayvanların başında, vücutlarına saçılmış ve yan çizgi boyunca yerleşebilmektedir. Algılayıcılar elektrik iletken jel kanallarından oluşur. Ve bu kanallar çukur olarak isimlendirilen belli noktaların suya açılmasıyla oluşur.
Balıkların kendi hareket doğrultusunda oluşturulan zayıf elektrik alanı, dünyanın elektrik alanı sayesinde belirlediği bilinmektedir. Bu olay göç yapan türler tarafından apaçık bir şekilde kullanılır. Elektriksel uyartıları hissedebilen fakat kendi özel alanlarını oluşturamayan diğer hayvan türleri şunlardır: köpekbalıkları, torpil balıkları, tırpana balıkları, kedi balıkları, paddlefish.
Evrimde diğer bir adım ise nesneleri keşfetmek amacıyla özel bir elektrik alan oluşturmaktır. Balıklar anlamlı bir şekilde ideal elektriğin fazlasını deşarj etmektedir. Dışarıya verilen bu elektrik yaşayan nesneler tarafından hissedilmektedir. Sadece yaşayan organizmalar tarafından değil, organizmaların etrafındaki bütün dünya tarafından hissedilir. Bu torpil balıklarının iki ailesinde ve Teleostlar’ın 10 ailesinde olmuştur. En iyi bilinen elektrikli balıklar, Afrika’nın Elektrikli Kedi Balıkları (Gymnarchus niloticus ) ve Güney Amerika’nın Elektrikli Yılanbalığı (Electrophorus electricus) diğer ilginç olanlar daha az güçlü ise de hala daha varlıklarını korumaktadırlar.
&
Periferik Sinir Nedir? Periferik Sinir Yaralanmaları
Periferik sinir sistemi (PSS), merkezi sinir sistemi (beyin ve omurilik) dışındaki tüm sinir ağını oluşturan bir sistemdir. Görevi, vücudun duyu organlarından beyne bilgi iletmek ve beyinden gelen komutları kaslara ve organlara ileterek hareket, his ve iç organ fonksiyonlarını kontrol etmektir. PSS, duyusal, motor ve otonom (istem dışı) sinirleri içerir ve vücudun her yerine ulaşarak merkezi sinir sistemi ile vücut arasındaki iletişimi sağlar.
İnsanda sinir sistemi iki kısımda incelenir. Bunlardan biri beyin ve omuriliği kapsayan merkezi sinir sistemidir. İkincisi ise beyin ve omurilik haricinde vücutta bulunan sinir lifleri ve sinir düğümlerini (gangliyonları) içeren periferik sinir sistemidir.
Periferik sinirler beyin ve omuriliği vücuda bağlar. Bu sinirler duyu, hareket, koordinasyon gibi fonksiyonları kontrol eder. Ayrıca kalp, bağırsak gibi iç organlara, salgı bezlerine, kan damarlarına dal verirler.
Periferik sinir sistemi başlıca iki tip fonksiyon görür. Somatik sinir sistemini oluşturan lifleri istemli kas kasılması ve duyu sinyallerini taşır. Otonomik sinir sistemini oluşturan lifleri ise bilinçli kontrol olmadan gerçekleşen kalp atışı, tansiyon, terleme, sindirim gibi fonksiyonlarla alakalıdır.
Merkezi sinir sistemi kafatası ve omurga tarafından travmalara karşı korunaklıdır. Ayrıca kan-beyin bariyeri denilen bariyer sayesinde moleküler düzeyde de buraya ulaşabilen maddeler süzgeçten geçer. Periferik sinir sistemi ise bu korumalardan mahrumdur. Periferik sinir lifleri hassas yapılardır ve çeşitli nedenlerle zedelenebilirler. Travma, aşırı kullanım, ilaç yan etkisi, şeker hastalığı, vitamin eksikliği gibi faktörler bunlardan bazılarıdır. Brakiyal pleksus yaralanması, peroneal sinir yaralanması (ayak bileğinde kuvvetsizlik), karpal tünel sendromu (el bileğinde sinir sıkışması) periferik sinir yaralanmalarına örnek verilebilir.
Periferik Sinir Yaralanması Nedenleri
- Sinirin travma sonucu doğrudan kesilmesi veya yırtılması (laserasyon)
- Şiddetli darbe (kontüzyon)
- Ateşli silah yaralanmaları
- Gerilme (traksiyon)
- İlaç enjeksiyonuna bağlı hasar
- Elektrik çarpması
- Otoimmün hastalıklar (Guillain Barré sendromu)
- Sinir sıkışması (tuzak nöropati)
- Şeker hastalığına bağlı sinir hasarı (diyabetik nöropati)
- Aşırı alkol tüketimine bağlı sinir hasarı
- Enfeksiyon (zona)
Periferik Sinir Yaralanması Belirtileri
Şiddetli, dinmeyen ağrı, yanma, karıncalanma, uyuşma hisleri veya duyu hissinin tam kaybı, kas güçsüzlüğü gibi belirtiler olur.
Vücutta tek bir sinir lifi yaralanmışsa mononöropati olarak adlandırılır. Çok sayıda sinir lifi etkilenmişse polinöropati denilir.
Tanı
Tıbbi öykü ve fizik muayene tanının temelidir. Elektronöromiyografi (EMG ve sinir iletim çalışmaları) testleri perfierik sinirlerin fonksiyonel durumunu değerlendirmeyi sağlar. Bilgisayarlı tomografi, MRG, MRG-nörografi gibi görüntüleme yöntemleri hasarın yeri ve şiddeti hakkında fikir verebilir.
Yaralanma Derecesi
Travmatik periferik sinir yaralanmaları Sunderland sınıflamasına göre beş dereceye ayrılır.
- Birinci derece: Yaralanma bölgesinde geri dönebilir düzeyde iletim bloğu vardır. Ameliyat gerekmez. Birkaç saatten birkaç haftaya kadar değişen sürede kendi kendine düzelir.
- İkinci derece: Sinir lifi içinde aksonların devamlılığı bozulmuştur. Genelde ameliyat gerekmez.
- Üçüncü derece: Aksonlar ve sinir lifi içindeki destek yapılar hasara uğramıştır. İyileşme sürecini kestirmek zor olabilir. Ameliyat sırasında sinir iletim çalışması yapılması sinir grefti gerekip gerekmediğini belirleme açısından yararlı olabilir.
- Dördüncü derece: Akson ve çevre dokulardaki hasar fazladır, skar dokusu oluşur. Skar dokusu sinirin yeniden uzamasını ve iyileşmesini önler. Ameliyat sırasında yapılan elektriksel testler sinir lifinden hiçbir elektriksel iletim olmadığını gösterir. Sinir greft ameliyatı yapılır.
- Beşinci derece: Genelde kesi ve şiddetli gerilme yaralanmalarında görülür. Sinir lifi ikiye ayrılmıştır. Tamir edilmesinin tek yolu ameliyattır.
Diğer bir sınıflama Seddon sınıflamasıdır. Buna göre hafiften ağıra üç derece tanımlanmıştır. Birinci derece (nöropraksi), aksonal bütünlük bozulmadan sinir iletiminin bozulduğu durumu ifade eder. İkinci derece (aksonotmezis) aksonun bozulduğu fakat etrafındaki bağ dokusunun devamlılığının korunduğu bir durumdur. Üçüncü derece (nörotmezis) ise bağ dokusu ile beraber tüm sinir lifinin koptuğu duruma karşılık gelir.
Tedavi
Sinir hasarının yeri ve derecesine göre farklı tedaviler uygulanır. Hafif yaralanmalarda fizik tedavi, ortez kullanımı, ilaç tedavisi gibi yöntemler tercih edilir. Fizik tedavide eklem tutukluğu ve kas erimesini önlemek için çeşitli egzersizler yapılır. Elektrik stimülasyonu ile kasların erimesi önlenebilir. Ortez kullanımı ile eklemler uygun pozisyonda tutularak iyileşmeye destek olunabilir. Daha ağır yaralanmalarda ameliyat gerekebilir. Ameliyatlarda sinir tamiri, sinir greftleme, serbest kas transferi, açık dekompresyon gibi farklı teknikler vardır. Ameliyat sonrası maksimum faydayı elde edebilmek için fizik tedavi programı uygulanmalıdır.
Referans
Menorca RM, Fussell TS, Elfar JC. Nerve physiology: mechanisms of injury and recovery. Hand Clin. 2013;29(3):317–330.
&
Heinrich von Waldeyer; Nöron &Glia’ya Yunanca tutkal adı vermiştir.
17. yüzyılda İngiliz fizikçi Robert Hooke ve Hollandalı mikrobiyolog Antonie van Leeuwenhoek’un icat ettikleri mikroskoplar ile dokulara yakından bakmak mümkün hale gelir. 1858’de Alman anatomist Joseph von Gerlach, bir boyama yöntemi geliştirerek beyindeki hücrelerin uzantılarının birbirleriyle bağlandığını bulur. 1873’te İtalyan patolog Camillo Golgi, başka bir yöntem ile von Gerlach’ın hücrelerini daha da detaylandırır. 1887’de, İspanyol anatomist Santiago Ramón y Cajal, Golgi’nin metodu ile beynin günümüzde de kullanılan detaylı çizimlerini oluşturur. Cajal’ın 1889’da Almanya’da katıldığı bir kongrede buluşlarını sunması, birçok bilim insanının Cajal’ın hücrelerinin beynin ana hücreleri olduğu fikrini kabul etmesini sağlar (Albert von Kolliker, Wilhelm His, Auguste Forel). Yunanca’da kiriş anlamına gelen nöron kelimesi ise ilk defa 1891 yılında Alman anatomist Heinrich von Waldeyer tarafından kullanılır. Golgi ve Ramón y Cajal, 1906 yılında çalışmaları ile Nobel ödülü kazanırlar.
Fakat beynimizde, sinir hücreleri dışında başka hücre tipleri de vardır ve onların işlevlerini öğrenmek, tedavisi olmayan hastalıkların çözümü için umut ışığı olabilir. Bu hücrelerden biri glia’dır. Cajal, aslında bu hücreleri de çizmiştir. Ancak glia’nın şekilleri nöronlara nazaran düzensiz ve dağılımları rastgele olduğu için glia üzerinde durmamıştır. 1858’de Alman doktor Rudolf Virchow, beyin dokusunu bağladığını düşünerek glia’ya Yunanca tutkal anlamına gelen bu adı vermiştir. Özellikle 20. yüzyılın ortalarında glia’nın birçok işlevi olduğu düşünülmeye başlanmış, son yarım asırdır da bu hücrelerin hem beynin normal işlemesi için gereken hem de hastalık durumlarında bozulan görevleri keşfedilmiştir. Glia’nın sayısı nöronlardan fazladır ve beyinde en az sinirler kadar önemli işler yapmaktadır. Glia, sinir hücrelerinin elektrik sinyallerini iletmeleri için gereken miyelin maddesini sentezler, toksik maddeleri ortamdan uzaklaşırarak sinirlerin sağlıklı kalmasını sağlar, yeni sinir hücreleri üretir, beynin bağışıklık sistemini oluşturur, enerji metabolizmasını ve hafızayı düzenler (Einstein’ın beyninde matematikle ilgili olduğu düşünülen bölgede yüksek sayıda glia bulunmuştur).
***********************
Nörobilimci ve sanatçı Greg Dunn, sanatçı ve fizikçi Brian Edwards'ın da katkılarıyla özel bir gravür tekniğini kullanarak harika görüntüler ortaya koydu. Aşağıda göreceğiniz görüntüler, her ne kadar beyin tarama görüntüleri olmasa da, bilincin nasıl göründüğüne dair beyninizde hoş bir yansımaya neden olacaktır.
Greg Dunn, 2011 yılında University of Pennsylvania'da sinirbilimi doktorasını tamamlamış ve o zamandan beri de zamanının büyük kısmını resme ayırmıştır. Kendisi sinirbilimi ile sanatı buluşturmuş bir bilim insanı ve sanatçıdır.
Nöron ve Glia Hücreleri:
Nöron veya sinir hücresi, sinir sisteminde bilgiyi ileten ve işleyen, elektriksel olarak uyarılabilen hücredir. Nöronlar birbirleriyle sinaps denilen bağlantılarla iletişim kurar. İnsan beyninde 100 milyar civarında nöron bulunur. Nöronların tek başlarına herhangi bir bilinci olmasa da, milyarlarca hücrenin birbiriyle yaptığı trilyonlarca bağlantı üzerinden iletişim kurması ile bilinç, duygu ve düşünceler ortaya çıkar.
Akson ve Dendritler
Aksiyon Potansiyeli
Beyinde sinyaller elektrik atımları ile iletilir. Sinir hücrelerinde sinyal iletimi için oluşan elektrik atımına aksiyon potansiyeli denir. Her elektrik atımı yaklaşık 0,1 volt gerilimindedir, saniyenin binde biri veya ikisi kadar sürer, aksonlar boyunca saatte 430 km’ye varan hızlarla iletilir. Elektrik atımı sinapsa ulaştığında nörotransmitter denilen kimyasalların sinaptik aralığa salınmasını tetikler. Nörotransmitterler alıcı nöron üzerinde uyarıcı veya baskılayıcı etki yapabilir.
Nöronların her an elektrik sinyali oluşturmaya hazır halde tutulması çok miktarda enerji gerektirir. Beynimiz vücudumuzun ağırlık olarak yüzde ikisi olmasına karşın tüm enerji tüketiminin yüzde yirmisini gerçekleştirir.
Duyu, Motor ve Ara Nöronlar
Nöronlar özelliklerine göre alt tiplere ayrılır. Duyu nöronları dokunma, ses, ışık gibi duyusal uyarılara hassastır ve bu uyarıları merkezi sinir sistemine taşırlar. Motor nöronlar beyin ve omurilikte üretilen hareket sinyallerini kaslara iletir. İnternöronlar (ara nöronlar) ise beyin ya da omurilikte diğer nöronlarla bağlantı kurar. Birbiriyle bağlantılı nöron grubu “nöral devre” olarak da adlandırılır.
Nöron Gelişimi
Nöronlar beynin geliştiği embriyo ve bebeklik döneminde nöral kök hücrelerden meydana gelir. Yetişkin beyninde yeni nöron oluşumu (nörogenezis) büyük oranda durur. Ancak hippokampus ve olfaktor soğancıkta hatırı sayılır miktarda yeni nöron oluşumu yetişkin dönemde de gerçekleşir.
Glia Hücreleri
Nöronların normal çalışabilmesi, hücreler arası ortamın doğru dengede olmasına bağlıdır. Bu ortamı sağlayan ise glia hücreleri denilen sinir sisteminin destek hücreleridir. Glia ismi Yunanca yapıştırıcı anlamına gelen kelimeden türetilmiştir. Böylece sinir sistemini tıpkı bir tutkal gibi bir arada tuttuklarına vurgu yapılmıştır.
Eski bilgiler beynimizde her bir nöron için yaklaşık 10 glia hücresi olduğu şeklinde olsa da yeni çalışmalar bu oranın 1 civarında olduğunu öne sürmektedir. Gelişme döneminde nöron bağlantılarının oluşması, yetişkin beyninde nöronların beslenmesi, yerlerinde tutulması, sinyallerin daha hızlı taşınabilmesi için aksonların yalıtılması, hücre artıklarının temizlenmesi, beynin enfeksiyondan korunması glia hücreleri yardımıyla olmaktadır. Merkezi sinir sistemindeki glia hücreleri oligodendrositler, astrositler, ependimal hücreler ve mikrogliadır. Beyin ve omurilik dışındaki sinirlerden oluşan periferik sinir sisteminde ise Schwann hücreleri ve uydu hücreleri vardır.
Astrositler en çok sayıda bulunan glia hücresidir. Kan-beyin bariyerinin oluşmasında görev alırlar. Fazla potasyum iyonlarını çekip sinaptik uyarılar esnasında salınan nörotransmitterleri temizleyerek hücreler arası ortamın dengesini düzenlerler. Kan damarlarının genişleyip daralmasını da kontrol edebilirler.
Oligodendrositler merkezi sinir sisteminde aksonların etrafında yalıtımı sağlayan miyelin kılıfı oluşturur. Miyelin kılıf sayesinde elektrik sinyalleri daha hızlı ve verimli taşınır.Ependimal hücreler beyin ve omuriliğin iç kısmında bulunan boşlukların yüzeyini örter. Ventriküler sistem denilen bu boşluklar içinde beyin-omurilik sıvısı (BOS) yer alır. Ependimal hücreler BOS’un üretimi ve dolaşımına yardım eder.Mikroglia hücreleri bağışıklık sistemi hücresi olan makrofajların merkezi sinir sistemine özelleşmiş formlarıdır. Beyin hasarı veya enfeksiyon nedeniyle aktive olup inflamasyonyapabilirler. Alzheimer hastalığı, Parkinson hastalığı, ALS gibi sorunlarda mikroglianın rolü olabilir.Schwann hücreleri periferik sinir sistemindeki miyelin kılıfı meydana getirir.Uydu hücreleri merkezi sinir sistemi dışında bulunan duyusal, sempatik ve parasempatik sinir düğümlerindeki destek hücreleridir. Bu düğümlerdeki hücreler arası kimyasal dengenin korunmasına yardım ederler.
von Bartheld CS, Bahney J, Herculano-Houzel S. The search for true numbers of neurons and glial cells in the human brain: A review of 150 years of cell counting. J Comp Neurol. 2016;524(18):3865–3895.
Hücre; hücre zarı, sitoplazma ve genetik materyal olmak üzere üç temel bölümden oluşur.
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
