İlginç Sinir Hücreleri- Sinir Hücreleri Hakkında Biyoloji Dersi Konu Anlatımı

SİNİR HÜCRELERİ

Tipik bir sinir hücresinin ortalama sinap sayısı

1000-10000

Sinir hücresinin çapı

4 mikrometre (granül hücresi)-100 mikrometre (omurilik motor sinir hücreleri)

Sinir hücresinin çapı

3-18 mikrometre

Zürafa birincil getirici aksonunun uzunluğu (boyun topuk arası)

457 cm

Mürekkep balığı dev aksonunun dinlenme zar potansiyeli

-70 mV

Aksiyon potansiyelinin iletim hızı

0,6-120 m/s

Tek bir sodyum-potasyum pompasının azami taşıma hızı

200 sodyum iyonu/sn; 130 potasyum iyonu/sn

Sodyum-potasyum pompalarının ortalama sayısı

Zar yüzeyinin mikrometrekaresi başına 1000 pompa

Bir küçük nöronda Sodyum-potasyum pompalarının ortalama sayısı

1000000

Mürekkep balığı dev aksonundaki sodum-potasyum pompalarının yoğunluğu

300 /mikrometrekare

Mikrotübül çapı

20 nm

Mikrofilamentin çapı

5 nm

Nörofilamentin çapı

10 nm

Sinir hücresi zarının kalınlığı

5 nm

Mürekkep balığı dev aksonunun zar kalınlığı

50-100 Angstrom

Tipik sinaptik yarık mesafesi

10-20 nm

Golgi yöntemiyle boyann toplam nöron yüzdesi

%5

Yavaş aksoplazmik taşıma hızı

2-4 mm/gün (aktin, tubulin)

Orta aksoplazmik taşıma hızı

15-50 mm/gün (mitokondri proteinleri)

Hızlı aksoplazmik taşıma hızı

200-400 mm/gün (peptidler, glikolipidler)

Bir sinaptik kesecikteki sinir ileti madde molekülünün sayısı

10000-100000

Sinaptik keseciğin çapı

50 nm (küçük) 70-200 nm (büyük)

Nörofilamentlerin çapı

7-10 nm

Mikrotübüllerin çapı

25 nm

Ranvier boğumları arası uzaklık

150-1500 mikrometre (lifin çapına bağlı)

Miyelin kılıfın yüzde olarak bileşimi

%70-80 lipid; %20-30 protein

Görevleri Gerçekten İmkansız

Dakikada 250000 yeni hücre oluşturacaklar Ve 2 yıl gibi kısa bir sürede 100 milyar çalışana sahip bir bilgi işlem şirketi kuracaklar 60-80 yıl boyunca nüfusları bir daha artmayacak Bu mucize şirkette izin yok, yeni işe almalar yok Ölünceye kadar aynı personel çalışmak zorunda Mesai, 24 saat Ölen veya hastalananların yeri komşu personelce doldurulacak

Merkezi Sinir Sisteminin oluşumu ve gelişimi gerçekten inanılmaz ve heyecan vericidir

Tek hücre sürekli ikiye böyünerek çoğalmaya başlar Bu ikiye bölünme katlanarak devam eder bir fisyon reaksiyonu gibi Yorulmak nedir bilmeden bölünmeyi sürdürürler Önceleri birbirine benzer oluşan bireyler Fakat zaman gelince farklılaşmaya başlarlar Ve bunların içinde öyel bir hücre sınıfı gelişmeye başlar ki diğerlerinden çok çok farklıdır Gövdesinin etrafında uzun ince kollar vardır Yok yok bu bir kamçılı hayvan örneği değildir Doğanın en muhteşem hücresidir Elektrik akımı üretebilir, uyarılabilir, elektriği kimyasala çevirebilir Dünyaraki ilk günlerinde çoğalma hızı gerçekten muhteşeme bir hızdadır: Dakikada 250000 Böylesine korkunç bir bölünme hızıyla çoğalmaktadır Çünkü içinde bulunduğu garantili sıvı ortamdan çıkması çok uzun sürmeyecektir ve bir daha yıllar boyunca asla çoğalamayacaktır Ancak kendisine eskortluk eden glialleri çoğalabilecektir ve 2 yaşına gelinceye kadar toplam sayıya ulaşmalıdır Akrabası olan diğer bireyler kadar şanslı değldir Hasar gördüğünde ya da öldüğünde açığı kapatmak için bölünemeyecetir İçindeki DNA'nın saati çok kısa bir süre için bölünmesine izin vermektedir Oysa o 60-80 belki daha uzun yaşayacaktır Sayıları yüz milyarlara ulaşıncaya bölünmeye devam ederler Saniyede 6 trilyon işlem yapabilecek kadar zekidir Yeryüzünde hiç bir bilgisayar, işlemci onun kadar hızlı değildir 24 saat bilgi işlem merkezinde çalışır En büyük yardımcısı glial denen dostlarıdır Onun ererji ihtiyacını karşılar ve çöplerini döker ve izolasyonunu sağlarlar

Doğan 100 arkadaşından 40-70 kadarı bilinmeyen bir nedenle ölmektedir üstelik Ölenlerin yerlerini doldurmak için büyürler ve birbirlerine dallar uzatırlar Ömürleri boyunca aynı bilgi işlem merkezinde çalışan arkadaşlarının ölmesiyle oluşan boşlukları doldurmak için de aynı taktiği uygulayacaklardır

Birbirleri ile o kadar sıkı temas haline geçerler ki; aralarındaki dal sayısı 50'den 10 bine kadar çıkabilir Elektriksel ve kimyasal yollarla komşuluk ilişkilerini sürdürürler Bir süper bilgisayar ağının bireyleridir onlar Network ağlarının patenti DNA'larına aittir Üstelik son derece dinamik ve esnek bir yapıdadırlar Öğrenme ve pratiğe bağlı olarak yeni iş bağlantıları kurmayı sürdürür Gereksiz bağları iptal ederler Bunu nasıl başardıkları tam bir sırdır Türlü casuslarla bu gizem aydınlatılmaya çalışılsa da nöronlar şirket sırlarını dışarı vermemektedir İş ahlakları mükemmeldir 24 saat şaşmadan tam kapasite çalışırlar Koordinasyonu sorunu çok az görülür

DNA'larında bir sorun yoksa kendiliklerinden hiç bir rahatsızlıkları olmaz Ancak dış etkenler onları bu kusursuz işleyişini bozabilir Beyin adı verilen şirketlerinin sık görülen bir kaç iflas durumu vardır Parkinson, Alzheimer, ALS, Epilepsi, Felç gibi Bazı şirketler ise daha kuruluştan sorunludur Bunun nedeni yine içlerindeki DNA 'da yatar Onlar dünya üzerindeki bilgisayarlar gibi hantal değildir Bir bilgisayarın içindeki parçaların kendiliğinden manalı bir içimde şekil değiştirdiği görülmemiştir Ama bu 100 milyar çalışanlı şirket üyeleri durumlara adaptasyon ve öğrenmede neredeyse sınırsız yetenektedirler Ve akrabaları olan diğer hücrelerin hiç biri onların yaptığı elektrisel uyarıyı yapamaz Onlar nöronlardır Başlangıçta akıl almaz hızla çoğalırlar ama 20 yaşlarından sonra iyi kullanılmazlarsa hızla sayıları azalır Ölen üyelerin yeri mümkün olduğu kadar fazla bağlantı (dandrit ve aksonla) doldurulmalıdır Yoksa beynin yaşlanması içten bile değildir Zihinsel aktivite nöronları daima dinç tutar

1000 km uzunluğundaki bir bilgi işlem ağının ağırlığı 1300-1400 gramdır Onlar görürler, duyarlar, düşünürler, yaratırlar, hayal ederler, hesap yaparlar, yazarlar, konuşurlar, komuta ederler Doğaya, dünyaya meydan okurlar yaptıkları ile

Bazı türlerdeki nöronlar akıl almaz algı yeteneğine sahiptirler Örnekler mi? İşte:

Yarasalar

* 16 cm'den bir canlının sıcaklığını hissedebilir

* 10 fit'e kadar avının şeklini radar dalgaları ile belirleyebilir

Arılar

* 300 nm ile 600 nm arası dalgaboyu ışınları görebilir

* Balarısının gözleri çepeçevre etrafını görebilir

Kelebekler

* Çok uzak mesafelerden kokuları algılayabilir

* Kanatları üzerindeki tüycükler hava basıncındaki değişimleri çok hassas algılar

Akbaba

* Retinasında 1 mm kareye 1 milyon ışık alıcısı düşer

* 15 bin fit yükseklikten çok küçük kemirgenleri görebilir

Kedi

* 100-60000 Hertz arası sesleri duyabilir

* İnsanda kokuya duyarlı zar doku 4 cm kare iken kedide 14 cm karedir

Bukalemun Ve Denizatı

* Gözlerini birbirinden bağımsız kullanarak aynı anda 2 doğrultuyu görebilirler

* Beyinleri bambaşka bir görüş algılama sistemine sahiptir

Yengeç

* Kıskaç ve duyargaları su akımını ve suyun vibrasyonunu ölçebilir

İstakoz

* 01 mikronluk hareketleri bile algılayabilir

Köpek

* Koku algılayıcı doku 150 cm karedir

* 40 bin hertze kadar ultrasonik sesleri duyabilir

Yunuslar

* Yarasalar gibi hareket etmek ve cisimlerin yerlerini belirlemek için radar dalgaları kullanılır

* 100 bin hertze kadar olan sesleri işitebilir

Yer solucanı

* Vücudu koku alıcıları ile donatılmıştır

Filler

* İnsanın duyamayacağı çok düşük frekanslı sesleri duyabilir (1- 20 bin Hz)

Doğan

* 15 km uzaklıktan 10 cm gibi görür

İguna

* Kumlardaki 2 F derecelik ısı değişimini algılayabilir

Fareler

* 1000-100000 hertz arası sesleri duyabilirler İnsanlar 10-20000 hertz arası sesleri duyabilir

Penguen

* Düz korneaları su içinde temiz bir görüş sağlar ve elektromanyetik spektrumun morötesi dalgalarını görebilir

Akrep

* Kıskaçlarının üzerindeki özel tüylerle 0072 km/s lik hava hareketini algılayabilir

Bunlar hep nöronların marifeti Tıpkı evler, arabalar, uçaklar, uzay mekikleri, çikolatalar,elbiseler vb gibi Evrende henüz onlar gibisini görmedik ama arayışımızı sürdürüyoruz Bu nedenle hesapsız paralar harcayarak uzayı tarıyoruz Bir taraftan da iflas etmiş bilgi işlem sistemlerinin tamiri için milyar dolarlar harcıyoruz Harcanan miktarlar gerçekten inanılmaz

* Migren 100 milyar $

* İşitme Kaybı 56 milyar $

* Alzheimer 90 milyar $

* Felç 40 milyar $

* Epilepsi 35 milyar $

* Şizofreni 325 milyar $

* Parkinson 35 milyar $

* Multiple Skleroz 25 milyar $

Her konuyu ilk olarak düşünen Aristo ile Soktat elbette nöronların elektriksel sinyaller üretebildiklerini bilemezlerdi Ama 1998'lerde sinir hücrelerinin uzayda inceleneceğini hayal bile edemezlerdi Belki bilimsel manada ilk nörolog sayılan Leonardo Da Vinci uçan makine çizimleri göz önüne alınırsa bunu düşünebilirdi Yılda ortalama 50 milyon kişinin nörolojik sorunlar yaşadığı Amerika bunu düşünmekle kalmadı gerçekleştirdi

Colombia Uzay Mekiği'nin geçtiğimiz Nisan'da yaptığı Neurolab görevi NASA uzay araştırmaları tarihinin en karmaşık deneylerini içeriyordu 16 gün süresince uzayda sinir sistemi üzerine 26 deney ayrı deney yapıldı 2000 kadar denek hayvanın uzaya taşındığı bu çalışmalara 7 astronot katıldı Sadece uçuş 26 trilyona maloldu Uzaydaki deneylerin sonuçları bu incelenmeye devam ediyor Beyin hastalıklarının çözümüne uzayda çare aranıyor Yetkililer hoş bir tesadüfle bir büyük keşfe imza atmak istediklerini belirtiyorlar Reagan'ın alzheimer hastası olması bu araştırmaların en önemli başlama nedenlerinden biri Bill Clinton'da bu uçuşla özel olarak ilgilenmişti

NASA'nın ilgili web sayfasında nöronların meydan okuyuşu ile ilgili şu örnek yer alıyor: "Bir kadın baş dönmesi, ağrı ve denge kaybı gibi şikayetle doktora gider Sağ kulakta iç kulak iltihabı vardır 1 hafta içinde hastanın şikayetlerinin daha da artması beklenirken 1 gün sonra kadının şikayetleri ortadan kalkar İncelemeler çok ilginç bir gerçeği gösterir Beyin denge ile ilgili algılamasını tümüyle sağlam kulak üzerine yeniden kurmuştur Nöronlar arızalı kulak ile ilgili bağlantılarını budamış ve sağlam kulak üzerine yeni bağlantılar geliştirmiştir" NASA, uzay uçuşunun, yerçekimsiz ortamın nöronlar üzerine etkisini merak ediyordu ama henüz ciddi bir açıklama yapılmadı

Evet onlar henüz diğer vücut hücreleri gibi iyileştirilemiyorlar Bilim bunu henüz mükemmelen başaramadı Laboratuvarlarda, özel kültür ortamlarında üretimleri başarılsa da hala sinir sistemi rahatsızlıkları bilmin çözümsüzleri listesinde başlarda yer alıyor Ama ev ödevlerini çok sıkı yapan bilim adamlarının çabalarını görmezden gelemeyiz Akla hayale gelmeyecek yöntemler geliştirerek nöronları tedavi etmeye ve çoğaltmaya çalışıyorlar Nasıl mı?

İngiltere'de domuz beyni hücresi nakliyle iyileştirilen 12 parkinson hastası, polimer kapsüller içindeki bu yeni hücrelerinin salgıladığı dopaminle sağlıklarına kavuştular

ABD Balimore John Hopkins Üniversite Hastanesi'nde bozuk ve kanserli beyin hücrelerinin genleri laboratuvar ortamında düzeltiliyor İyileştirilen hücreler tekrar hastaya şırınga ediliyor

Prof Jeffrey Gray başkanlığında çalışan İngiliz bilim adamları, laboratuvar koşullarında çoğaltılan yeni hücrelerin beyne aşılanabileceğini belirterek, bu araştırmanın 3 yıl içinde insanlarda denenebileceğini açıkladı

Yunus balıklarının çıkardıkları yüksek frekansların beynin az çalışan bölümlerini uyardığı keşfeden bilim adamları otistik çocukları yunuslara emanet ederek tedaviye çalışıyorlar

Burun ve beyinden alınan sinir hücreleri omiriliğe aşılandı Denek farelerin 2,3 ay içinde ayaklarını kullanmaya başladıkları görüldü

Maymun, fare, domuz gibi canlılar üzerinde araştırmaların yoğunlaştığı görülüyor Bunun yanında nöronların işleyişi ve elektrik potansiyelleri ile ilgili araştırmalarda Elektrikli Yılan Balığı tercih ediliyor Mürekkepbalığı üzerinde yapılan çalışmalar ise 1963'te Fizyoloji ve ilaç dalında nobel ödülü kazandırmıştıÇürkü omurgasızlar üzerinde araştırma yapmak daha kolaydır Temel olarak sinir sistemleri omurgalılarınkiyle aynıdır Ancak, daha az komplextir Daha kolay izole edilip üzerlerinde çalışılabilir

YENİ TEORİ (Immortal Neurons Project)

Nöronlar embriyonun gelişimi sırasında dakikada 250 bin gibi çok müthiş bir hızla çoğalırken bu evrenin sonunda 10 yıllar boyu neden bir daha bölünememektedir? Bu soruya 2 cevap verilebilir DNA'nın biyolojik saati Herşeyin programını taşıyan DNA kendi biyolojik saatine göre nöronlara bölünme emri veriyor İkinci olarak da ortam bu hızlı bölünmeyi destekleyecek kimyasal maddelerle dolu Embriyonu çevreleyen membran (zar) ve sıvı, hücrelerin çoğalması için mükemmel bir rotam sunuyor Bu nöronlar için olduğu kadar diğer vücut hücreleri için de geçerli Ama nöronlar ilerleyen yıllarda diğer hücreler gibi bir daha asla bölünemiyor Bu durumda da yukarıda söylediklerim geçerliliki kazanıyor Farklı olan şeyler DNA'nın saati ve içinde bulunulan ortam Artık bir besleyici plasenta yok Zaten laboratuvar testleri de embriyo zarları ile oluşturulmuş kültür ortamlarında nöronların gelişebildiğini gösteriyor Nöronların bölünememe problemine karşı geliştirdikleri çok başarılı bir taktik var Dandrit ve akson geliştirmek Yeni uzantılar oluşturarak yitirilen veya görevini yapmayan hücrelerin açığını kapatmak Böylece düzenin işleyişi korunuyor Beynin yaşlanmasına karşı da hücreler bu yöntemi kullanıyorlar Hücre gövdeleri küçülüyor ama hücrenin sahip olduğu dalların sayısı 10 binlere çıkabiliyor

DNA'nın saatini ayarlayan ne? Embriyoyu çevreleyen zarın sagıladığı enzimler ve ortamdaki diğer enzimler DNA'yı uyarabilir Bu da DNA'nın bölünme emrini vermesine ve gerekli işlemlerin başlamasına yol açar Ya da NGF, NT-3 (neurotrophin), trkA (tyrosine kinase receptor) gibi enzimlerin katkısıyla axon ve dandrit gelişimi başlar (Bu kimysalların yanında elektrik uyarılar da hücrelerin sürgün vermesini sağlayabiliyor )

Sonuç olarak bölünme veya dandrit üretimi için DNA'nın biyolojik saatine ve bazı kimyasallara ihtiyacımız var Peki bunları nereden bulabiliriz? DNA'yı uyarmak, onu hücrenin inanılmaz hızlarla bölündüğü eski günlerine getirmek için ona o eski ortamı sağlamalıyız Yani plasenta ortamı, embriyo zarı Bunlar bulunduğunda hücrenin yeniden büyüdüğünü, bölündüğünü görmek sürpriz olmayacaktır

Ben bu testlerde denizatlarının kullanılmasından yanayım Türün hamile kalan erkekleri vücutlarının içinde bir rahme sahip değiller ama hamilelik sırasında kuyrukları üstünde bir dış kese oluşturuyorlar Bu kese vücudun dışında olmsına rağmen tam bir plasenta taşıyor İçinde üzüm salkımı gibi sayıları 10-1500 arasında değişen denizatı embriyoları bulunuyor Ve baba denizatı onlara plasentası ile tam anlamıyla süper babalık yapıyor Gelişen denizatı embriyoları her türlü ihtiyaçlarını bu plasenteden alıyorlar Ve tabi beyin hücrelerinin bölünmesi için gerekenleri de 10-42 gün süren gebelikten sonra memelilerin doğumuna benzer bi şekilde pompalama hareketi ile yavrular dış dünyaya çıkıyorlar Doğumdan önce kesenin içi deniz suyuna benzer bir hale geliyor Böylece yavruların dış ortama uyumları kolaylaşıyor Başlangıçta 05-15 mm boyutunda yumurtalar 7-11 mm boyuna ulaşmış bebekler olarak doğuyorlar

Ceninden alınan nöronların bazı hasarlı bölgelere aşılanabildiğini biliyoruz Öyleyse neden bu canlıların kolay ulaşılabilir plasentalarını denemiyoruz Bir nöron acaba bu plasenta içinde ne yapar DNA eski günlerini hatırlayıp hücreye bölünme emri verebilir mi? Ya da yarı geçirgen kapsül içinde domuz nöronlarını beyne aşılayacağımıza neden denizatı embriyolarından nöron aşılalamayı denemiyelim Belki de sadece plasentanın içindeki enzimler bize yetecektir Doğa size çözümler sunar Bugüne kadar bulduğumuz ilaçları, çareleri doğadan bulduk Bitkilerden, hayvanlardan, türlü canlılardan Uzaydan çare bulmadık Unutulmamalı ki; büyük buluşlar her zaman sanıldığından daha basittir Pratik ve kolay uygulanabilir olursa buluş niteliği taşır Bozuk DNA'ları laboratuvarda yeniden düzenleyip tekrar hücreye aşılayabilecek teknolojiye sahipsek neden daha basit teorileri denemiyoruz Sadece alzheimer hastalığına yılda harcanan miktar 90 milyar dolar iken bu mütevazi projeye neden destek verilmesin?

Denizatlarından yararlanarak ALS hastalığına yakalanmış hastaların motor korteksleri iyileştirilebilir Kim bilir belki Stephen Hawking'i bile yürütebiliriz?

UNUTMAYIN BİR BÜYÜK BULUŞ DÜNYAYI ÜLKEMİZE BAĞLAR