Nöronlarda Sinyal (İmpuls) İletimi: Sinaps Nedir? Nöronlar Ne Kadar Hızlı?

Nöronların her biri aynı değildir. Her birinin yapısı, çalışacağı yere göre özelleşmiştir. Ancak bağlantılarına ve yapılarına göre bu nöronları kategorize etmek mümkündür. Örneğin kimi nöronlar birbirlerine fiziksel olarak bağlıdır ve bu bölgelerden iletim son derece hızlı olabilir; birçok diğer yerdeyse sinirler arasında bir boşluk vardır (sinaps) ve bu boşluk kimyasallarla doldurulur, sinyal iletimi burada yavaşlar. Kimi nöronlar arası bağlantı ise bunların bir karışımı şeklinde olabilir. Ayrıca nöronları miyelin isimli yağlı bir kimyasalla sarılı olmasına ve olmamasına göre de 2 gruba ayırabiliriz. Miyelin, iletim hızını arttıran bir yalıtıcı görevi görür. Bu yüzden miyelinli nöronlarda iletim hızı son derece yüksek olabilir.

Sinaps Nedir?

Sinaps, sinir sistemindeki nöronlar arasındaki boşluklardır. Esasında bir "boşluk" olarak dursa da, oldukça aktif bir şekilde kullanılır ve elektrik sinyaller (nörobilimde "impuls" olarak bilinirler) iletilirken bolca kimyasalın ve reseptörün farklı tepkimelerine mekan olur. Tipik olarak nöronlar, bir sinyal hücrenin sonuna ulaştığında (post-sinaptik reseptörlere ulaştığında) barındırdığı kimyasalları bir dizi tepkime sonrası sinapsa (boşluğa) döker. Bu kimyasallar aracılığıyla elektrik sinyali, yani beyinde veya hedef bölgede iş yaptıracak olan sinyaller, bir sinirden bir diğerine aktarılabilir.

Nöronlarda İletim Ne Kadar Hızlı?

Nöronlardaki iletim hızı, o nöronlarla taşınan bilginin beyinde ne kadar hızlı algılanacağını da belirler. Bu yüzden ağrıyı yavaş hissederiz, ancak bir iğnenin batmasına birkaç milisaniye içerisinde tepki verebiliriz. Çünkü miyelinsiz nöronlar üzerinde sinyal iletimi saniyede 50 santimetre kadarken, miyelinli nöronlarda bu hız saniyede 120 metre kadardır. Yani miyelin kılıf, sinir iletimini 240 kat arttırmaktadır. İnsan vücudunun ortalama 1.7 metre olduğu düşünülürse, ayak parmaklarınızdan beyninize ulaşacak bir sinyal birkaç milisaniyede iletilebilir.

Wikipedia

Dolayısıyla, aslında acı geldiği anda tepki vermeyiz; her ne kadar tepkilerimiz anlıkmış gibi gelse de. Ağır çekim kameralarda bunu görmek mümkündür. Birinin vücuduna iğne batıracak olursanız, birey birkaç milisaniyeliğine hiçbir şey olmamış gibi hayatına devam edecektir. Bu süre zarfında sinyal iletilir, beyin işler ve tepkiyi oluşturur, bu tepki kaslara iletilir. Bunların hepsi, çok yüksek hızlı kimyasal tepkimeler ve bu tepkimelerin enzimleri sayesinde olur. O birkaç milisaniyelik işlem süresinden sonra ise, beyinden gelen sinyallere göre kaslar kasılır ve birey acıya karşı verdiği tepkileri gösterir.

Sinyal İletim Hızları

Sinir liflerindeki sinyal iletim hızlarına bir bakış atacak olursak, sinirleri birkaç kategoriye ayırabildiğimizi görmekteyiz. Örneğin motor sinirleri iki ayrı kategoride incelemekteyiz:

• α Tipi Sinirler: Miyelinlidir. 13-20 µm çapa sahiptirler. Saniyede 80-120 metre hızla iletim yaparlar ve genellikle kas dışlarında bulunurlar.
• γ Tipi Sinirler: Miyelinlidir. 5-8 µm çapa sahiptirler. Saniyede 4-24 metre hızla iletim yaparlar ve genellikle kas içlerinde bulunurlar.

Ancak vücudumuzda sadece motor sinirler bulunmaz. Farklı duyu organlarına ait sinir hücrelerini farklı tipler altında incelemek mümkündür:

• Tip-Ia Sinirler: Miyelinlidir ve Erlanger-Gasser Kategorizasyon Sistemi'ne göre α tipi sinirdir. Dolayısıyla 13-20 µm çapa sahiptirler. Saniyede 80-120 metre hızla iletim yaparlar ve vücudun hareketlerine yönelik bilgileri iletirler. Bu tarz sinirlere proprioseptör denmektedir.
• Tip-Ib Sinirler: Miyelinlidir ve Erlanger-Gasser Kategorizasyon Sistemi'ne göre α tipi sinirdir. Dolayısıyla 13-20 µm çapa sahiptirler. Saniyede 80-120 metre hızla iletim yaparlar ve kasların kasılma miktarına yönelik bilgileri iletirler. Bu tarz sinirler, golgi tendon organıyla birlikte çalışmaktadır.
• Tip-II Sinirler: Miyelinlidir ve Erlanger-Gasser Kategorizasyon Sistemi'ne göre Aβ tipi sinirdir. Bu sinirler 6-12 µm çapa sahiptirler. Saniyede 33-75 metre hızla iletim yaparlar ve kasların eksenlerine yönelik bilgileri iletirler. Aynı zamanda derimizdeki tüm mekanoreseptörler bu kategoridendir.
• Tip-III Sinirler: İnce bir miyelin tabakasına sahiptirler ve Erlanger-Gasser Kategorizasyon Sistemi'ne göre Aδ tipi sinirdir. Bu sinirler 1-5 µm çapa sahiptirler. Saniyede 3-30 metre hızla iletim yaparlar. Dokunma ve basıncın hissedildiği bölgelerdeki açık sinir uçlarında bulunurlar. Ayrıca acı ve soğuğa duyarlı reseptörler de bu tiptedir.
• Tip-IV Sinirler: Miyelinsizdirler ve Erlanger-Gasser Kategorizasyon Sistemi'ne göre C tipi sinirdir. Bu sinirler 0.2-1.5 µm çapa sahiptirler. Saniyede 0.5-2 metre hızla iletim yaparlar. Sıcaklık ve bazı acı reseptörleri bu tiptedir.