Duyu Fizyolojisi Dr. Mehmet İnan 1 Görme Duyusu  Görme duyusunu gözlerimizle gerçekleştiririz. Bu nedenle öncelikle gözü oluşturan yapıları tanıyarak görme duyusunu anlamaya çalışacağız.  Göz, 7 cc’lik küre şeklinde bir organdır. “Orbita” ismi verilen kemik çukurlarda yerleşmiştir.  Fotoğraf makinasının yapısı, insan gözüne benzetilmiştir. Gözde ışığın içeri girmesine imkan veren ve karanlıkta genişleyip aydınlıkta daralan göz bebeği (iris), gelen ışınların odaklanmasını sağlayan mercek (Iens) ve arkada çok duyarlı film gibi görev yapan sinir tabakası (retina) vardır. 2 Kafa tası (sculp) 3 Gözün Anatomik Yapıları  Göz kapakları Göz kapakları gözün koruyucu sistemidir. Dakikada ortalama 18 kez göz kırparız. Kırpma, göz yaşını göz yüzeyinde dağıtır ve gözün kurumasını önler. Kirpikler Kirpikler göze toz, ter, vb kaçmasını önler. Ayrıca gölge etkisi yaparak, gözü güneşin zararlı ışınlarından korur. Göz yaşı bezi Gözün dış, üst kapağının altında yerleşmiştir. Göz yaşı salgılar. Göz yaşı kesesi Göz yaşı, göz yüzeyini ıslattıktan sonra, göz kapaklarının iç kısımlarındaki kanallardan burna doğru akar. Ağlayınca, burnumuzun akmasının nedeni budur. Göz yaşı; burna akmadan önce göz yaşı kesesinde toplanır. Göz yaşı kanalı Gözyaşı kesesinden burun boşluğuna uzanan kanaldır. 4 Lakrimal bez, kanal ve kese 5 6  Kornea Kornea, gözün renkli kısmının üstündeki şeffaf tabakadır.  İris İris, göze rengini veren tabakadır. Korneanın arkasında yer alır. Kornea şeffaf olduğundan, gerideki irisin rengi seçilir.  Göz bebeği (pupilla) Göz bebeği, irisin ortasındaki deliktir. Işık göze, şeffaf korneadan geçtikten sonra, göz bebeğinden girer. Göz bebeği, gündüz ve ışıklı ortamlarda daha küçüktür, karanlıkta ise genişler.  Konjonktiva Konjonktiva, göz akının üstündeki zardır. Konjonktivada ince kılcal damarlar vardır. Gözün kızarması, bu damarların genişlemesinden kaynaklanır.  Göz akı (sklera) Sklera, gözün beyaz bölümüdür. Sklera, bebeklerde daha beyaz-mavimsi bir renkteyken, yaşlandıkça daha sarı bir renk alır. Sarılık gibi karaciğer hastalıklarında da, sklera sararır. 7  Lens Gözümüzün içinde şeffaf bir lens vardır. “Katarakt” bu lensin şeffaflığını kaybetmesidir. Aköz (göz içi sıvısı) Gözün ön bölümlerinin içini dolduran, şeffaf sıvıdır. Bu sıvı sürekli olarak yapılır ve sonra trabekulum denen deliklerden gözü terkeder. Sıvının fazla yapılması veya deliklerden gözü yeterince terketmemesi, göz içinde basınç artışına (glokom) neden olur. Vitreus Gözümüzün içini dolduran jeldir, şeffaftır. Ama içinde “floater” veya “vitreus opasiteleri” denen tortulaşmalar yaygındır. Bu tortulaşmalar, gözün önünde “sinek uçuşmaları” benzeri bir görünüm yaratır. 8 9 Retina  Görmemizi sağlayan ışığa duyarlı hücreler ile sinir liflerini içeren tabakadır. Retina adını verdiğimiz ağ tabakası tıpkı bir duvar kağıdı gibi göz küresinin arka iç duvarını kaplar. Retina milyonlarca görme hücresi ve bunların bağlı olduğu sinir hücrelerinden oluşur. Bu sinir hücrelerinin uzantıları (yaklaşık 1,5 milyon) bir araya gelerek görme sinirini oluşturur. Bu hücreleri besleyen damarlar da retinanın içinde yer almaktadır. Retinada merkezi görmeyi sağlayan, ışığın odaklandığı, özelleşmiş bölgeye makula (sarı nokta) denilmektedir.  Göz bebeği genişletilerek retina tabakası incelenir. Sinir tabakasında 100 milyon üzerinde çubuk (rod), 6-7 milyon koni vardır. Rod hücreleri siyah - beyaz; kon hücreleri mavi, kırmızı, yeşil görmeleri sağlar. 10 Oftalmaskopla retinanın görüntüsü 11 Görme olayı nasıl gerçekleşir?  Tüm bu görsel işlevler için gerekli olan enerji kaynağı ışıktır.  Güneş bitmeyen ışık kaynağıdır. Görme olayının meydana gelebilmesi için de elektromanyetik bir dalga olan ışığın algılanması gerekir.  Işığın boşluktaki yayılma hızı 186.000 mil/sn'dir (3xl010 cm/sn). Dalga boyu ise binlerce metreden (radyo dalgaları) çok ufak uzaklıklara (gamma ışınları) kadar olabilir. Geçtikleri ortamın atom yapısına bağlı olarak hızları yavaşlar, emilir veya yansır. Ancak elektromanyetik boyutun 380-760 nm dalga boyuna sahip olan kısmı "görülebilen ışık'"tır.12  Göz tarafından algılanma nedeni ise bu dalga boylarının rod ve konilerdeki pigment tarafından emilmesi ve sonucunda kimyasal reaksiyonların başlamasıdır (görme olayı). Daha yüksek veya daha düşük dalga boylarında bu olay olmadığı için bu ışınlar var oldukları halde görünmezler (görünmeyen ışınlar).  Elektromanyetik dalganın enerjisi dalga boyu ile ters orantılıdır. Bu nedenle dalga boyu kısaldıkça enerjisi artar. Dolayısıyla düşük dalga boylu X ışınları ağır doku harabiyeti, ultraviyole ışınları (UV) yanık yaparken, yüksek dalga boylu kırmızı ışık zararsızdır. 13 Görme:  Ortamdaki ışık ve cisimlerin duyusal retinadaki fotoreseptör hücreleri tarafından algılanmasıdır. Bu işlem fotoreseptör dış segmentlerindeki görme pigmentleri tarafından yapılır. Görme pigmentleri retinal ve opsin'den oluşur. Rod reseptörleri ndeki görme pigmenti rodopsin, koni reseptörlerindeki pigment, ise iodopsindir.  Işığın etkisiyle 11-cis retinal (A vit analoğu) ve opsinin (prot.) birbirinden ayrılması membran potansiyelde değişikliğe yol açar ve bir impuls yaratır. Bu fotoşimik olaylarla elektriksel impuls olarak optik sinire,daha sonra korpus genikulatum laterale ve oradan da oksipital korteksteki görme merkezlerine 14 gönderilir. Olay üç nöronlu ve iki sinapslıdır.  Gözün bütün diğer yapıları bu işleme yardım etmekle görevlidir.  a)Kornea ve lensin kırıcılığı,  b)uveanın besleyici rolü,  c) skleranın koruyuculuğu,  d)gözdışı kaslar yardımı ile ilgi noktasına fiksasyon hep bu fotoreseptör işlevine yöneliktir ve görsel dünyadaki hayaller sürekli bir şekilde alınır ve iletilir. Bu işlevi yapan asıl nokta özellikle retinadaki makuladır. Dolayısıyla, görme kavramı makulanın görevi olan; görme keskinliği, kontrast görme, renkli görme, karanlık adaptasyonu ile görme alanı ve sonucu binoküler görme ile stereopsis (derinlik hissi) gibi birçok kalitatif ve kantitatif özelliklere sahiptir. 15 Renkli Görme:  380-760 nm dalga boyundaki ışık insan gözü için algılanabilir yani görünebilir ışıktır. Detayı ve rengi görmeye yarayan kon reseptörleri 3 ayrı dalga boyundaki ışığı algılayabilecek biçimde farklılaşmıştır. Uzun dalga boyu algılayan konlar kırmızıya, orta dalga boyu algılayan konlar yeşile, kısa dalga boyu algılayan konları da mavi ışığa maksimum absorbsiyonla cevap verir. Konlardaki renk görme ile ilgili bu özellikleri eksikliğine bağlı olarak erkeklerin %8'inde kadınların %0,4'ünde sekse bağlı resesif kalıtımla geçen renk körlükleri ortaya çıkar. 16  Görme siniri (optik sinir) Beyne giden göz siniridir. Optik sinirin ortasındaki çukurluktan, göz damarları çıkar. Sinir tabakasında oluşan elektiriksel uyarılar, göz siniri ile beyne iletilir. 3.4 mm kalınlığındaki göz sinirinin içinde bir milyon sinir lifi vardır. Bunların arasında kısa devre olmaması içinde her birinin üzeri myelin tabakası ile kaplıdır. İki gözden gelen göz siniri (chiasma) denilen bölgede her biri ile çaprazlaşır. Bu sayede her gözün iç ve dış kısmında oluşan görüntüler üst üste gelir. Bu sayede de bizler iki gözümüzle üç boyutlu görebilmekteyiz. 17 18 Koku Duyusu  Koku almak demek havadaki kimyasal maddeleri algılayıp, idrak etmek demektir.  Koku almamızı salgılayan sisteme Olfaktoryel sistem deriz. 19  Koku alıcı hücreler aslında sinir hücreleridir. Bunlar bipolar nöronlardır. Dentritleri bir yumru halinde sonlanırlar. Bu yumrudan çıkan silyalar olfaktoryel mukozadaki mukus tabakasına uzanırlar. Aksonları ethmoid kemikteki kripriform plaktan geçip koku soğanındaki mitral hücrelerle sinaps yapar. Mitral hücrelerin aksonları Nervus olfaktoryusu oluşturur. (1. Kafa çifti) Temel görevleri, koku moleküllerinin taşıdıkları mesajları alarak koku soğancığına taşımaktır. Toplam sayıları 10- 50 milyon arasındadır. 20 21  Mukus içinde eriyen koku molekülleri, koku tüycüklerindeki özel reseptörlerle birleşirler. Hücrede açığa çıkan sinyal, akson yoluyla koku soğancığına taşınır. Beynin ön bölümündeki koku soğancığına ulaşmak için, 10 ile 100 arasında akson, bir demet oluşturur ve topluca elek (ethmoid) kemiğinin içinden geçer. Söz konusu iki grup hücre arasındaki iletişim, soğancıkta yer alan ve “glomerulus” denilen haberleşme birimlerinde kurulur. Tek bir soğancıkta yaklaşık olarak 2.000 glomerulus bulunur. Her glomerulusta, 25.000 kadar koku alıcı hücrenin aksonları ile 25 kadar mitral hücrenin dentritlerinden oluşur.  Koku soğancığı beynin ön bölümünde, koku bölgesinin ve kafatasını oluşturan kemiğin hemen üzerinde yer alır. Koku alıcılarından gelen tüm sinyaller önce bu merkezde toplanır. Milyonlarca bilgi yeniden düzenlenir ve buradan da yorumlanması için, özel koku sinirleri kanalıyla beyindeki koku korteksi, hipokampus, amigdala ve hipotalamusa gönderilir. 22 Vomeronasal Organ  Vomeronazal organ (VNO), pek çok memelide olfaktuar sistem ile birlikte bulunan, intranazal kemoduyusal bir yapıdır. Yerleşimi itibarı ile septum ön 1/3 kısmında, burun deliklerinin 1-2 cm dorsalinde ve nazal tabanın 0,5-1 cm üzerinde yer almaktadır.  Vomeronazal sistem (VNS) 3 komponentten oluşmaktadır: 1Aynı türden ve özellikle karşı cinsten salgılanan "feromon" adı verilen kimyasal sinyalleri algılayan periferal bir kemoreseptör organ olan VNO 2- VNO'ı beyine bağlayan NT 3- İletilen uyarıyı işleyen ve düzenleyen santral sinir sisteminde (SSS) spesifik bölgeler.  VNS insanda, intra-, interseksüel davranışları düzenleyen; puberte, östrojen siklusu, gestasyon, annelik davranışları ve sosyal ilişkilerde etkili olan bir sistemdir. Feromonların menstrüel senkronizasyona yol açtığı, kadınlarda hissiyat değişiklikleri yaptığı, anne-bebek bağını arttırdığı, çiftler arasındaki etkilenmeyi arttırdığı gösterilmiştir. 23 İşitme ve Denge Duyusu     Üç kısımda incelenir: Dış kulak, Orta kulak, İç kulak. 24 Dış kulak  İki kısımdan oluşur. Dışa doğru çıkıntı yapan kısmına kulak kepçesi adı verilir. Kulak kepçesi sesin yönünün belirlenmesinde işlev görür. Burayı orta kulağa bağlayan kanal ikinci kısmı yapar ve dış kulak yolu adını alır. Dıştan içe doğru uzanan bu kanal yaklaşık 2,5 cm kadardır ve S harfi şeklinde kıvrılmıştır. Kanalın bir kısmı kıkırdak; diğer kısmı kemik yapısındadır.  Dış kulak yolunun sonunda yarı saydam olan sedef renginde kulak zarı bulunur. Kulak zarı; dış kulak ile orta kulağı birbirinden ayırır. Her iki yüzü, atmosfer basıncı ile dengelenmiştir. Zarın iç yüzünü, östaki borusu aracılığı ile boğazdan gelen hava dengeler. Böylece kulak zarının içe çökmesi engellenmiş olur 25 Orta kulak  Yaklaşık 0,5 cm³ hacminde küçük bir boşluktur. İçinde hava ve 3 tane küçük kulak kemikçiği bulunur. Boşluğa östaki borusu aracılığıyla hava gelir. Boşluğun arka duvarı temporal kemik içerisinde yer alan mastoid hava hücrelerine (cellulae mastoideae) açılır. Birbiri ile eklemleşen üç kemik timpan zarına çarpan ses dalgalarının amplıtüdünü yükselterek, iç kulaktaki sıvıya iletirler. Kulak zarına tutunan ilk kemik malleus (çekiç kemiği)’tur. Ortadaki incus (örs), sondaki ise stapes. (üzengi)’tir. Üzengi kemiği oval pencere (fenestra vestibuli) adı verilen açıklık üzerine oturur. 26 27 İç kulak  Temporal kemik içerisinde yer alan, birbirinden ayrı üç kemik boşluktan meydana gelir. Bu kemik boşluklara kemik labirent (labyrinthus osseus) adı verilir. Kemik labirent üç bölümden oluşur. Oval pencerenin açıldığı kısma vestibulum denilir. Diğer ikisi ise cochlea (salyangoz kabuğu) ve semisirküler kanallar (canalis semisircularis osseus, kemik yarım daire kanalları)’dır.  Vestibulum merkezde olmak üzere; önünde cochlea, arkasında semisirküler kanallar yerleşir. Her üç bölme de, perilenfa adı verilen sıvı ile doludur. Kemik labirentin içinde, labirentin kıvrımlarına uyan ve içi endolenfa ile dolu olan zar labirent (labyrinthus membranaceus) bulunur. Zar labirentin, kemik labirent kısımlarına uyan bölmeleri şunlardır: Vestibulum içindeki kısmı, utriculus ve sacculus’tur. Cochlea içinde kalan kısmı ductus cochlearis ve semisirküler kanallar içinde yer alan kısmı da ductus semisircularis adını alırlar. 28 İşitme organı (corti organı) ve mekanizması  Mekanik ses uyarılarını elektrik impulslarına dönüştüren reseptörlere işitme veya corti organı denir. Bu reseptörler zar cochlea’nın (ductus cochlearis) içinde yerleşmiş olarak işitme siniri (n. Cochlearis, 8.kranial sinir) ile irtibat halindedirler.  Kulak kepçesi tarafından yakalanan akustik dalga dış kulaktaki kulak zarı tarafından orta kulaktaki örs, çekiç ve üzengi kemikleri aracılığı ile iç kulaktaki salyangoz organına (cochlea) aktarılır. Salyangoz akustik dalgayı beynin yorumlayabileceği elektriksel işarete dönüştürmekle görevlidir. Burada amplitüdü yükselen ses dalgaları, kemik labirent içindeki perilenfa’ya taşınır. Buradan da endolenfa membranına ulaşırlar. Endolenfa’da ki dalgalanma ince saç kılı şeklindeki reseptörleri (corti organı) uyarır. Bu işlem, sinir impulslarının başlamasını ve işitme siniri ile beyne taşınmasını sağlar. 29 Denge mekanizması  İç kulakta yer alan diğer duyu reseptörleri denge ve başın uzaydaki pozisyonu ile ilgilidir. Bu reseptörlerin bazısı semisirküler kanalların tabanında yerleşmiştir. Bunlar tamamen denge ile ilgilidir. Bir diğer kısmı ise vestibulumda yer alan sacculus ve utriculus isimli iki küçük zar kese içindedir. Semisirküler kanallar sacculus ve utriculus ile bağlantı halindedir.  Bu keselerden biri başın uzaydaki pozisyonu ile ilgili bilgi alır. Diğeri denge duyusu olup, kılların (silialar) hareketi ile ortaya çıkar. Baş hareket ettiği zaman, siliaların pozisyona kilitlenmesi ile sinir impulsu başlar. Buradan ve kanallardan başlayan denge siniri (n. vestibularis), işitme sinirine (n. cochlearis) katılarak n vestibulocochlearis’i oluşturur. 30 Denge duyusu  Kafanın uzayda pozisyonu ve hareketinin iki bileşeni vardır.  Açısal (sağa-sola çevirme) ve doğrusal hızlanma (yukarı aşağıya veya öne arkaya).  Vestibuler sistemin semisirküler kanalları açısal hızlanmayı, Utrikul ve Sakkulus yapıları doğrusal hızlanmayı tesbit eder. 31 Tat Duyusu  Tat duyusunun sensoriyal organları; dil, sert damak, yanak mukozası, ön tonsil plikası, tonsil, farengeal arka duvar ve özefageal girişte bulunan tat duyusuna spesifik sinirlerin serbest uçlarıdır.  Tatla ilgili sinir uçlarının tat duyusunu alma üzere uyarılabilmeleri için, tükrük veya sıvı gıdalar ile nemlendirilmeleri ve tadı algılanacak maddelerin solüsyon halinde eriyik içinde olması gereklidir. Bunu ise tükrük sağlar. 32  Temel tat duyuları ekşi, tuzlu, tatlı ve acıdır. Diğer tüm tatlar bu temel tatların karışımıdır.  Tatlı duyusu genellikle dilin ön, tuzlu duyusu ön ve arka-yan, ekşi duyusu arka-yan ve acı duyusu ise arka-orta bölümlerinde algılanır 33  Dil üzerinde bu sinir uçlarının yoğunlaştığı tomurcuklara adı verilir. 4 çeşit papilla vardır: bunlar vallat, foliat, fungiform ve filiform papillalardır. 34  Tat duyusu dilin 2/3 ön kısmında fasiyal sinirden köken alıp lingual sinir ile dile gelen korda timpani ile algılanırken, 1/3 arka kısımda glossofarengeal sinirin periferik dalları ile algılanır.  Birçok gıdanın tadı aynı zamanda olfaktör sinir ile de alınır. Tat ile koku duyusu arasında yakın sinerjistik etkileşim vardır. Bu nedenle herhangi bir nedenle koku alma duyumuz bozulmuş ise bundan tat duyumuz da olumsuz etkilenir.  Kranial sinirler tat bilgisini beyin sapındaki soliter nükleusa iletirler. Buradan Talamusa ve oradan da serebral kortekse iletilir. 35 Somatik Duyular •Mekanoreseptif somatik duyular (dokunma ve pozisyon duyusu) •Termoreseptif duyular (soğuk ve sıcak duyuları) •Ağrı duyusu (dokularda hasar oluşumu) 36 Mekanoreseptif Duyular Dokunma Duyuları •Dokunma •Basınç •Vibrasyon •Gıdıklanma Pozisyon Duyuları •Statik pozisyon •Hareketin hızı 37 DOKUNMA DUYUSU RESEPTÖRLERİ •Serbest sinir uçları (dokunma basıncına duyarlıdır) •Meissner korpüskülü (Derinin kılsız kısımlarında, kısmen parmak uçlarında,dudaklarda bulunur. Çok hafif cisimlerin deri üstündeki hareketlerine ve düşük frekanslı vibrasyona duyarlıdır (2-80 Hz) •Genişlemiş uçlu dokunma reseptörleri (Deriye sürekli temas eden cisimlerin farkında olunmasını ve yapısının belirlenmesini sağlarlar.) •Kıl-son organı (Vücut yüzeyindeki nesnelerin hareketini veya vücutla ilk temasını saptarlar.) •Ruffini son organı (Derinin derin tabakaları ve derin dokularda bulunurlar. Ağır ve devamlı dokunma, basınç gibi sinyalleri iletirler. Ayrıca eklem rotasyon derecesini bildirirler.) •Pacini korpüskülleri (Deri altında derin fasyal dokularda bulunurlar. Dokulardaki hızlı mekanik değişiklikleri ve doku vibrasyonunu algılarlar (30-800 Hz). 38 39 40 Somatik duyusal alanlar (alan I ve II) 41