Kasılmanın Kontrolü: Sinir Sistemi, Bitki Tepkileri ve Bağışıklık

Konu Özeti

Canlılar iç ve dış ortamdaki değişimleri (uyaran) algılar ve bunlara cevap (tepki) verir. Hayvanlarda tepkinin önemli bir sonucu kasların kasılmasıdır ve bu süreç sinir sistemi tarafından kontrol edilir. Bitkilerde tepkiler hormonlarla yönetilir, insanda ise bağışıklık sistemi zararlı maddelere karşı savunma yapar. Bu konuda sinir sisteminin kas üzerindeki denetimini, refleksi, bitki hareketlerini ve bağışıklığı birlikte öğreneceksin.

Temel Kavramlar

Uyaran-tepki ilişkisi canlı grubuna göre değişir. Tek hücreli canlılarda tepki hücre düzeyinde, bitkilerde hormonlarla yönetilen büyüme ve hareketlerle, hayvanlarda ise sinir ve hormon sistemleriyle gerçekleşir.

Hayvanlar karmaşıklaştıkça sinir hücreleri belli bölgelerde toplanır (merkezileşme, sefalizasyon). Böylece tepkiler daha hızlı ve koordineli olur.

• Merkezi sinir sistemi (MSS): Beyin ve omurilik. Bilgiyi yorumlar ve emir üretir.
• Çevresel sinir sistemi (ÇSS): Beyin ve omurilikten çıkan sinirler. Duyu (afferent) nöronları bilgiyi MSS'ye, motor (efferent) nöronları emri efektöre taşır.
• ÇSS somatik (istemli) ve otonom (istemsiz) olarak ayrılır. Somatik sistem iskelet kaslarını denetler.
• Otonom sistem sempatik (genelde organı hızlandırır) ve parasempatik (genelde yavaşlatır, dinlendirir) olmak üzere ikiye ayrılır.

Refleks, uyarana karşı bilinçsiz, hızlı ve otomatik verilen tepkidir. Çoğu refleksin merkezi omuriliktir. Bilgi beyne de ulaşır ama tepki beyni beklemeden oluşur. Bu sayede vücut zarar görmeden korunur.

Reseptör → duyu nöronu → ara nöron (omurilik) → motor nöron → efektör (kas veya bez)

Duyu reseptörleri, uyaranı algılayıp sinir impulsuna çeviren yapılardır. Her reseptör belirli bir uyarana duyarlıdır.

Hareket; sinir sistemi, kas, iskelet ve eklemin birlikte çalışmasıyla oluşur. Kaslar yalnızca kasılarak çeker, itemezler. Bu yüzden kaslar zıt çalışan çiftler halinde bulunur (antagonist). Örneğin biri kasılırken diğeri gevşer.

Bir iskelet kasının yapısı ve kasılması şöyledir. Kas lifi miyofibrillerden oluşur ve miyofibrilin birimi sarkomerdir (iki Z çizgisi arası). İnce iplik aktin (troponin ve tropomiyozin ile birlikte), kalın iplik miyozindir. Kayan iplikler modeline göre kasılmada iplikler kısalmaz, birbiri üzerinde kayar.

• Motor nöronun ucundan asetilkolin salgılanır ve kas lifi zarında uyarı oluşur.
• Uyarı, sarkoplazmik retikulumdan sitoplazmaya Ca²⁺ salınmasını sağlar.
• Ca²⁺ troponine bağlanır. Tropomiyozin kayarak aktin üzerindeki bağlanma bölgelerini açar.
• Miyozin başları aktine bağlanır ve ATP harcanarak aktini sarkomer ortasına çeker. Sarkomer kısalır.
• Uyarı bitince Ca²⁺ geri alınır, bağlanma bölgeleri kapanır ve iplikler eski konumuna döner: gevşeme.
• ATP, miyozin başının aktinden ayrılması ve yeniden bağlanması için gereklidir.

Bitkilerde tepkiler, bitki hormonlarının büyümeyi ve hareketi yönlendirmesiyle gerçekleşir. Başlıca hormonlar ve etkileri şöyledir.

• Tropizma (yönelim): Hareketin yönü uyaranın yönüne bağlıdır ve büyümeyle olur. Fototropizm (ışık), geotropizm (yerçekimi; kök pozitif, gövde negatif), hidrotropizm (su), tigmotropizm (dokunma, asma sülüğü), kemotropizm (kimyasal).
• Nasti: Hareketin yönü uyaranın yönüne bağlı değildir; genelde hücrelerin su alıp vermesiyle olur. Mimozanın dokunmayla yapraklarını kapatması (tigmonasti), lale çiçeğinin ısıyla açılması (termonasti) ve bazı çiçeklerin ışıkla açılıp kapanması (fotonasti) buna örnektir.

Bağışıklık, vücudun zararlı mikroplara karşı savunmasıdır. Doğuştan (özgül olmayan) bağışıklık her mikroba karşı aynı şekilde etkilidir. Kazanılmış (özgül) bağışıklıkta ise belirli bir antijene karşı lenfositler ve antikorlar görev yapar ve bellek oluşur.

• Aktif bağışıklık: Vücut kendi antikorunu üretir ve uzun sürelidir. Doğal yolu hastalığı geçirmek, yapay yolu aşıdır.
• Pasif bağışıklık: Hazır antikor verilir, kısa sürelidir ve bellek oluşmaz. Doğal yolu anne sütü ve plasenta, yapay yolu serumdur.

Alerji, bağışıklık sisteminin zararsız bir maddeye (alerjen: polen, toz akarı, bazı besinler, ilaçlar) aşırı tepki vermesidir. İlk karşılaşmada alerjene karşı antikor üretilir ve bu antikorlar mast hücrelerine bağlanır. Aynı alerjenle tekrar karşılaşınca mast hücrelerinden histamin salgılanır. Sonuçta kaşıntı, kızarıklık, burun akıntısı ve hapşırma görülür; ciddi durumda solunum güçlüğü oluşabilir.