Sinir sistemi veya sinir ağı, canlıların içsel ve dışsal çevresini algılamasına yol açan, bilgi elde eden ve elde edilen bilgiyi işleyen, vücut içerisinde hücreler ağı sayesinde sinyallerin farklı bölgelere iletimini sağlayan, organların, kasların aktivitelerini düzenleyen bir organ sistemidir. Sinir sistemi iki bölümden oluşur: Merkezî sinir sistemi (MSS) ve çevresel sinir sistemi (ÇSS). MSS, beyin ve omurilikten oluşur. ÇSS, MSS'yi vücudun diğer tüm kısımları ile bağlayan uzun fiberlerden oluşur. ÇSS, motor nöronları, dolaylı istemli hareket, otonom sinir sistemi, sempatik sinir sistemi, parasempatik sinir sistemi, düzenli istemsiz işlevler ve enterik sinir sisteminden oluşur.
Sinir hücresi ya da nöron sinir sisteminin temel fonksiyonel birimidir. Başlıca işlevi bilgi transferini gerçekleştirmektir. İnsan sinir sisteminde yaklaşık olarak 100 milyar nöron olduğu tahmin edilmektedir. Normal bir sinir hücresi 50.000'den 250.000'e kadar başka nöronlarla bağlantılıdır. Yaptıkları özelleşmiş işlere bağlı olarak farklı şekillerde ve çeşitlerde olabilirler. Nöronların büyük çoğunluğu dört farklı yapıya sahiptir: Soma, dendritler, akson ve terminal butonlar. Soma bölgesinde çekirdek (nucleus) ve hücrenin yaşamsal işlevlerini sağlayan mekanizma bulunur. Dendiritler ise isimlerini Yunanca bir sözcük olan dendrondan almışlardır. Bu şekilde isimlendirilmelerinin sebebi şekillerinin bir ağaca benzemesidir. Dendiritler nöral iletişimin önemli alıcılarıdır. Bir nörondan diğerine geçen mesajlar, mesajı yollayan hücrenin terminal butonlarıyla mesajı alan hücrenin dendirit membranı ya da soma bölümü arasındaki birleşme yerleri olan sinapslar aracılığıyla iletilir/transfer edilir. Sinapslar işlevlerinden yola çıkılarak isimlerini Yunancada "bir araya gelmek" anlamındaki sunaptein sözcüğünden almışlardır. Sinapstaki iletişim terminal butondan öteki hücrenin membranına kadar olmak üzere tek yönlü bir şekilde gerçekleşir. Nöronun bir diğer bölümü olan akson, çoğu kez miyelin kılıfı ile kaplı uzun ve ince bir tüp şeklindedir. Aksonun temel işlevi bilgiyi hücre gövdesinden terminal butonlara taşımaktır. Aksonun taşıdığı bu temel mesaj aksiyon potansiyeli olarak adlandırılır. Aksiyon potansiyeli, kısa bir nabız atışına benzeyen elektriksel/kimyasal bir olaydır. Bütün aksonlardaki aksiyon potansiyeli her zaman aynı ölçüde ve hızdadır. Aksiyon potansiyeli aksonun dallarına ulaştığında bölünmesine rağmen ölçüsünü kaybetmez. Başka bir deyişle her akson dalı tam gücüyle bir aksiyon potansiyeli alır. Nöronlar aksonların ve dendiritlerin somadan çıkışlarına göre üçe ayrılır. Bunlardan multipolar nöron merkezi sinir sisteminde en çok bulunan bilindik nöron tipidir. Bu tip nöronlar sadece bir akson çıkışına sahipken çok sayıda dendirite sahiptir. Bipolar nöronlar bir akson ve bir dendirit ağacına sahiptir. Duyusal nöronlar genellikle bipolar nöronlardır. Bipolar nöronların dendiritleri duyusal verileri merkezi sinir sistemine iletirler. Diğer tip sinir hücreleri ise unipolar nöronlardır. Bu nöronların hücre gövdesinden çıkan ve kısa mesafede ayrılan tek bir sapı vardır. Unipolar nöronlar da bipolar nöronların yaptığı gibi duyusal verileri merkezi sinir sistemine taşımakla görevlidir. Terminal butonlar aksonların ince dallarının ucunda bulunan küçük yumrulardır. Terminal butonlar bir aksiyon potansiyeli onlara ulaştığında, nörotransmitter adı verilen kimyasalları salıverir. Nörotransmitterler alıcı hücreyi uyarır (excitation) veya engeller (inhibition). Bu şekilde diğer hücrenin aksonunda bir aksiyon potansiyeli oluşup oluşmayacağını belirler.
Miyelin, tabaka biçiminde yalıtkan bir malzemedir. Miyelinli, etrafı Schwann hücreleri tarafından sarılmış olan aksonları tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Miyelin kılıf genellikle bir sinir hücresinin (nöronun) aksonunu çevreler. Sinir sisteminin düzgün çalışması için olmazsa olmazlardandır. Nöroglianın bir çıkıntısıdır. Miyelin kılıfın oluşması miyelinizasyon veya miyelinleşme olarak adlandırılır. İnsanda miyelinin oluşması her ne kadar fetus (cenin) gelişiminin 14. haftasında başlasa bile, doğum esnasında beyinde küçük miyelinler vardır. Bebeklik döneminde, miyelinleşme hızlı olur ve ergenlik dönemine kadar devam eder. Schwann hücreleri, çevresel sinir hücreleri için miyelin sağlar. Miyelin, çevresel sinir sisteminde Schwann hücreleri tarafından oluşturulurken, merkezi sinir sisteminde oligodentroglialar tarafından oluşturulur.
Akson, bir sinir lifi olarak da bilinir, bir sinir hücresinin (nöronun) ince, uzun bir çıkıntısıdır. Sinir hücresinin gövdesindeki elektriksel uyarıları uzağa iletir. Aksonun işlevi bilgiyi farklı sinir hücrelerine, kaslara, bezlere iletmektir. Dokunmak ve sıcaklık algılama işlemlerini gerçekleştiren Pseudounipolar nöronlar gibi bazı duyu nöronlarında, elektriksel uyarılar, aksonun çeperinden hücrenin gövdesine doğru, oradan da aynı aksonun başka dalları vasıtasıyla omuriliğe gönderilir. Akson uyumsuzluğu, kalıtsal ve edinsel nörolojik hastalıklara neden olabilir. Bu hastalıklar hem merkezi hem de çevresel sinir sistemlerindeki nöronları etkileyebilir.
Sinir hasarı, sinir dokusundaki hasardır. Çok çeşitli sinir hasarları olduğundan dolayı açıklamada herhangi bir sınıflandırma sistemi yoktur. Çoğu sistem hasarın derecesini, belirtiler (semptomlar), patoloji ve prognoz ile ilişkilendirir.
Nöropraksi, sinir iletiminin kesintiye uğramasından dolayı motor ve duyunun işlevlerinin geçici kaybı olan, çevresel sinir sisteminin bir bozukluğudur. Genellikte, tam onarılmaları altı ile sekiz hafta arasında olur. Nöropraksi, apraksi kelimesinden türetilmiştir. Kas ve duyu bozulmaksızın, tam düzenli hareketlerin yürütülmesinin kaybı veya bozulması anlamına gelir.
Akson uçları , bir aksonun dallarındaki distal uçlardır. Akson sinir lifi, sinir hücresinin (nöron) ince uzun bir çıkıntısıdır. Bu lif, aksiyon potansiyel olarak adlandırılan elektriksel uyartıları, sinir hücresinin gövdesinden (soma), diğer sinir hücrelerine iletir.
Elektrofizyolojide, aksiyon potansiyel, bir hücrenin elektriksel zar potansiyelinin kısa bir süre içinde aniden yükselmesi ve azalmasıdır. Aksiyon potansiyeli, zar potansiyeli olarak adlandırılan hayvan hücrelerinde birkaç türde meydana gelir. Bunlar, sinir hücreleri (nöron), kas hücreleri ve endokrin hücreler ve bazı bitki hücreleridir. Sinir hücrelerinde, hücreler arasındaki iletişimde başrol oynar. Diğer tür hücrelerde ana işlevi hücreler arası süreçleri etkinleştirmektir. Örneğin kas hücrelerinde bir aksiyon potansiyel, kasılmaya yol açan olaylar zincirinin ilk halkasıdır. Pankreastaki beta hücrelerinde, insülinin salınmasını sağlar. Sinir hücrelerindeki aksiyon potansiyeli ve aksiyon potansiyelinin geçici sıklığı "çivi treni" olarak adlandırılan bir sinir hücresi tarafından oluşturulur. Aksiyon potansiyelini yayan sinir hücresine "ateş" denir.
Schwann hücreleri, çevresel sinir sistemi (ÇSS) için miyelin oluşturur. İki tür Schwann hücresi vardır: miyelinli ve miyelinsiz. Miyelinli, etrafı Schwann hücreleri tarafından sarılan aksonları tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Nöroglia, sinir sisteminde, ÇSS'deki sinir hücreleri için destek ve koruma sağlar.
Aksonotmezis, sinir hücresindeki aksonların kesintiye uğramasıdır. Hasarın distal (uç) ve kısmen proksimal (yakınsal) kısmında Wallerian dejenerasyonu oluşur. Eğer aksonlar ve miyelin kılıflar hasar görür, fakat Schwann hücreleri, endonöryum, perinöryum ve epinöryum sağlam ise bu, aksonotmezis olarak adlandırılır. Aksonotmezis, nöropraksiden daha ağır bir sinir hasarı türüdür. Aksonotmezisde yakınsal kısım, büyüme konisinde bir filizlenme oluşarak onarılırken, uç kısımda aksonal dejenerasyon oluşur. Rejenerasyonlu sinir liflerinin büyüme oranı günde yaklaşık 1 mm ile 2 mm arasındadır. Bu yüzden sinyal iletimi yalnızca endonöryum içindeki düzgün büyümeye bağlı değil, aynı zamanda iletilecek mesafeye de bağlıdır.
Nörorejenerasyon, sinir dokusu ve sinir hücresinin yeniden oluşması veya onarılmasını ifade eder. Çoğu mekanizmalar buna, yeni nörogliaların, aksonların, miyelinlerin veya sinapsların oluşmasını da ekler. Nörorejenerasyonda, çevresel sinir sistemi (ÇSS) ile merkezi sinir sistemi (MSS) arasında, işlevsel mekanizmalar ve bilhassa büyüklük ve hız farklılıkları vardır. Bir akson hasar gördüğünde, Wallerian dejenerasyonuna maruz kalan distal (uç) bölge, miyelin kılıfını kaybeder. Proksimal (yakınsal) bölge ya apoptozis ya da onarılabilir kromatolize maruz kalır. MSS'de, nöroglia ölü sinapsları istila ederek sinaptik ayrılmaya sebep olur.
Çevresel sinir hasarı, çevresel sinir sisteminde (ÇSS) hem sinirde hem de bağ dokusu etrafındaki hasarın büyüklüğüne göre Seddon sınıflandırması baz alınarak kategorize edilir. Sinir sistemi glia ile desteklenen sinir hücrelerine (nöron) bağlı olarak karakterize edilir. Merkezi sinir sisteminin aksine ÇSS'de nörorejenerasyonu mümkündür. Çevresel rejenerasyonda ortaya çıkan süreçler şu büyük olaylara ayrılır: Wallerian dejenerasyonu, akson rejenerasyonu/büyümesi ve sinir reinnervasyonu. Çerveresel rejenerasyondaki olaylar sinir hasarının ekseninde olması beklenir. Proksimal (yakınsal) eziklik, hasarlı sinir hücrelerinde bulunan ve rejenerasyonun bir parçası olan hücre gövdesinin uçlarında oluşur. Distal (uç) eziklik ise, hasarlı sinir hücrelerinde bulunan ve dejenerasyonun bir parçası olan akson ucunda oluşur. Bu uçsal ezik bölüm rejenerasyonlu aksonun büyüme yönündedir. Çevresel sinir hasarı araştırmaları, Amerikan İç Savaşı zamanında başladı ve şu ana kadarki gelişme, sadece süreçlerin genişleyerek karakterize edilmesi ve sinir rejenerasyonunu ile reinnervasyonuna katkı sağlayan faktörleri kapsamakla kalmadı, aynı zamanda sinir rejenerasyonunu arttıran biyolojik yöntemler ve büyümeyi geliştiren moleküler uygulamalar gibi tedavileri de saptadı.
Wallerian dejenerasyonu, bir sinir hücre gövdesinin dışında bulunan aksondaki sinir lifinin kesilmesi veya ezilmesi sonucu gelişen ve hasarın dejenerasyonunu ifade eden bir süreçtir. Bu süreçlerden biri de 'Wallerian-benzeri dejenerasyon' olarak bilinir ve özellikle aksoplazmik taşıma bozulduğunda nörodejenerasyonu meydana getirir. Hücre kültürü araştırmaları, NMNAT2 aksonal proteininin yeterli miktarda olması arızanın iletilmesinde kilit rol oynadığını göstermiştir.
Çevresel sinir hasarı sınıflandırması, prognoza yardımcı olur ve hastalığın derecesini tanımlar. Sinir hasarı sınıflandırması 1943'te Seddon ve 1951'de Sunderland tarafından yapılmıştır. Sinir hasarının en düşük derecesi, sinirlerde hasar olmayan, fakat sinyal iletiminin aksamasına neden olan ve nöropraksi olarak adlandırılan bir hasardır. İkinci derecesi, bağ dokusu sağlam olan fakat sinir hücresindeki aksonların kesintiye uğramasına neden olan ve aksonotmezis olarak adlandırılan hasardır. Üçüncü derece hasar, hem aksonların hem de bağ dokusunu hasara uğratarak sinir bütünlüğünü tamamen bozan ve nörotemezis olarak adlandırılan bir hasardır.
Alt motor nöron (AMN), 1. Alfa motordan itibaren başlayıp beyinsapı ve omuriliği kas liflerine bağlayan, üst motor nöronlardaki sinir uyartılarını kaslara ileten bir tür motor nörondur. Bir AMN'nin akson uçları bir motorda (kas) biter.
Üst motor nöronlar (ÜMN), serebral korteks veya beyinsapının motor bölgesinde meydana gelen bir tür motor nörondur ve motor bilgisini son ortak ağa taşır. Bunlar hedef kası doğrudan uyarmakla sorumlu değildir. Ana motor nöronlar istemli hareket sağlar, primer motor korteksin katman V içinde uzanır ve Betz hücreleri olarak adlandırılır. Bu sinir hücrelerinin hücre gövdeleri, beyindeki en büyük gövdelerden bazılarıdır ve yaklaşık 100 μm çapındadır.
Sinir, çevresel sinir sistemindeki kapalı, kablo benzeri sinir lifleri demetidir.
Getiren sinir lifleri, bir bölgeye gelen akson demetlerine denir. Sinir lifleri bölgeden çıkış yaptığında bu akson demetine götüren sinir demeti adı verilir. Bu terimler çevresel sinir sistemi (ÇSS) ve merkezi sinir sistemi (MSS) için kullanıldığında biraz farklı anlam taşırlar.
Endonöryum veya endonöral tüp, çevresel sinir sistemindeki her miyelinli sinir lifinin miyelin kılıfının etrafında yer alan hassas bir bağ doku tabakasıdır. Endonöryum, sardığı sinir lifleri ile birlikte sinir fasikülleri adı verilen gruplar halinde toplanır ve her fasikül kendi koruyucu kılıfı içinde perinöryum olarak adlandırılır. Yeterince büyük sinirlerde birçok fasikül, bir başka kılıf olan epinöryumun içinde toplanabilir.
Çevresel sinir sisteminde, bir sinirdeki her aksonun miyelin kılıfı, endonöryum olarak bilinen hassas bir koruyucu kılıf içine sarılıdır. Sinir içinde, aynı anatomik yeri hedefleyen aksonlar, perinöryum adlı başka bir koruyucu kılıfla çevrili fasiküller olarak bilinen gruplar halinde bir araya gelirler. Birkaç fasikül, içinde kan damarları ve yağ doku da barındıran başka bir kılıf olan epinöryumu meydana getirebilir.
