Aksiyon Potansiyeli ve İyon Kanalları
Kardiyak aksiyon potansiyeli, sodyum, kalsiyum ve potasyuma seçici iyon kanallarının açılıp kapanmasıyla oluşan, bir kalp hücresinin elektriksel aktivitesini işaret eden membran voltajındaki geçici değişimdir. Kardiyak aksiyon potansiyelinin, içe ve dışa doğru akımların dengesiyle belirlenen karakteristik uzun platosu, kalp hücrelerini sinir hücrelerinden ayırmakta ve kalbin uzamış refrakterliğinin temelini oluşturmaktadır.
Tanım
Kardiyak aksiyon potansiyeli, seçici kanallar aracılığıyla iyonların zamana ve voltaja bağlı akışıyla üretilen, kalp dokusunda uyarımı yayan, transmembran potansiyelinde stereotipik, rejeneratif bir değişimdir; iyon kanalları ise, belirli iyonlara karşı geçitli geçirgenlikleri bu akımları üreten membran proteinleridir.
Kapsam
Bu madde, kardiyak aksiyon potansiyelinin fazlarını, onu şekillendiren başlıca iyonik akımları ve kanalları, refrakterlik kavramını ve aksiyon potansiyeli özelliklerinin kalpteki hücre tipleri arasında nasıl farklılaştığını ele almaktadır. Bu konuları fizyolojik başlıklar olarak ele almakta olup, aritmiler veya ilaç etkileri hakkında klinik bir rehberlik sağlamamaktadır.
Temel sorular
- Kardiyak aksiyon potansiyelinin fazları nelerdir?
- Depolarizasyonu, platoyu ve repolarizasyonu hangi iyonik akımlar şekillendirmektedir?
- Kardiyak aksiyon potansiyeli neden bir sinir aksiyon potansiyelinden çok daha uzundur?
- Refrakterlik nedir ve neden önemlidir?
Anahtar kavramlar
- Dinlenim membran potansiyeli
- Depolarizasyon (faz 0)
- Plato fazı
- Repolarizasyon
- Sodyum, kalsiyum ve potasyum akımları
- Voltaj kapılı iyon kanalları
- Mutlak ve göreceli refrakter periyotlar
- Eşik ve ya hep ya hiç yanıtı
Temel kuramlar
- Uyarılabilirliğin İyonik (Hodgkin-Huxley) Kuramı
- Aksiyon potansiyeli, membranın bireysel iyonlara karşı voltaja ve zamana bağlı iletkenlik değişiklikleriyle açıklanmaktadır; sinir için orijinal olarak türetilen bu nicel çerçeve, kardiyak aksiyon potansiyellerini farklı iyonik akımların toplamı olarak tanımlamak için temel sağlamaktadır.
Mekanizmalar
Çalışan bir ventriküler miyositte aksiyon potansiyeli geleneksel olarak fazlara ayrılmaktadır. Hızlı depolarizasyon (faz 0), eşik değere ulaşıldığında büyük, hızlı bir içe doğru sodyum akımı tarafından yönlendirilmektedir. Kısa bir erken repolarizasyon (faz 1), geçici dışa doğru potasyum akımını yansıtmaktadır. Kalp hücrelerinin bir özelliği olan plato (faz 2), sürekli içe doğru L-tipi kalsiyum akımı ile dışa doğru potasyum akımları arasındaki dengeden kaynaklanmakta ve aksiyon potansiyelini uzatmaktadır. Repolarizasyon (faz 3), potasyum akımlarının baskın hale gelmesi ve kalsiyum akımının azalmasıyla gerçekleşmekte, membranı dinlenim potansiyeline (faz 4) döndürmektedir; bu dinlenim potansiyeli, içe doğru doğrultucu potasyum akımıyla stabilize edilmektedir. Sodyum kanalları inaktivasyondan ancak repolarizasyondan sonra iyileştiği için, hücre aksiyon potansiyelinin çoğu süresince refrakter durumda bulunmakta, erken yeniden uyarımı ve tetanusu önlemektedir; altta yatan kanalların moleküler kimlikleri ve kinetiği repolarizasyonu ve refrakterliği belirlemektedir.
Klinik önem
Aksiyon potansiyeli şekli ve onu üreten kanallar, repolarizasyon anormalliklerini ve iyonik akımları modifiye eden ajanların etkilerini anlamak için fizyolojik temeli oluşturmaktadır. Bu madde, normal hücresel elektrofizyolojiyi tanımlamakta olup, bireysel tanı veya tedavi için bir temel teşkil etmemektedir.
Tarihçe
Kavramsal temel, 1952'deki Hodgkin-Huxley'in sinir aksiyon potansiyeli tanımı olmuştur; bu tanım, uyarımı voltaja ve zamana bağlı iyonik iletkenlikler olarak ifade etmiştir. Bu prensipler daha sonra kalp hücrelerine uygulanmış, burada uzun plato ve daha zengin bir iyonik akım kümesi karakterize edilmiş ve moleküler klonlama nihayetinde belirli kanal proteinlerini kardiyak repolarizasyonu şekillendiren her bir akımla ilişkilendirmiştir.
Öne çıkan isimler
- Alan Hodgkin
- Andrew Huxley
- Jeanne Nerbonne
- Robert Kass
- Denis Noble
İlgili konular
Temel eserler
- hodgkin-huxley-1952
- nerbonne-kass-2005
Sıkça sorulan sorular
- Kardiyak aksiyon potansiyeli neden bir platoya sahiptir?
- Plato, içe doğru kalsiyum akımı ile dışa doğru potasyum akımları arasındaki sürekli bir dengeyi yansıtmaktadır; bu denge, depolarizasyonu bir sinir aksiyon potansiyelinin çok ötesine uzatmakta ve kalbin uzun refrakter periyoduna katkıda bulunmaktadır.
- Refrakterlik ne işe yarar?
- Refrakter periyot sırasında hücre yeniden uyarılamamaktadır çünkü sodyum kanalları henüz inaktivasyondan iyileşmemiştir; bu durum, erken atımları ve kalp kasının sürekli tetanik kasılmasını önlemektedir.