Eşik, Ya Hep Ya Hiç Prensibi ve Refrakter Dönemler
Bir aksonun ne zaman ve ne sıklıkta ateşleneceğini üç bağlantılı özellik belirlemektedir. Eşik, depolarizasyonun kendi kendini sürdürdüğü membran voltajıdır; ya hep ya hiç prensibi, eşik üstü herhangi bir uyarının sabit genlikte tam bir aksiyon potansiyeli üretmesi anlamına gelmektedir; ve refrakter dönemler, bir aksiyon potansiyeli sonrası membranın tekrar ateşlenemediği veya ancak zorlukla ateşlenebildiği aralıklardır. Bunlar birlikte nöronal sinyalleşmenin güvenilirliğini ve maksimum frekansını belirlemektedir.
Tanım
Eşik, içeriye doğru sodyum akımının dışarıya doğru akımı ilk kez aştığı ve rejeneratif bir aksiyon potansiyelini tetiklediği kritik membran potansiyelidir; ya hep ya hiç prensibi, eşik üstü bir uyarının stereotipik, sabit genlikli bir aksiyon potansiyeli ürettiğini belirtmektedir; ve refrakter dönemler, ikinci bir aksiyon potansiyelinin oluşturulamadığı mutlak aralık ile normalden daha güçlü bir uyarının gerektiği bağıl aralıktır.
Kapsam
Bu konu, eşiği, ya hep ya hiç yanıtını ve mutlak ile bağıl refrakter dönemleri ve her birinin voltaj kapılı kanalların kinetiğinden nasıl kaynaklandığını açıklamaktadır. Ayrıca, nöronun neresinde aksiyon potansiyellerinin başlatıldığını da belirtmektedir. Bu bir referans fizyolojisidir, klinik bir rehberlik değildir.
Temel sorular
- Bir aksiyon potansiyelinin ateşlenmesi için eşiği ne belirler?
- Aksiyon potansiyeli, uyaran gücüyle derecelendirilebilir olmak yerine neden ya hep ya hiçtir?
- Voltaj kapılı kanalların hangi moleküler durumu mutlak ve bağıl refrakter dönemleri üretir?
- Aksiyon potansiyeli nöron boyunca normalde nerede başlatılır?
Anahtar kavramlar
- Eşik potansiyeli
- Ya hep ya hiç prensibi
- Mutlak refrakter dönem
- Bağıl refrakter dönem
- Sodyum kanalı inaktivasyonu ve iyileşmesi
- Başlatma yeri olarak akson başlangıç segmenti
- Ateşleme hızı sınırlaması
Mekanizmalar
Eşik, rejeneratif içeriye doğru sodyum akımının dışarıya doğru potasyum ve sızıntı akımlarını tam olarak aştığı voltajdır, böylece daha fazla depolarizasyon kendi kendini güçlendirir; eşiğin altında depolarizasyonlar azalırken, eşikte veya üzerinde tam bir aksiyon potansiyeli oluşur. Yükseliş rejeneratif olduğu için, boyutu uyaran gücüyle orantılı değildir, bu da ya hep ya hiç yanıtını verir. Yükselişten sonra, sodyum kanalları inaktive olur ve membran repolarize olana kadar tekrar açılamaz, bu da mutlak refrakter dönemi oluşturur; kanallar iyileşirken ve potasyum iletkenliği yüksek kalırken, eşiğe ulaşmak için normalden daha büyük bir uyaran gerekir, bu da bağıl refrakter dönemdir. Birçok nöronun akson başlangıç segmentinde sodyum kanallarının yüksek yoğunluğu nedeniyle eşik en düşüktür, bu nedenle aksiyon potansiyeli başlatılmasının olağan yeri burasıdır.
Klinik önem
Eşik ve refrakterlik, ateşleme frekansını sınırlamakta ve kanallar değiştiğinde veya bloke edildiğinde iletimin neden başarısız olabileceğini açıklamaktadır; bunlar, uyarılabilirlik testlerinin yorumlanmasının temelini oluşturmaktadır. Bu madde, açıklayıcı bir referans materyalidir ve bireysel tanı veya tedavi için bir temel değildir.
Kanıt ve kılavuzlar
Bu özellikler, Hodgkin-Huxley kanal kinetiğinden ve memeli nöronlarında akson başlangıç segmentindeki aksiyon potansiyeli başlatılmasına ilişkin sonraki çalışmalardan türetilmiştir; bunlar, klinik kılavuzlardan ziyade mekanistik bulgulardır.
Tarihçe
Sinir impulsunun ya hep ya hiç özelliği, yirminci yüzyılın başlarındaki elektrofizyolojide tanınmış ve eşik ile refrakterliğin sodyum kanalı aktivasyonu, inaktivasyonu ve iyileşmesinden doğrudan ortaya çıktığı Hodgkin-Huxley modeli tarafından mekanistik bir açıklama getirilmiştir. Daha sonraki çalışmalar, aksiyon potansiyeli başlatılmasını akson başlangıç segmentine lokalize etmiş ve bunu belirli sodyum kanalı alt tiplerinin dağılımına bağlamıştır.
Öne çıkan isimler
- Alan Hodgkin
- Andrew Huxley
- Bruce Bean
- Greg Stuart
İlgili konular
Temel eserler
- hodgkin-huxley-1952
- kole-stuart-2012
- hu-2009
Sıkça sorulan sorular
- Aksiyon potansiyeli neden ya hep ya hiçtir?
- Eşik aşıldığında, sodyum girişi kendi kendini güçlendirir, bu nedenle aksiyon potansiyeli, uyarının eşiğin ne kadar üzerinde olduğuna bakılmaksızın tam, sabit bir genliğe ulaşır; eşik altı uyaranlar ise hiçbir aksiyon potansiyeli üretmez.
- Mutlak refrakter döneme ne sebep olur?
- Aksiyon potansiyeli sırasında ve hemen sonrasında, voltaj kapılı sodyum kanalları inaktive olur ve membran repolarize olana kadar tekrar açılamaz, bu nedenle uyaran ne kadar güçlü olursa olsun ikinci bir aksiyon potansiyeli tetiklenemez.