Bir aksiyon potansiyeli için 'ya hep ya hiç' ne anlama gelmektedir?

Bir uyaran membranı eşiğin ötesine ittiğinde, impuls, uyaranın ne kadar güçlü olduğuna bakılmaksızın tam genlikte ateşlenmektedir; daha zayıf uyaranlar ise onu tetikleyememektedir.

Miyelin iletimi neden hızlandırmaktadır?

Miyelin, aksonun belirli kısımlarını yalıtmaktadır, böylece yenilenen akım, miyelinli olmayan Ranvier düğümleri arasında atlamaktadır; bu, sürekli yayılımdan çok daha hızlı olan sıçramalı iletim (saltatory conduction) adı verilen bir süreçtir.

Membran Potansiyeli ve Aksiyon Potansiyeli

Hayvan hücrelerinin elektrik enerjisini membranları boyunca bir voltaj olarak nasıl depoladığını ve uyarılabilir hücrelerin bu voltajı ya hep ya hiç sinir impulsunu ateşlemek ve iletmek için nasıl kullandığını açıklamaktadır.

PaperMind ile konu bulYakındaMakale ve konu bul

Tools & resources

Slaytları indir

Learn & explore

VideoYakında

Tanım

Membran potansiyeli, bir hücrenin plazma membranı boyunca iyon gradyanları ve seçici geçirgenlik tarafından belirlenen voltaj farkıdır; aksiyon potansiyeli ise, uyarılabilir bir hücrede voltaj kapılı iyon kanallarının ardışık açılıp kapanmasıyla üretilen, kısa, rejeneratif, ya hep ya hiç tarzında bir potansiyel tersine dönüşüdür.

Kapsam

Bu konu, dinlenim membran potansiyelinin kökenini, onu üreten iyon gradyanlarını ve seçici kanalları ile aksiyon potansiyelini oluşturan, yayan ve sonlandıran voltaj kapılı olayların dizisini kapsamaktadır. Nernst ve sabit alan denge ve tersine dönüş potansiyeli tanımlamalarını, Hodgkin–Huxley'in Na+ ve K+ iletkenlikleri açıklamasını, eşik ve refrakterliği ve impulsların sürekli ve sıçramalı iletimini ele almaktadır. Materyal, klinik elektrofizyoloji olarak değil, karşılaştırmalı fizyoloji referansı olarak sunulmaktadır.

Temel sorular

Dinlenim halindeki bir hücrenin içi, dışına göre neden elektriksel olarak negatiftir?
Aksiyon potansiyelinin yükselen ve düşen fazlarını hangi iyon hareketleri üretmektedir?
Ateşleme eşiğini ne belirler ve neden bir refrakter periyot vardır?
İmpuls bir akson boyunca nasıl ilerler ve miyelinli iletim neden daha hızlıdır?

Temel kuramlar

Hodgkin–Huxley iletkenlik modeli: Voltaj-kelepçe (voltage-clamp) ölçümleri, aksiyon potansiyelinin zamana ve voltaja bağlı Na+ ve K+ iletkenliklerinden kaynaklandığını göstermiştir; bunlar, impuls dalga formunu ve yayılımını yeniden üreten denklemlerde birleştirilebilmektedir.
Dinlenim ve tersine dönüş potansiyellerinin sabit alan yaklaşımı: Birkaç geçirgen iyon katkıda bulunduğunda, membran potansiyeli Goldman–Hodgkin–Katz denklemi ile verilmektedir; bu denklem, her bir iyonun denge potansiyelini sabit bir elektrik alanı altında göreceli geçirgenliği ile ağırlıklandırmaktadır.

Mekanizmalar

Dinlenim durumunda, Na+/K+-ATPaz, yüksek hücre içi K+ ve yüksek hücre dışı Na+ seviyelerini korumaktadır ve membranın baskın K+ geçirgenliği, potansiyeli K+ denge değerine yakın tutmaktadır. Eşik üstü bir depolarizasyon, voltaj kapılı Na+ kanallarını açmaktadır; içeri doğru akımı membranı Na+ denge potansiyeline (spike) doğru itmektedir. Na+ kanalları daha sonra inaktive olurken, gecikmeli düzeltici (delayed-rectifier) K+ kanalları açılmakta, hücreyi repolarize etmekte ve kısa süreliğine hiperpolarize etmektedir; inaktivasyon, tek yönlü yayılımı sağlayan mutlak ve göreceli refrakter periyotları dayatmaktadır. Lokal devre akımları, depolarizasyonu komşu membrana yaymaktadır; miyelinli aksonlarda bu, Ranvier düğümleriyle sınırlı kalmakta ve hızlı sıçramalı iletim (saltatory conduction) üretmektedir.

Klinik önem

Omurgasız aksonlardan türetilen voltaj-kelepçe (voltage-clamp) çerçevesi, lokal anesteziklerin, nörotoksinlerin ve antiaritmik ve antiepileptik ajanların voltaj kapılı kanallar üzerinde nasıl etki ettiğini açıklamaktadır; uyarılabilir doku fizyolojisini yorumlamak için bir temel olmaya devam etmektedir. Bu, eğitsel bir referanstır ve tıbbi bir rehberlik değildir.

Tarihçe

Mürekkep balığı dev aksonu preparatına dayanarak, Hodgkin ve Huxley, 1939'da hücre içi aksiyon potansiyelini kaydetmişler ve voltaj kelepçesini (voltage clamp) kullanarak, 1952'de kantitatif iletkenlik modellerini üretmişlerdir — bu, Nobel Ödülü ile tanınan bir dönüm noktasıdır. Goldman'ın 1943 sabit alan denklemi, spike'ın dayandığı dinlenim potansiyelinin çok iyonlu tanımını sağlamıştır.

Öne çıkan isimler

Alan Hodgkin
Andrew Huxley
David Goldman
Walther Nernst

İlgili konular

Temel eserler

hodgkinhuxley1952
goldman1943
hill2016

Sıkça sorulan sorular

Bir aksiyon potansiyeli için 'ya hep ya hiç' ne anlama gelmektedir?: Bir uyaran membranı eşiğin ötesine ittiğinde, impuls, uyaranın ne kadar güçlü olduğuna bakılmaksızın tam genlikte ateşlenmektedir; daha zayıf uyaranlar ise onu tetikleyememektedir.
Miyelin iletimi neden hızlandırmaktadır?: Miyelin, aksonun belirli kısımlarını yalıtmaktadır, böylece yenilenen akım, miyelinli olmayan Ranvier düğümleri arasında atlamaktadır; bu, sürekli yayılımdan çok daha hızlı olan sıçramalı iletim (saltatory conduction) adı verilen bir süreçtir.