beyin; Adım atmaktan telefonunuzu elinize almaya kadar, vücudunuzun geri kalanına elektrik sinyalleri iletir. Bu sinyallere aksiyon potansiyelleri veya aksiyon potansiyelleri denir. Aksiyon potansiyelleri, kasların tam olarak koordine olmasını ve hareket etmesini sağlar ve beyindeki nöron adı verilen hücreler tarafından iletilir.
Aksiyon potansiyelleri, bir nöronun hücre zarı boyunca elektrik potansiyelinde hızlı artışlar ve müteakip düşüşler olarak görselleştirilir. Aksiyon potansiyelleri, diğer nöronlara bilgi iletmekten sorumlu olan bir nöronun aksonu boyunca yayılır ve belirli bir potansiyele ulaşıldığında ortaya çıkan ya hep ya hiç durumudur.
İçindekiler
Nöronlar tarafından taşınan aksiyon potansiyelleri
Aksiyon potansiyelleri beyinde nöron adı verilen hücreler tarafından iletilir. Nöronlar, çevre ile ilgili bilgileri işlemek ve koordine etmek için tüm elektrik sinyallerini iletmek ve duyular aracılığıyla vücudun kaslarına komutlar göndermekle sorumludur. Sinir hücresi, vücudun tüm bölgelerine bilgi iletmesine izin veren birkaç parçadan oluşur ve bu parçalar şunlardır:
Dendritler: Dendritler, yakındaki nöronlardan bilgi alan nöronların dallanmış kısımlarıdır.
Hücre gövdesi: Bir sinir hücresinin hücre gövdesi, hücrenin genetik bilgisini içeren ve hücrenin büyümesini ve çoğalmasını kontrol eden çekirdeğini içerir.
Akson terminalleri: Akson terminallerinden veya diğer nöronlara bilgi ileterek, elektrik sinyallerinin distal hücre gövdesinden akmasına izin verir.
Nöronlar: Dendritler aracılığıyla girdi alan (klavyedeki bir harf tuşuna basmak gibi) ve bir akson aracılığıyla kişiye bir çıktı (bilgisayar ekranında o harfin belirdiğini görme) veren bir bilgisayar olarak düşünmek mümkündür. Arada, girdi istenen çıktıyı üretecek şekilde bilgi işlenir.
İşlenebilirliği tanımlayın
İmpuls veya impuls olarak da adlandırılan aksiyon potansiyelleri, bir olaya tepki olarak bir hücre zarındaki elektrik potansiyeli hızla yükselip sonra düştüğünde meydana gelir. Tüm süreç genellikle birkaç milisaniye sürer. Hücre zarı, hücreyi çevreleyen, içeriğini dış ortamdan koruyan ve yalnızca belirli maddeleri içeri alırken diğerlerini dışarıda tutan iki katlı bir protein ve lipit tabakasıdır. Volt (V) cinsinden ölçülen voltaj, iş yapma potansiyeline sahip elektrik enerjisi miktarını ölçer. Tüm hücreler, hücre zarı boyunca bir elektrik potansiyeli sürdürür.
Konsantrasyon gradyanlarının aksiyon potansiyellerindeki rolü
Hücrenin içindeki voltajın dışarıdaki voltajla karşılaştırılmasıyla ölçülen hücre zarı boyunca elektriksel potansiyel, hücrenin içindeki ve dışındaki iyon adı verilen yüklü parçacıkların konsantrasyon veya konsantrasyon gradyanlarında farklılıklar olduğu için ortaya çıkar. Bu konsantrasyon gradyanları, iyonları dengesizlikleri eşitlemeye yönlendiren elektriksel ve kimyasal dengesizliklere neden olur; Daha farklı dengesizlikler, dengesizlikleri düzeltmek için daha büyük itici güç veya itici güç sağlar. Bunu yapmak için, bir iyon normal olarak zarın daha yüksek konsantrasyonlu tarafından daha düşük konsantrasyonlu tarafına hareket eder.
Aksiyon potansiyelleri için önemli olan iyonlardan ikisi, hem hücre içinde hem de hücre dışında bulunabilen potasyum katyonu (K+) ve sodyum katyonudur (Na+). Hücrelerin içinde, dışına göre daha yüksek bir K+ konsantrasyonu vardır. Hücrelerin dışında, içlerinden yaklaşık 10 kat daha fazla Na + konsantrasyonu vardır.
dinlenme membran potansiyeli
Devam eden bir aksiyon potansiyelinin yokluğunda (yani hücre hareketsizken), nöronun elektrik potansiyeli dinlenme zarındadır ve tipik olarak -70 mV civarında ölçülür. Bu, hücrenin iç potansiyelinin dış potansiyelden 70 milivolt daha düşük olduğu anlamına gelir. Bunun, iyonların hala hücre içinde ve dışında hareket ettiği, ancak statik zar potansiyelini aşağı yukarı sabit bir değerde tutacak şekilde bir denge durumunu gösterdiğine dikkat edilmelidir.
Dinlenme zarı potansiyeli korunabilir, çünkü hücre zarı iyon kanalları (iyonların hücrelere girip çıkmasına izin veren delikler) oluşturan proteinler ve iyonları hücrenin içine ve dışına pompalayabilen sodyum/potasyum pompaları içerir. İyon kanalları her zaman açık değildir; Bazı kanal türleri yalnızca belirli koşullara yanıt olarak açılır. Bu nedenle bu kanallara duvarlı kanallar denir.
Sızdıran kanal rastgele açılıp kapanır ve dinlenen hücre zarı potansiyelinin korunmasına yardımcı olur. Sodyum sızıntı kanalları Na+’ya izin verir (Na konsantrasyonu hücre dışına dışarıya göre daha fazla hareket eder) + Hücre içindeki K konsantrasyonu dışarıya göre daha yüksektir (potasyum kanalları ise K+ kanallarının hücre içine yavaşça hareket etmesine izin verir, çünkü + içeride daha yüksektir) dışarıdan daha). Bununla birlikte, potasyum için sodyumdan çok daha fazla sızıntı kanalı vardır ve bu nedenle potasyum hücreyi, sodyumun hücreye girmesinden çok daha hızlı terk eder. Böylece, dışta daha fazla pozitif yük vardır ve bu da hücrenin altta yatan dinlenme zarının negatif olmasına neden olur.
Sodyum/potasyum pompası, sodyumu hücre dışına veya potasyumu hücreye geri taşıyarak dinlenme halindeki zar potansiyelini korur. Ancak bu pompa, çıkarılan her üç Na+ iyonu için iki K+ iyonu vererek negatif potansiyeli korur. Voltajla aktive olan iyon kanalları, çalışan plakalar için önemlidir. Bu kanalların çoğu, hücre zarı dinlenme zarı potansiyeline yakın olduğunda kapalı kalır. Ancak hücre potansiyeli daha pozitif (daha az negatif) hale geldiğinde bu iyon kanalları açılacaktır.
Olası çalışma aşamaları
Bir aksiyon potansiyeli, dinlenme zarı potansiyelinin negatiften pozitife geçici olarak tersine çevrilmesidir. Aksiyon potansiyelindeki artış genellikle birkaç aşamaya ayrılır ve bu aşamalar şunlardır:
Reseptörüne bağlanan bir nörotransmitter gibi bir sinyale (veya uyarana) yanıt olarak veya parmağınızdaki bir tuşa bastığınızda, bazı Na+ kanalları açılır ve bir konsantrasyon gradyanı nedeniyle Na+’nın hücreye akmasına izin verir. Membran potansiyeli depolarize olur veya daha pozitif hale gelir.
Aksiyon potansiyeli, membran potansiyeli bir eşik değerine (tipik olarak -55 mV civarında) ulaştığında devam eder. Potansiyele ulaşılmazsa, aksiyon potansiyeli oluşmayacak ve hücre dinlenme zarı potansiyeline geri dönecektir. Bir eşiğe ulaşmanın gerekliliği, aksiyon potansiyellerine hep ya da hiç olayı denmesinin nedenidir.
Eşik değerine ulaşıldıktan sonra voltaj kapılı sodyum kanalları açılır ve sodyum iyonları hücre içine akar. Zar potansiyeli negatiften pozitife değişir çünkü hücrenin içi artık dışından daha pozitiftir. Membran potansiyeli, aksiyon potansiyelinin zirvesi olan +30 mV’ye ulaştığında, voltaj kapılı potasyum kanalları açılır ve K+, bir konsantrasyon gradyanı nedeniyle hücreyi terk eder. Membran potansiyeli repolarize edilir veya negatif dinlenme membran potansiyeline doğru geriye doğru hareket eder. K+ iyonları zar potansiyelinin dinlenme potansiyelinden biraz daha negatif olmasına neden olduğundan nöron geçici olarak hiperpolarize olur. Sodyum/potasyum pompası nöronu dinlenme membran potansiyeline geri döndürdüğünde, nöron bir direnç dönemine girer.
Aksiyon potansiyelinin yayılması
Aksiyon potansiyeli, aksonun tüm uzunluğu boyunca bilgiyi diğer nöronlara ileten periferik aksonlara doğru hareket eder. Yayılma hızı aksonun çapına bağlıdır, daha büyük çap daha hızlı yayılma anlamına gelir ve aksonun bir kısmının kablo teli için bir kaplama görevi gören yağlı bir madde olan miyelin ile kaplı olup olmadığı. Kılıflar akson ve elektrik akımının sızmasını engelleyerek aksiyon potansiyelinin daha hızlı oluşmasını sağlar.
kaynak:
https://www.moleculardevices.com/applications/patch-clamp-electrophysiology/what-action-potential
https://www.kenhub.com/en/library/anatomy/action-potansiyel
yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]