Vücut, kasların ve organların beyinle iletişim kurabilmesi için sinirler içerir. Bu sinir ağı, dünyadaki tüm evlerin birbiriyle iletişim kurmasını sağlayan telefon ağlarına benzetilebilir. Elinizi hareket ettirmek istediğinizde beyniniz elinize sinirler aracılığıyla bir sinyal gönderir ve sinirlerden gelen sinyal de kasları kasılmaya teşvik eder. Ancak sinirler ele basitçe hareket etmesini söylemez. Bunun yerine, sinirler eldeki farklı kaslara elin hareket etmesine neden olan çok sayıda elektrik sinyali (aksiyon potansiyeli adı verilir) gönderir.
sinir hücreleri. Vücudun tüm bölümleri arasında bilgi iletmek için özel hücrelerdir. Diğer hücreler gibi nöronlar da çekirdek ve organel içerir. Ancak, prosedürün olasılığını iletmek için ek özelliklere sahiptirler. Hücre gövdesinin etrafındaki dendrit adı verilen uzantılar, bir radyo anteni gibi komşu nöronlardan sinyaller alır. Hücre gövdesine bağlı en uzun uzantı olan hub, sinyali bir telefon kablosu gibi daha uzak mesafelere iletebilir. Akson terminali, sinyali diğer nöronlardaki dendritlere veya dokulara iletir. Aksonu çevreleyen miyelin kılıf, akson boyunca sinyal iletimini hızlandırır.
İçindekiler
konsantrasyon gradyanları
Odak derecesi, aksiyon potansiyelinin nasıl çalıştığının arkasındaki anahtardır. Aksiyon potansiyeli; nöronun içindeki ve dışındaki iyonların konsantrasyonundaki fark olan konsantrasyon gradyanıdır. Pozitif veya negatif iyonların konsantrasyonları hücrenin dışında hücrenin içindekinden daha yüksekse, büyük bir konsantrasyon gradyanı oluşur.
dinlenme membran potansiyeli
Nöronlar genellikle negatif bir konsantrasyon gradyanına sahiptir, bu da pozitif yüklü iyonların hücrenin dışında bulunduğu anlamına gelir. Bu negatif konsantrasyon gradyan fazına dinlenme zar potansiyeli denir. İstirahat zar potansiyeli sırasında, sodyum iyonları nöronun dışında hücrenin içine göre daha fazladır. Potasyum iyonlarının yüzdesi nöron içinde daha yüksektir.
İyon konsantrasyonu sabit kalmaz. İyonlar, konsantrasyonlarını eşitlemeye çalışarak sürekli olarak hücreye girip çıkarlar. Hücreler genellikle negatif bir konsantrasyon gradyanına sahiptir (-40 ile -90 mV arasında). Bunun nedeni ise:
1) Nöronun zarı, potasyum iyonlarına karşı oldukça geçirgendir ve fazla potasyum iyonları, zardaki potasyum kanalları yoluyla hücreden kaçar.
2) Nöronların zarı kısmen sodyum iyonlarına karşı geçirgendir. Bu nedenle, sodyum iyonları nöronlara sodyum kanallarından yavaşça girer.
3) Hücre, dinlenme zarı negatif potansiyelini korumak ister. Bunun için; Potasyumu hücreye pompalar ve aynı zamanda sodyumu hücre dışına pompalar.
İş potansiyeli nasıl çalışır?
Bir aksiyon potansiyeli (vücutta bir sinyal ileten elektriksel uyarılar), bir nöronun zar potansiyelinde iyonlar aniden hücreye girip çıktığında meydana gelen geçici değişikliktir (negatiften pozitife). Aksiyon potansiyeli oluşmadan önceki dinlenme fazında, tüm sodyum ve potasyum iletim kanalları kapanır. Bu geçiş kanalları, iyonların aktığı kanallardan farklıdır ve yalnızca bir aksiyon potansiyeli tetiklendiğinde açılır. Bu kanallar voltaja bağımlıdır ve hücre zarındaki potansiyel farkına bağlı olarak açılıp kapanır. Voltaja bağlı sodyum kanallarının iki şeridi vardır (m-gate ve h-gate). Potasyum kanalının yalnızca bir kapısı vardır (N kapısı).
Normalde m kapısı (aktivasyon kapısı) hücre içinde pozitif iyonlar arttığında kapanır ve açılır. H kapısı (inaktivasyon kapısı) normal şartlarda açık olup, hücredeki pozitif iyonlar arttığında kapanır. n kapısı normalde kapalıdır ve hücre pozitif olduğunda yavaşça açılır.
Voltaja bağlı sodyum kanalları üç durumda bulunur:
1) Kapalı: Kapı M kapalıdır ve sodyum iyonlarının çıkışına izin vermez.
2) Açılma: Membran boyunca potansiyel farkları nedeniyle m kapısı açılır.
3) devre dışı: nöron depolarize olur (hücre içindeki ve dışındaki iyonların konsantrasyonu eşitlenir) ve h kapısı kapanarak sodyum iyonlarının hücreye girmesini engeller.
Voltaja bağlı potasyum kanalları açık veya kapalıdır.
Bir aksiyon potansiyeli sırasında dört ana olay meydana gelir. Bu olaylar:
1) Hücre gövdesini depolarize eden uyarıcı bir olay. Bu sinyal nöronlara bağlı diğer hücrelerden gelir ve bu sinyal pozitif yüklü iyonların hücre içine akmasına neden olur. Nörotransmiter adı verilen özel kimyasallar kanallara bağlanarak kanalların açılmasını sağladığında pozitif yüklü iyonlar kanallardan geçer. Nörotransmiterler, hücreler tarafından dendritlere yakın bir bölgeden salınır, böylece hücre kendi aksiyon potansiyelini üretir. Bu gelen iyonlar, zar potansiyelini sıfıra yaklaştırır ve bu depolarizasyon olarak bilinir. Pozitif yüklü iyonlar negatif yüklü bir hücreye girdiğinde, hücrenin polaritesi azalır. Hücre gövdesi, aksondaki voltaja bağlı sodyum kanallarını tetikleyecek kadar pozitif hale gelirse, bir aksiyon potansiyeli oluşur.
2) depolarizasyon, hücre daha az polar hale gelir (iyonlar konsantrasyon gradyanlarını eşitlemeye başladığında, zar voltajı düşer. Aksondaki voltaja bağlı sodyum kanalları, hücre gövdesini aktive etmek için hücre gövdesine yakındır. Bu, pozitif yüklü olmasına neden olur. sodyum iyonlarının aksonlara akması Negatif yük, bu da aksonu depolarize eder. Kanalların bir domino etkisi gibi açılmasını düşünebiliriz. Kanal açılıp pozitif iyonların içeri girmesine izin verdiğinde. Bu aşama depolarizasyon olarak bilinir, ve aksiyon potansiyeli geçerken nöronlar negatif olarak yüklenir.
3) Repolarizasyon, hücrenin dinlenme kabiliyetine geri dönmesidir. Sodyum kanalları kapandığında pozitif yüklü iyonların hücre içine akışı durur. Aynı zamanda potasyum kanalları açılır. Böylece hücre içine daha fazla potasyum akar ve kanallar açıldığında hücreye daha fazla potasyum girer. Böylece hücre dinlenme fazına geri döner.
4) Hiperpolarizasyon: hücre bu noktada tipik dinlenme zarı potansiyelinden daha negatif hale gelir. Aksiyon potansiyeli geçerken, potasyum kanalları biraz açık kalarak pozitif iyonların nörondan çıkmaya devam etmesine izin verir. Bu, hücrenin geçici olarak hiperpolarize olmasına veya dinlenme aşamasında olduğundan daha negatif yüklü olmasına neden olur. Potasyum kanalları kapandığında, sodyum-potasyum pompaları dinlenme fazına devam eder.
refrakter dönemi
Aksiyon potansiyeli “ya hep ya hiç” ilkesine göre çalışır. Bu, iş potansiyelinin ya tetiklendiği ya da hiç tetiklenmediği anlamına gelir. Tüm nöronlar her zaman aynı büyüklükte bir aksiyon potansiyeli iletir. Bu durumda bazı bilgilerin daha önemli olduğunu nasıl bilebiliriz? Bu sorunun cevabı aksiyon potansiyelinin nasıl iletildiği yani aksiyon potansiyelinin frekansında saklıdır.
Beyin uyarıldığında çok fazla sinyal gönderir. Bu sinyal ne kadar hızlı gönderilirse, orijinal uyaran o kadar güçlü olur. Sinyal ne kadar güçlüyse, aksiyon potansiyelinin frekansı o kadar yüksek olur. Bir nöronun bir aksiyon potansiyeli iletebileceği maksimum frekans, kırılma periyodu ile belirlenir.
Mutlak Direnç Süresi: Bu noktada başka bir çalışma voltajı göndermek mümkün değildir. Sodyum kanallarının (h-kapıları) bozulması, kanallardan daha fazla sodyumun geçmesini engeller. Sodyum olmadan depolarizasyon olmaz, yani aksiyon potansiyeli olmaz. Mutlak kırılma aralıkları, aksiyon potansiyellerinin aksona iletilmesine yardımcı olur. Çünkü sadece aksondaki kanallar açılır ve depolarizasyona izin verir.
Bağıl Direnç Dönemi: Bu süre zarfında bir aksiyon potansiyeli göndermek çok zordur. Bu periyot mutlak kırılma periyodundan sonra gelir ve h-kapısı tekrar açılır. Buna rağmen, aksiyon potansiyeli iletildikten sonra hücre hiperpolarize kalır. Sonuç olarak, depolarizasyon için normalden daha fazla pozitif iyon gelir. Bu, daha fazla aksiyon potansiyeli göndermek için ilk tetikleyicinin normalden daha güçlü olması gerektiği anlamına gelir. Bağıl direnç süresi, uyaranın yoğunluğunu belirlememize yardımcı olabilir. Örneğin; Retinadaki hücreler parlak ışıkta loş ışıktan daha fazla sinyal gönderir çünkü uyaran daha güçlüdür.
Direnç dönemleri, nörona akson terminalindeki nörotransmitter demetini yenilemesi için zaman verir. Böylece bu süreden sonra aynı hücreden tekrar sinyal iletilebilir.
kaynak:
https://www.khanacademy.org/test-prep/mcat/organ-systems/neuron-membrane-potentials/a/neuron-action-potentials-the-creation-of-a-brain-signal
yazar: Ayka Olkay
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]