Fizyoloji İyon Kanalları ve Zar Potansiyeli

Membran ve Hücrenin Elektriksel Özellikleri

• Membran ve hücrelerin elektriksel özellikleri, hücre zarının içi ve dışı arasında farklı iyonların bulunmasıyla oluşan bir elektriksel potansiyel yaratır.
• Bu potansiyele dinlenim potansiyeli denir ve değeri yaklaşık -70 mV'dir.
• Hücre dışı Na+ ve Cl- iyonları, hücre içi ise K+ iyonları daha yoğundur.
• İyonların konsantrasyon farklılıkları, elektriksel potansiyel gradyanı oluşturur.
• Nernst denklemi, her bir iyon için denge potansiyelini hesaplamak için kullanılır.

Sinir Hücresi Modeli

• Sinir hücreleri, hücre gövdesi, dendritler ve aksonlardan oluşur.
• Dendritler, diğer hücrelerden sinyaller alan uzantılardır.
• Akson, sinyalleri diğer hücrelere taşıyan uzun uzantıdır.
• Myelin kılıfı, aksonun etrafını kaplayarak sinyallerin hızını arttırır.
• Schwan hücreleri, myelin kılıfını oluşturur.
• Ranvier boğumları, myelin kılıfının arasındaki boşluklardır.
• Sinir impulsları, akson boyunca yönlendirilir.
• Sinaptik düğümler, sinirler arasındaki bağlantı noktalarıdır.

Hücrenin Başlıca Elektriksel Özellikleri

• Hücrenin temel elektriksel özellikleri, aksiyon potansiyeli ve dinlenim potansiyelidir.
• Aksiyon potansiyeli, hücre zarının geçici olarak depolarize olmasıdır.
• Dinlenim potansiyeli, hücre zarının dinlenme halindeki elektriksel potansiyelidir.

Dinlenim Potansiyeli

• Hücre zarı boyunca iyonların farklı dağılımları nedeniyle hücrenin içi negatif dışı pozitif yüklü durumdadır.
• Dinlenim durumunda, hücre zarının içi, dışına göre daha negatif bir potansiyele sahiptir. (-70mV).
• İyonların hareketleri, konsantrasyon ve elektriksel gradyanlar tarafından yönlendirilir.
• Dinlenim potansiyeli, hücre zarının seçici geçirgenliği nedeniyle korunur.

Pasif Taşıma

• Pasif taşıma, iyonların konsantrasyon gradyanları yönünde hareket etmesidir.
• Na+ ve Cl-, hücre dışına doğru hareket etmek ister.
• K+, hücre içine hareket etmek ister.

Goldman-Hodgkin-Katz Denklemi

• Goldman-Hodgkin-Katz denklemi, hücre zarındaki tüm önemli iyonların konsantrasyonları ve zarlarındaki geçirgenlikler dikkate alınarak hücrenin dinlenme potansiyelini hesaplamak için kullanılır.
  • V = Em
  • P₁: Zarın i iyonu için geçirgenliği

Aksiyon Potansiyeli

• Aksiyon potansiyeli, hızlı bir elektriksel sinyaldir.
• Sinir hücresi ve kas hücreleri gibi uyarılabilir hücrelerde oluşur.
• Eşik değeri geçen uyarılara tepki olarak meydana gelir.
• Potansiyelin hızlı bir şekilde yükselmesi ve tekrar normal değerine dönmesi ile karakterizedir.
• Depolarizasyon ve repolarizasyon aşamalarından oluşur.
• Voltaj kapılı iyon kanalları, aksiyon potansiyelinin oluşmasında ve iletilmesinde önemli rol oynar.

Sinaptik Potansiyeller

• Sinaptik potansiyeller, aksiyon potansiyeli iletiminden sonra sinir hücreleri arasındaki bağlantı noktalarında (sinapslarda) oluşan elektriksel değişikliklerdir.
• EPSP (eksitatör postsinaptik potansiyel), sinaptik potansiyeli depolarize eder.
• IPSP (inhibitör postsinaptik potansiyel), sinaptik potansiyeli hiperpolarize eder.
• Sinaptik potansiyeller, aksiyon potansiyelinin oluşmasını etkileyebilir(summasyon).

Nörotransmiterler

• Nörotransmiterler sinir hücreleri arasında bilgi iletimini sağlayan kimyasal mesajlardır.
• Presinaptik nöronlardan postsinaptik nörona salınırlar.
• Postsinaptik nöron üzerindeki reseptörlerle etkileşime girerler.
• Nörotransmiterlerin tipi, sinaptik iletimin etkisi üzerinde önemli bir rol oynar.

Sinaps Çeşitleri

• Sinapslar, elektriksel ve kimyasal olmak üzere iki ana sınıfa ayrılabilir.
• Elektriksel sinapslar, nörotransmiterlerin kullanılmadan iyonların direkt iletilmesi ile bilgi transferini gerçekleştirir.
• Kimyasal sinapslar, nörotransmiterlerin aracı rolü ile bilgi transferini gerçekleştirir.
• Sinaps çeşitlerinin birbirlerine ait özelliklerine bağlı olarak görevleri farklıdır.

Na-K ATPaz Pompası

• Na-K ATPaz pompası, hücre zarında bulunan bir enzimdir.
• 3 Na+ iyonunu (sırtlama) hücre dışına ve 2 K+ iyonunu hücre içine taşır.
• Bunu yapmak için ATP (enerji) kullanır.
• Dinlenme potansiyelini korumak önemlidir

Hücre Zarı İçin Elektriksel Eşdeğer Devre Modeli

• Hücre zarının elektriksel özelliklerini modellenebilmek için, hücre-içi ve hücre-dışı sıvılar, zar ve iyon kanalları ele alınır.
• Güç kaynağı ile modellenebilir.

Aksiyon Potansiyelinin İletimi

• Aksiyon potansiyeli, bir sinir hücresinin aksonu boyunca iletilen hızlı bir elektriksel sinyaldır.
• Bir bölgede oluşan aksiyon potansiyeli bitişik bölgelere yayılarak iletim sağlanır.

Kalp Kasında Aksiyon Potansiyeli

• Kalp kası hücrelerinde, aksiyon potansiyeli diğer uyarılabilir hücrelerden farklı olarak uzun süre depolarize kalarak "plato" oluşturur.
• Bu özelliği sayesinde kalp kasının sürekli ve düzenli kasılması sağlanır.

Ya Hep Ya Hiç Prensibi

• Uyarıları belli bir eşik değerini geçtiğinde aksiyon potansiyeli oluşur.
• Uyarılar eşik değerini geçemediğinde aksiyon potansiyeli oluşmaz.

Çizgili Kaslarda Aksiyon Potansiyeli İletimi

• Çizgili kas hücrelerinde, aksiyon potansiyelinin iletimi hızlı ve elektriksel olarak gerçekleşir.
• İyonların hızlı hareketleri ile sinyaller taşınır, bu da hızlı hareket sağlamaktadır.

Elektriksel ve Kimyasal Sinapslar

• Elektriksel sinapslar, sinir hücreleri arasındaki bağlantıları doğrudan iyon akışıyla iletirler.
• Kimyasal sinapslar, postsinaptik hücreye sinyal göndermek için nörotransmiterler kullanırlar.

Sinaps Türleri

• Axodendritik, aksosomatik, aksonik olmak üzere birkaç sinaps türü vardır.
• Bu sinaps türlerinde, nörotransmiterlerin kaynağı ve hedefi farklıdır.

Bu quiz, hücre zar potansiyeli, iyon kanalları ve dinlenim potansiyelinin detayları üzerine odaklanmaktadır. Öğrenciler, çeşitli iyonların etkilerini ve zar potansiyelinin nasıl belirlendiğini keşfedecekler. Sorular, sinir hücrelerindeki elektriksel olayları anlamaya yardımcı olacaktır.