Sinir Bilimleri - Dinlenim Potansiyeli

Membran ve Hücrenin Elektriksel Özellikleri

• Membran ve hücrenin elektriksel özellikleri inceleniyor.
• Konunun sunumu doç. Dr. Çağdaş Güdücü tarafından, DEÜ Tıp Fakültesi Biyofizik AD'de yapılıyor.
• Sunumda sinir hücresi modeli, dinlenme potansiyeli, pasif taşıma, Nernst denklemi, aksiyon potansiyeli, sinaptik potansiyeller, sinaps çeşitleri ve elektriksel sinapslar ayrıntılı olarak ele alınıyor.

Sinir Hücresi Modeli

• Sinir hücrelerinin yapısı ve işleyişi ile ilgili bir model sunulmuştur.
• Hücre gövdesi, dendritler, akson, Ranvier boğumları, miyelin kılıfı, Schwan hücreleri ve motor plaklar gibi yapısal özellikler gösterilmektedir.
• Akson uçları, endoplazmik retikulum, mitokondri, Nissl tanecikleri, ribozomlar, Golgi aygıtı ve lizozom gibi iç yapısal ögeler tanımlanmış ve çizimde gösterilmiştir.
• İmpuls iletim yönü de modellenmiştir.

Hücrenin Başlıca Elektriksel Özellikleri

• Hücrenin başlıca elektriksel özellikleri, aksiyon potansiyeli ve dinlenme potansiyeli başlıkları altında inceleniyor.

Dinlenme Potansiyeli

• Hücre zarının içi ve dışı arasında iyonların farklı dağılımından kaynaklanan elektriksel potansiyel olarak tanımlanır.
• Dinlenme durumunda hücre içi negatif, hücre dışı pozitif yüklüdür.
• İyonlar (Na+, K+, Cl-, proteinler) dengesiz dağılım gösterir; konsantrasyon ve elektriksel potansiyel gradyanları dinlenme potansiyelini oluşturur.
• Dinlenme potansiyeli −70 mV civarındadır.

Pasif Taşıma

• Hücre zarının iyonların konsantrasyon gradyanı ve elektriksel potansiyel gradyanı boyunca pasif olarak hareket etmesine ait mekanizma ve etkiler anlatılıyor.
• Nernst denklemi ile iyonların denge potansiyelleri hesaplanır.
• Örneğin, Na+ hücre dışına, K+ ise hücre içine hareket eder.

Nernst Denklemi

• Nernst denklemi, belirli bir iyon için denge potansiyelini hesaplamak için kullanılan bir denklemdir.
• Denklemde, iyonun dış ve iç konsantrasyonları, gaz sabiti, mutlak sıcaklık ve iyonun yükü yer almaktadır.
• İyonun denge potansiyeli hesaplanır, bu değer iyonun konsantrasyon ve elektriksel potansiyel gradyanları yönünde dengeye geldiği andaki durumunu ifade eder.

Aksiyon Potansiyeli

• Sinir ve kas hücrelerinde elektriksel sinyallerin iletiminde rol oynar.
• Voltaj kapılı iyon kanalları, aksiyon potansiyelini başlatır ve iletir.
• Eşik değere ulaşılınca hızlı depolarizasyon ve repolarizasyon aşamalarından geçerek oluşan bir aksiyon potansiyeli oluşur; bu, hücre zarının geçirgenlik değişimine bağlıdır.

Sinaptik Potansiyeller

• Nörotransmitter salgılanması sonucu postsinaptik hücrede oluşan potansiyellerdir.
• Akso-somatik, akso-dentritik ve akso-aksonik sinaps türleri anlatılmıştır.
• Eksitatorik ve inhibitör süreçlere bağlı olarak, postsinaptik potansiyellerin (EPSP ve IPSP) oluşumu ve toplanması, aksiyon potansiyeli oluşturmak veya engellemek için önemli süreçlerdir.

Sinaps Çeşitleri

• Elektriksel ve kimyasal sinapslar.
• İletim, sinaptik aralık, iyon hareketleri, nörotransmiter ve reseptörler ile ilgilidir.

Hücre Zarı İÇİN Elektriksel Eşdeğer Devre Modeli

• İyonların elektriksel özelliklerini kullanarak modellenen hücre zarı ve davranışlarını açıklayan temel bir modelin tanımıdır;
• Elektriksel devre elemanlarından oluşan modelin, hücre zarının davranışını anlatırken, direnç (R), kapasitans (C) ve potansiyel (E) gibi elemanların kullanımı belirtilmiştir.

Aksiyon Potansiyelinin İletimi

• Sinir ve kas hücrelerindeki aksiyon potansiyelinin iletimini ve farklılıkları açıklayan konuların sunumu;
• İletim mekanizması (lokal anlar), miyelinli ve miyelinsiz lifler ve aksiyon potansiyelinin hızının farklılıkları gibi ilgili bilgiler sunulmaktadır.

Kalpteki Aksiyon Potansiyeli

• Kalp kası hücrelerindeki aksiyon potansiyelinin özelliklerinden bahsedilerek, mekanizmaların nasıl gerçekleştiği açıklanmıştır;
• Dinlenme potansiyeli, depolarizasyon aşaması, Ca ve K iyonlarının etkisinin ayrıntıları verilmiştir.

Ya Hep Ya Hiç

• Uyarının eşik değeri aşılmadıkça aksiyon potansiyeli oluşmadığından bahsedilir.

EPSP ve IPSP

• EPSP ve IPSP; sinaptik birleşmenin farklı potansiyel etkileri üzerinde durulmaktadır.
• EPSP ve IPSP oluşum süreçleri arasındaki klor iyonlarının rolü vurgulanmaktadır.

EPSPlerin Birleştirilmesi

• Uzamsal ve zamansal olarak birleşen EPSPlerin aksiyon potansiyeli gelişiminde rolü ele alınmıştır.

Ket Vurma (İnhibisyon)

• Bu bölümlerde inhibitör sinaps mekanizmasından, kullanılan nörotransmiterlerden, işleyişten, ionların durumundan ve etkilerinden bahsedilmektedir.

İyon Kanalları

• İyon kanalları çeşitliliklerini; sodyum, potasyum, kalsiyum, klor ve seçici olmayan kanallar ile sınıflandırmalarına değinerek, tanımlarını vermiştir.

Voltaj Bağımlı/Kapılı İyon Kanalları

• Voltaj değişimine duyarlı iyon kanallarının yapısı, işlevi, özelliği ve etkileri ortaya konmuştur.

Ligand Bağımlı/Kapılı İyon Kanalları

• Ligandlara bağlı olarak açılan/kapanan iyon kanallarının işlevi ve özellikleri, ve reseptörlere etkileri açıklanmıştır.

Mekanik Kapılı İyon Kanalları

• Mekanik uyarılar sonucu açılan iyon kanallarının işlevleri ve özellikleri ile ilgili örneklerle birlikte işleyişi açıklanmaktadır.
• Dokunma, işitme ve proprioseptif duyular gibi örnekler verilmiştir.

İçeriden Kontrol Edilen İyon Kanalları

• G-proteini ve ikinci mesajcıların iyon kanalları üzerindeki etkilerinin nasıl değiştiğini ayrıntılarıyla açıklamaktadır.

Kaynaklar

• Sunumda kullanılan kaynaklar listelenmiştir.

Bu quiz, sinir hücrelerindeki dinlenim potansiyelini etkileyen iyon kanalları ve sinaptik olaylarla ilgili soruları içermektedir. Ayrıca, Goldman-Hodgkin-Katz denklemi ve inhibitör sinapslar üzerine de ipuçları sunmaktadır. Sinir bilimi alanında bilgilerinizi test edin!