Aksiyon Potansiyeli Nedir? Evreleri ve İletimi

Aksiyon potansiyeli (AP), bir nöronun elektrik sinyallerini ilettiği, hücrenin elektriksel zar potansiyelinin kısa sürede aniden yükselmesi ve azalmasıdır. Bazı iyonların nöronun içine ve dışına akması nedeniyle membrandaki voltajda kısa bir değişiklik olarak tanımlanır. Bu makalede, bir eylem potansiyelinin nasıl üretildiğini ve bir eylem potansiyelinin nasıl gerçekleştirildiğini tartışacağız.

Dinlenme Membran Potansiyeli

Hücrelerin dinlenme membran potansiyeli, hücre tipine bağlı olarak değişir, nöronlar için dinlenme potansiyeli tipik olarak -50 ile -75mV arasında bulunur. Bu değer, açık olan iyon kanalı türlerine ve hücre içi ve hücre dışı sıvılarda farklı iyonların konsantrasyonlarına bağlıdır. Nöronlarda K + ve organik anyonlar tipik olarak hücre içinde dışardan daha yüksek bir konsantrasyonda bulunurken, Na + ve Cl- tipik olarak hücre dışında daha yüksek konsantrasyonlarda bulunur.

Konsantrasyonlardaki bu fark, kanalları açıkken iyonların akması için bir konsantrasyon gradyanı sağlar. İstirahatte çoğu nöron K +, Na + ve Cl- ‘ye geçirgendir, çünkü K + hücrelerin dışına taşırken ve Na + ve Cl hücreye taşınırken, konsantrasyon gradyanlarını kolayca akarlar. Bununla birlikte, hücre en çok K + ‘ya karşı geçirgendir, çünkü bu, dinlenme zarı potansiyeli üzerinde en büyük etkiye sahiptir – ve değer, K +’ nın (bir iyon için konsantrasyon gradyanının dengelendiği zar potansiyeli) denge potansiyeline en yakın olanıdır. üç iyon.

Bu konsantrasyon gradyanları, Na + / K + ATPaz’ın aktif taşıma yoluyla hareketi ile korunur ve bu da membran potansiyelinin korunmasına izin verir.

Aksiyon Potansiyeli Üretimi

Dinlenme durumunda, zar potansiyeli ortaya çıkar, çünkü membran, seçici bir şekilde K + ‘ya geçirgendir. Akson yükseltisinde depolarizasyonun sonucu olarak bir aksiyon potansiyeli başlar. Depolarizasyon sırasında voltaj kapılı sodyum iyon kanalları elektriksel bir uyarıcı nedeniyle açılır. Sodyum hücreye geri akarken, pozitif sodyum iyonları hücre içindeki yükü negatiften artıya yükseltir.

Bir eşiğe ulaşıldığında, bir eylem potansiyeli üretilir. Eylem potansiyelleri sadece “eşik ya da hiç ” olarak tanımlandığı gibi bir eşiğe ulaşıldığında ortaya çıkar. Eşik değerine ulaşılırsa, maksimum yanıt alınacaktır.

Hücre depolarize edildikten sonra voltaj kapılı sodyum iyonu kanalları kapanır. Hücre içindeki yükselen pozitif yük, potasyum kanallarının açılmasına neden olur, K + iyonları artık elektrokimyasal gradyanlarını hücreden aşağı doğru hareket ettirir. K + hücre dışına çıktığında, zar potansiyeli düşer ve dinlenme potansiyeline yaklaşmaya başlar.

Tipik olarak, repolarizasyon, membran potansiyelini daha negatif hale getirerek istirahat membran potansiyelini aşıyor. Bu, hiperpolarizasyon olarak bilinir . Bir eylem potansiyelinin ardından Na + / K + ATPase’in repolarizasyon işleminde yer almadığını not etmek önemlidir.

Her eylem potansiyelini bir refrakter dönem izler . Bu süre ayrıca mutlak refrakter periyoduna ve nispi refrakter periyoduna bölünebilir. Bu süre, bir AP’nin ardından sodyum kanallarının kapanmasından sonra meydana gelir, zar potansiyeli ne olursa olsun, yeniden açılmadıkları aktif olmayan bir duruma girerler. Bu mutlak refrakter periyodu olarak bilinir.

Yavaş yavaş sodyum kanalları etkisiz hale gelir. Bu göreceli refrakter periyodu olarak bilinir . Bu süre zarfında, nöron bir AP başlatmak için normalde gerekenden daha güçlü olan uyarıcılarla uyarılabilir. Nispi refrakter periyodun başlarında, gereken uyaranın gücü çok yüksektir ve nispi refrakter periyod boyunca kademeli olarak daha fazla hale gelir ve daha fazla sodyum kanalı inaktivasyondan geri kazanılır.

Aksiyon Potansiyellerinin İletimi

Aksiyon potansiyelleri, yerel akıntılarla nöronların aksonları boyunca iletilir. Depolarizasyonun ardından lokal akım akışı, bitişik aksonal membranın depolarizasyonu ile sonuçlanır ve bunun eşiğe ulaştığı yerlerde, ilave etki potansiyelleri üretilir. Yakın zamanda depolarize edilmiş membran bölgeleri, refrakter periyodu nedeniyle tekrar depolarize olmayacaktır – bu, eylem potansiyelinin sadece bir yönde hareket edeceği anlamına gelir.

Bu yerel akıntılar nihayetinde eşiğe ulaşılmayacak hale gelene kadar sorumlu olacaklardır. Bunun alacağı mesafe membran kapasitansına ve direncine bağlıdır:

• Membran kapasitansı – yükü saklama yeteneği, düşük kapasitansa, eşik değere ulaşılmadan önce daha büyük bir mesafe verilir
• Membran direnci – açık olan iyon kanallarının sayısına bağlıdır, kanal sayısı ne kadar açıksa, o kadar düşüktür. Daha yüksek bir membran direnci, eşiğe ulaşılmadan önce daha büyük bir mesafe ile sonuçlanır.

Miyelinli Aksonlar

Elektrik sinyallerinin bir nörondan hızlı bir şekilde iletilmesini sağlamak ve onları daha enerji verimli hale getirmek için bazı nöron aksonları bir miyelin kılıfıyla kaplıdır. Miyelin kılıfı, yalıtıcı bir tabaka oluşturmak için aksonu çevreler. Miyelin kılıfı hakkında daha fazla bilgiyi burada” bulabilirsiniz> .

Miyelinasyon, membran direncini artırarak ve membran kapasitansını azaltarak iletimi iyileştirir.

Miyelinin olmadığı ve aksonal zarın açığa çıktığı miyelin akson boyunca periyodik boşluklar vardır. Bu boşluklara Ranvier’in cevabı denir . Aksonun miyelinli bölümleri, Ranvier Düğümlerinde yüksek yoğunluklu iyon kanalları olduğu için voltaj kapılı iyon kanallarından yoksundur. Bu nedenle, eylem potansiyeli sadece düğümlerde ortaya çıkabilir.

Miyelin kılıfı iyi bir yalıtkan görevi görür, böylece aksiyon potansiyeli, miyelinsiz nöronlarda olabileceğinden daha yüksek bir hızda nöron boyunca ilerleyebilir. Elektriksel sinyaller bir düğümden diğerine hızlı bir şekilde iletilir, burada zarın eşiğin üstünde depolarizasyonuna neden olur ve bir sonraki düğüme iletilen başka bir hareket potansiyeli başlatır. Bu şekilde bir aksiyon potansiyeli hızlı bir şekilde bir nörondan aşağı taşınır. Bu, tuzlu iletim olarak bilinir .

Multipl Skleroz

Multipl skleroz (MS), CNS’yi etkileyen edinilmiş, kronik bir otoimmün hastalıktır. Demiyelinizasyon, gliozis ve nöronal hasara yol açar. Hastalığın sık görülen sunumları optik nörit, transvers miyelit ve ataksi gibi serebellar ile ilişkili semptomlardır.

Üç ana hastalık şekli vardır:

• Relapsing remitting – Hastalar remisyon dönemleri (semptomların olmadığı süre boyunca) ve hastalığın alevlenmesi ile karşı karşıya kalırlar.
• İkincil İlerici – Başlangıçta MS tekrarlayan bir örüntüdür, ancak bir noktada hastalık seyri değişir ve nörolojik fonksiyon yavaş yavaş kötüleşir.
• Birincil ilerleyici – Hastalığın başlamasından sonra hastalığın sabit bir şekilde ilerlemesi ve kötüleşmesi vardır.

Benzer İçerik  Sindirim Sistemi Fizyolojisi ve Histolojisi

MS için bilinen bir tedavi yoktur, ancak bazı tedavilerin akut alevlenmelerin yönetilmesi, alevlenmelerin önlenmesi ve sakatlıkların önlenmesi açısından faydalı olduğu kanıtlanmıştır. Örneğin, yüksek doz IV kortikosteroidler akut alevlenmelerdeki semptomları hafifletmeye yardımcı olabilir.