Dinlenim MembranPotansiyeli ve Aksiyon

Potansiyeli

•Bir nöronun membran potansiyeli -65 mV tur. Aşağıdaki seçeneklerden hangisi nöronu depolarize eder?

I. Na+/K+-ATP azın artan aktivitesi

II. Plazma membranı K+-Permeabilitesinin artması

III. Ekstrasellüler K+-Konsantrasyonunun artması

A Yalnız II doğru

B Yalnız III doğru

C I ve II doğru

D I ve III doğru

E I, II ve III doğru

• K+-İyonu denge potansiyeli için hangi tanımlama yanlıştır?

A Denge potansiyelinde kimyasal ve elektriksel kuvvetler eşittir, fakat zıt yönlüdür.

B Denge potansiyeli açık iyon kanal sayısı ile belirlenir

C Denge potansiyel Nernst- eşitliği ile hesaplanır.

D Aksiyon potansiyelinin repolarizasyonu esnasında nöronun membranpotansiyeli K+ İyonu denge potansiyeline yaklaşır.

E K+ İyonu denge potansiyeli nöron membran potansiyelinden daha negatiftir.

Soru-YanıtSoru1: Membran potansiyeli çoğunlukla elektrojenik iyon pompaları ile mi, yoksa difüzyonn ile

mi oluşturulur?Yanıt1: Aktif iyon pompaları potansiyel oluşumunun temeli olan konsantrasyon farklarını

oluşturur, ama direkt neden difüzyonn olayıdır.Soru2: Sinir hücrelerinde dinlenim membran potansiyeli, K denge potansiyeli ilişkisi nedir?Yanıt2: Dinlenimde K permeabilitesi dominant olduğundan membran potansiyeli K denge

potansiyeline yakındır (-90 mV) , ama eşit değildir. Ancak membran diğer iyonlara da (Nagibi) az da olsa permeabıl olduğundan membranın gerçek potansiyel değeri (-80 mV) hafif depolarizedir.

Soru3: Sinirin uyarılmasında membran potansiyeli hangi değere yaklaşmaktadır?Yanıt 3:Uyarılmada membranın Na iletkenliği dominant olduğundan membran potansiyeli Na

denge potansiyeline yaklaşır (yaklaşık+60 mV)Soru 4: Na kanalının üç durumunu açıklayınız?Yanıt 4:1. Kapalı ve aktive edilebilir

2.Açık3.Kapalı ve aktive edilemez

Soru 5: Mutlak ve relatif refrakter süre nedir?Yanıt 5: Mutlak refrakter sürede membranda hiçbir impuls tetiklenemez, relatif refrakter sürede

ise uyarılma eşiği arttığı için ancak güçlü uyaranlarla aksiyon potansiyeli tetiklenebilir.Soru 6: Sinirde iletim hızını artıran süreçleri açıklayınız?Yanıt 6: Akson çapının büyümesi ile boylamasına iç direnç azalır ve akım uyarılmış alandan

uyarılmamış alana daha kolay yayılır. Aksonun miyelin kılıfla izolasyonu daha etkindir. Böylelikle membran dirençi artar, membran kapasitansı azalır. Sonuç membran üzerindeki kaçak akımların azalması. Ayrıca Ranvier boğumları arasındaki sıçrayıcı tipteki akımlar iletimi hızlandırır.

Sorgulayarak öğrenme

1.Dinlenim membran potansiyelinin oluşumunda hangi iyon akımlarıprimer rol oynar?

2. Bir akson membranında hangi potansiyel durumları vardır?(dinlenimmembran potansiyeli, hiperpolarizasyon, depolarizasyon)

3. Bir nöronun farklı membran bölümleri iyon permeabilitesi ve potansiyel oluşumu bağlamında hangi farklılıkları gösterirler?

4. İyon kanallarını sınıflandırınız?5. Nöron membranı iki tarafındaki farklı iyon gradiyentlerini nasıl

ayakta tutmaktadır (pompa)?6. Aksiyon potansiyelinin seyrini hangi iyon akımları belirlemektedir?7. Aksiyon potansiyeli seyrince Na ve K membran permeabiliteleri nasıl

bir değişim gösterir?8. Nöron membranının iç ve dışındaki belli iyon yoğunlukları nasıldır? 9. Bu iyonlar için membranın permeabilitesi nasıldır?10. İyon konsantrasyon gradiyentleri ve böylelikle membran dinlenim

potansiyeli nasıl ayakta tutulmaktadır?

A.Dinlenim membran potansiyelinin (biyoelektrisite) temelleri:

-Membranın iki tarafında iyonların farklı dağılımının nedeni nedir?

-Dinlenimde hücre membranı permeabilitesi Na+ ve K+ için nasıldır?

-Biyolojik membranlar iyonlar ve H20 için bir difüzyon bariyeri oluştururlar mı?

-Membran permeabilitesinin fizyolojik denetimi nasıl olmaktadır?

-Mebran transport proteinleri (iyonlar ve H2O için) permeabiliteyi nasıl denetlemektedir?

-Kanal proteinlerinin özellikleri nelerdir?- Na-K-ATP az ın işlevi nedir? İnhibisyonu hangi sonuçu

doğurur?

Sorgulayarak öğrenme

B. Membranlarda potansiyel oluşumu ve değişimi:-Membranın iki tarafındaki iyonlara hangi kuvvetler etki eder?-Elektro-kimyasal denge nedir? ve-İyonların denge potansiyeli kavramından ne anlıyorsunuz?-Denge potansiyelinin Nernst eşitliği ile hesaplanması.-Dinlenim membran potansiyeli için hangi faktörler belirleyicidir?-Hücre dışı potasyum, Na ve Ca konsantrasyon değişimi membran potansiyelini nasıl

etkiler?-Membran potansiyeli, denge potansiyeli, ve Goldmann eşitliği ilişkisi-İimpuls oluşumunda iyon kanallarının rolü nedir? -Eşik değeri nedir?-“Hep veya hiç prensibine” uygun aksiyon potansiyeli ve dereceli potansiyel (genlik

modifiye) farkı nedir?-Voltaj kapılı hızlı Na kanallarının özellikleri nelerdir?-Aksiyon potansiyeli sırasında membran iyon iletkenliği nasıl bir değişim gösterir?-Refrakter zaman kavramı ne demektir?-Hangi yapılarda aksiyon potansiyeli oluşturulabilir?-Akson, düz kas, çizgili kas ve kalp kası aksiyon potansiyel formu niçin farklıdır?-Elektrotonik impuls iletimi nedir?-Aksiyon potansiyel iletimine etki eden faktörler nelerdir?

Sorgulayarak öğrenme

Bağımsız sorgulayarak öğrenme (soru-yanıt)

Ekstrasellüler sıvıda K+ konsantrasyonu artarsa dinlenim membran potansiyeli nasıl etkilenir ?

Ekstrasellüler sıvıda K+ konsantrasyonu artarsa dinlenim membran potansiyeli nasıl etkilenir ?

İyon konsantrasyonlarının kalbin aktivitesine etkisi

Hiperpotasemi: Membranda depolarizasyonaneden olur. Kardiyak uyarılabilirlik artar (örn.: ekstrasistol, aritmi). Dış potasyum daha fazla artarsa uyarılabilirlik ve ileti hızı Na+ inaktivasyonuna bağlı olarak azalır. .Hipopotatasemi: Buda kalp aktivitesinde düzensizliğe neden olur. Nedeni hiperpolarizasyonnedeniyle azalan uyarılabilirliktir. Belirgin hipopotasemide K+ kanalları kapanır ve bu durum tekrar paradoksal bir şekilde miyositlerindepolarizasyonuna neden olur. K+ kanallarının aşırı çalışması aksiyon potansiyeli süresini kısaltır, sonucunda kalp kasıdaha az ATP tüketir ve kalbin pomba işi azalır, bu ekonomi kalp iskemisinde ortaya çıkar.

İyon konsantrasyonlarının kalbin aktivitesine etkisi(II)

Kardiyopilejik çözelti (kalp akciğer makinasıbağlanacağı zaman kalbin felce uğratılması): Kalp transplantasyonu için soğutulmuş 9 mmo/L K+ içeren düşük Na+ ve hiç Ca++ olmayan çözeltilerle kalp sakinleştirilir, kalp kası hücreleri uyarılamaz ve kalp daha az ATP kullanır ve bu durum geri dönüşümlüdür.Sempatik aktivasyonda SA- ve AV- düğümühücrelerinde Na+ ve Ca++ iletkenliği artar.Miyokart hücrelerinde ise Ca++ iletkenliği artar.SA ve AV düğümlerinde vagus aktivasyonunda Na+ girişi azalır, K+ çıkışı artar böylelikle ön-depolarizasyonunun eğimi azalır.

Hiperpotasemi

Önce artan uyarılabilirlik, kalpte aritmiler Nernst’e göre miyokart membranı depolarizeolur,Sonra kalpte uyarılabilirliğin azalması:

hiperpotasemik depolarizasyon bloğu Kalp cerrahisi Kardiyoplejik çözelti

K+ iyon permeabilitesi aksiyon potansiyeli şekli için önemlidir

Ekstrasellüler sıvıda Na+ konsantrasyonu azalırsa aksiyon potansiyeli nasıl etkilenir?

AP “hep veya hiç sürecidir”, fakat genliği ve şekli dışNa+ konsantrasyonuna bağlı olarak değişir.

Ekstrasellüler sıvıda Ca++ konsantrasyonu azalırsa aksiyon potansiyeli nasıl etkilenir?

• Hipokalsemide membran Na+ iletkenliği artar ve m. depolarize olur, membran uyarılma eşiği düşer ve spontan impulslar oluşur Tetani

• Ca++ iletkenliği aksonda az, kalp kası, düz kas ve presinaptik uçta fazladır.

Membran dışyüzeyindeki sabit negatif yüklerin nötürlenebilirli-ğinin membranpotansiyel düzeyine ve uyarılabilirliğine etkisi.

a) Na+ kanalı aktive edilebilirliğinin DMP’ye bağımlılığı

b) Belirli bir DMP’deNa+ kanal aktivasyonunun dışCa+ düzeyine bağımlılığı (Kalsiyum dış konsantrasyonu düşer ise daha az bir depolarizasyonaktivasyon için yeterlidir)

Repolarisazyon başladıktan hemen sonra ikinci bir uyaran verilirse ne olur? Neden?

Sonraki (ard) hiperpolarizasyon döneminde ikinci bir uyarana yanıt oluşturmak için ne yapmalıdır?

Eşik artacağı için daha şiddetli uyarıverilmelidir.

Hücreye verilecek veya hücrenin ileteceği impuls frekansının bir üst sınırı var mıdır ? neden ?

Neden aksiyon potansiyeli bir yana doğru ilerlerken geriye doğru iletilmez ?

Çünkü arkada bıraktığı membran alanımutlak refrakter ( voltaj kapılı Na+ kanalları inaktiftir ) dönemdedir.

İleti hızını etkileyen faktörler• Miyelinsiz liflerde iyonal akım membranın her noktasınıda

olacağından impuls iletimi yavaşlar.

• Miyelinli kalın liflerde iyon akımı sadece Ranvier boğumu alanındadır. İmpuls bir boğumdan diğerine sıçrayarak, hızlı ve ekonomik (iyon yük kaymaları daha az veekonomiktir) taşınır. Buna sıçrayıcı (saltatuvar) iletim adıverilir.

• Na+ içe girdisinin güçü, yani lokal akımın genliği. • Bunlar aktif Na+ kanallarının sayısına, membran

potansiyelinin genliğine, ve Na + Dış / Na+ iç oranına bağlıdır .