Aksiyon Potansiyeli ve Membranın Tanımı

Aksiyon potansiyeli, hızla yayılan uyarılabilir bir hücrenin zar potansiyelindeki hızlı bir değişikliği içerir. Aksiyon potansiyelleri, sinir sisteminde ve her tür kasta bilgi iletmenin temel mekanizmasıdır.

Sinir sistemimizin gerçekleştirdiği tüm fonksiyonlar, hareket etmemizi sağlayan kasların kasılması ve bizi harekete geçiren kalp atışları. kanın vücudumuzdaki tüm hücrelere taşınmasına izin vermek, dokular arasında yayılan elektrik sinyalleriyle düzenlenir. dahil olmuş.

membran potansiyeli

Tamamen fiziksel bir bakış açısından, hücreleri küçük piller gibi düşünebiliriz. Hücre dışı ortamda ve farklı olan hücre içi ortamda elektrik yükleri vardır. konsantrasyonları, membran boyunca bir elektriksel potansiyel farkına neden olur. hücre. Üretilen elektrokimyasal gradyan, hücrede meydana gelen birkaç elektriksel fenomene yol açar.

Hücrelerin zar potansiyelini belirlerken özellikle ilgili olan iyonlar, sodyum iyonudur (Na⁺) ve potasyum iyonu ( K⁺). Ortalama Na konsantrasyonu

⁺ hücre dışı ortamda 142 mEq/l iken, hücre içi ortamda sadece 14 mEq/l'lik bir konsantrasyona sahiptir. Öte yandan, K konsantrasyonu⁺ hücre dışında 4 mEq/l ve hücre içinde yaklaşık 140 mEq/l'dir.

Hücre dışı ve hücre içi ortam arasındaki bu iki iyonun konsantrasyonlarındaki fark, hücre zarı boyunca elektrik potansiyelinde bir fark oluşturur. Ancak bunu etkileyen başka faktörler de var. Hücre zarı K iyonuna karşı daha geçirgendir.⁺, yani bu iyon içinden daha kolay geçebilir. K iyonlarının geçişine izin veren potasyum sızıntı kanalları olarak bilinen iyon kanalları vardır.⁺ hücrenin içinden dışına kadar. Ayrıca, bu kanallar potasyum için yaklaşık 100 kat daha geçirgen olmasına rağmen, bazı Na^+ iyonlarının kaçmasına da izin verir.

Membran potansiyelinin oluşmasında temel rol oynayan diğer bir element ise Na pompasıdır.^+- k⁺. Sürekli 3 Na iyonu pompası üretmek için ATP kullanan bir proteindir.⁺ hücre dışında ve 2 K iyonu⁺ içe doğru, böylece hücre dışı ortamda daha fazla pozitif yük birikmesine neden olur. Tüm bu mekanizmalar birlikte hareket ettiğinde sinir liflerinde yaklaşık -90 mV net zar potansiyeli oluşur. Potansiyel olma değeri hücrenin içine göredir, yani hücre içi ortamda potansiyel daha negatiftir.

Aksiyon potansiyeli

Bir aksiyon potansiyeli, normal negatif zar potansiyelinden ani bir değişiklikle başlar. Pozitif bir potansiyele kadar ve potansiyele doğru neredeyse eşit derecede hızlı bir değişimle sona erer. olumsuz. Bir aksiyon potansiyelinin oluşması ve ardından toparlanma için gerekli olan aktörler, voltaj kapılı sodyum kanalları ve voltaj kapılı potasyum kanallarıdır. Belirli bir andaki zar potansiyelinin değerine bağlı olarak açılıp kapanan iyon kanallarıdır.

Bir aksiyon potansiyeli, hücre hareketsizken ve hücrenin tipik -90 mV değerindeki zar potansiyeliyle başlar. Bu aşamada zarın "polarize" olduğu söylenir. Belirli koşullar altında, zar aniden Na iyonlarına karşı çok geçirgen hale gelir.⁺, öyle ki bunlar hücrenin içine doğru hareket etmeye başlar ve potansiyel daha pozitif hale gelmeye başlar.

Potansiyel -70 ile -50 mV arasında olabilecek bir değere ulaşırsa, voltaj kapılı sodyum kanalları açılır ve daha fazla Na iyonunun hızlı bir hareketi olur.⁺ hücre içi ortama doğru Bu aşamada, zarın sodyum geçirgenliği 5.000 kata kadar artabilir ve potansiyel membran +35 ile +40 mV arasında salınan değerlere ulaşır, daha sonra membranın olduğu söylenir. "depolarize". Voltaj kapılı sodyum kanalı saniyenin on binde biri kadar açık kalır ve sonra kapanır.

Membran potansiyeli 0 mV'a ulaştığında, voltaj kapılı potasyum kanalları açılmaya başlar ve K iyonlarının akışına izin verir.⁺ hücrenin dışına doğru. Ancak potasyum kanallarının geç açılması nedeniyle sodyum kanalları kapanmaya başlayınca tamamen açılırlar. Her iki olayın kombinasyonu, membran potansiyelinin hızlı bir şekilde -90 mV dinlenme değerine geri dönmesine neden olur, bu aşamada bir "repolarizasyon" olduğu söylenir.