Dinlenme potansiyeli

Dinlenme potansiyeli nöronların içi ve çevresi arasında uyarılmamış durumda bulunan -70 mV'luk voltaj farkıdır. Potansiyel, aksiyon potansiyellerinin oluşumu ile ilgilidir. Siyanür zehirlenmesi, dinlenme potansiyelinin geri kazanılmasını engeller ve nöronal çökmeye neden olur.

Dinlenme potansiyeli nedir?

Dinlenme potansiyeli, uyarılmamış bir nöronun içi ile çevresi arasında var olan voltaj farkıdır. Voltajdaki bu fark aktif olarak korunmalıdır ve sodyum ve potasyum iyonlarının eşit olmayan dağılımından kaynaklanır.

Sinir hücresi zarının iki unsuru, dinlenme potansiyelini sürdürmekle ilgilidir: bir yandan sodyum-potasyum pompaları ve diğer yandan Ranvier'in kordon halkalarındaki iyon kanalları.

Uyarılabilir sinir hücrelerinin dinlenme potansiyeli, insan sinir yolaklarındaki tuzlayıcı uyarılma iletiminin temelini oluşturur. Bir aksiyon potansiyeli tarafından uyarıldığında, hücre eşik potansiyelinin ötesinde depolarize edilir ve voltaja bağımlı iyon kanalları açılır, böylece belirli iyonlar aktığında, dinlenme potansiyeli değişir. Aksiyon potansiyeli, yüklerin yeniden dağıtılması yoluyla sinir yolları boyunca aktarılır.

Bir insan nöronunun dinlenme potansiyeli -70 ila -80 mV arasında bir farka sahiptir. Hücre zarının içi negatif, dışı pozitif yüklüdür.

İşlev ve görev

Dinlenme aşamasında uyarılabilir bir hücrenin hücre zarında çeşitli işlemler gerçekleşir. Ranvier halkalarında aksonlar miyelin ile izole edilmemiştir. Na + / K + pompaları, ATP tüketirken dinlenme aşamasında potasyum iyonlarını aksonun içine taşıyan bu düğümlerde bulunur. Sodyum iyonları aynı anda hücre dışına pompalanır. Bu nedenle, aksonların içinde dışarıdan daha yüksek bir potasyum konsantrasyonu vardır.

Protein içeren iyon kanalları nedeniyle, hücrelerin zarları bu iyonlar için farklı seviyelerde geçirgenliğe sahiptir. Sodyum kanalları genellikle istirahatte kapalıdır. Diğer yandan potasyum kanalları açıktır, böylece potasyum iyonlarının difüzyonu gerçekleşir. İyonlar böylece dışarı doğru yayılır. Bu, elektrik kuvvetleri ile ozmotik basınç kuvvetleri arasında bir denge olana kadar gerçekleşir. Bu, dinlenme potansiyeli olarak da bilinen hücre zarının dışı ve içi arasındaki yük farkını korur.

Bir uyaran bir sinir lifine çarpıp eşiği geçtiğinde, voltaja bağlı sodyum ve potasyum kanalları açılır. Bu, hücrenin depolarizasyonunu yaratır ve bu da bir aksiyon potansiyelini tetikler. Biyoelektrik dürtü, sinir lifleri boyunca taşınır.

Basitçe ifade etmek gerekirse, aksiyon potansiyeli durumunda, zar potansiyelindeki değişiklikler üzerinden bir sinyal iletilir.

Bir aksiyon potansiyelinin yaratılması için eşik değer olarak -50 mV değeri uygulanır. +20 mV'nin altındaki uyarımlar herhangi bir aksiyon potansiyeline yol açmaz ve reaksiyon olmaz.

Bir aksiyon potansiyelinin yaratılmasından ve iletilmesinden sonra, N + kanalları önce tekrar kapanır. Bunun aksine, K + kanalları, potasyum iyonlarının aksonun dışına yayılabilmesi için açılır. Hücrenin içindeki elektrik gerilimi tekrar düşer. Bu süreç aynı zamanda repolarizasyon olarak da bilinir. Daha sonra K + kanalları da kapanır ve hücrenin potansiyeli dinlenme potansiyelinin altına düşer. Bu hiperpolarizasyon, sodyum-potasyum pompalarının yaklaşık iki milisaniye sonra geri yüklediği dinlenme potansiyeline dönüşür. Akson böylece yeni aksiyon potansiyelleri için hazırdır.

İlaçlarınızı burada bulabilirsiniz

Hastalıklar ve rahatsızlıklar

Siyanür zehirlenmesi gibi olayların yaşamı tehdit eden sonuçları vardır, bunların bir kısmı dinlenme potansiyelinin kaybına bağlıdır. Nöronların dinlenme potansiyellerini geri kazanmak için enerjiye ihtiyaçları vardır. Siyanür zehirlenmesi, enerji arzını engeller, böylece dinlenme potansiyelini geri kazanmak için hiçbiri sağlanamaz. Sinir hücreleri kalıcı olarak depolarize kalır ve işlevselliğini yitirir.

Yetersiz enerji beslemesinden kaç nöronun etkilendiğine bağlı olarak, tüm organizmanın nöronal düzenlemesi bu şekilde çökebilir. Nöronal regülasyondaki böyle bir bozulma, kaçınılmaz olarak ölüme yol açar.

Daha geniş anlamda, bir nöronun dinlenme potansiyeli ile ilgili şikayetler, iyon kanalı hastalıklarında da ifade edilebilir. Bu kalıtsal hastalıklar, kaslarda ve sinir sisteminde uyarılma bozukluklarını tetikler. İyon kanalı hastalıkları, iyon kanallarının geçiş davranışını etkiler. Kanalların anahtarlama davranışındaki değişiklikler, dinlenme potansiyelini geri yükleme yeteneğini etkileyebilir. Böylelikle hastalıkların dokunun uyarılabilirliği üzerinde etkisi vardır. İyon kanalı hastalıkları, daha dar anlamda iyon kanallarının mutasyonudur.

Bilimsel bulgulara göre, kalıtsal epilepsinin üç formunun bu fenomenle ilişkili olduğu düşünülmektedir. Modern araştırmaya göre hemiplejik migrenler ve idiyopatik ventriküler fibrilasyon da bu şekilde açıklanmaktadır.

Sodyum-potasyum pompaları, bir sinir hücresinin dinlenme potansiyelini etkileyen hastalıklardan da etkilenebilir. Birçok bilim insanına göre, modern batı diyeti vücutta doğal olmayan bir sodyum-potasyum oranına neden oluyor. Fazla sofra tuzu ve çok az sebze yemeği nedeniyle potasyum eksikliğinin sodyum-potasyum pompalarını bozduğu söyleniyor, çünkü bu hücre içi iyon oranını değiştirebilir.

Öte yandan, hücre zarındaki sodyum-potasyum değişiminin genetik olarak belirlenmiş bozuklukları, bazı mutasyonlarda mevcuttur ve araştırmacılar tarafından epilepsi formlarının yanı sıra iyon kanalı hastalıklarına da bağlanmıştır. Bu nedenle, dinlenme potansiyelinin restorasyonundaki rahatsızlıklar, muhtemelen merkezi sinir sisteminin çeşitli hastalıkları ile ilgilidir.