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 yollarının tuzlayıcı iletiminin temelini oluşturur. Bir aksiyon potansiyeli tarafından uyarıldığında, hücre eşik potansiyelinin ötesinde depolarize olur ve voltaja bağlı 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 kordonlarında aksonlar miyelin ile izole edilmemiştir. Bu düğümlerde, ATP tüketirken dinlenme aşamasında potasyum iyonlarını aksonun iç kısmına taşıyan Na + / K + pompaları bulunur. Sodyum iyonları aynı anda hücrenin 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 iyonları yayılır. 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 değişikliklerden bir sinyal iletilir.

Bir aksiyon potansiyelinin gelişmesi 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 yaratılması ve iletilmesinden sonra, N + kanalları önce tekrar kapanır. K + kanalları ise 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 eski haline getirmek için hiçbir enerji sağlanamaz. Sinir hücreleri kalıcı olarak depolarize kalır ve işlevlerini yitirir.

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

Daha geniş anlamda, bir nöronun dinlenme potansiyeli ile ilgili şikayetler kendilerini iyon kanalı hastalıklarında da ifade edebilir. Bu kalıtsal hastalıklar, kaslarda ve sinir sisteminde uyarılma bozukluklarını tetikler. İyon kanalı hastalıkları, iyon kanallarının geçiş davranışını etkiler. Kanalların anahtarlama davranışındaki değişiklikler, sırayla, dinlenme potansiyelini geri yükleme yeteneğini etkileyebilir. Bu nedenle 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 söyleniyor. Modern araştırmalara göre hemiplejik migren ve idiyopatik ventriküler fibrilasyon da bu şekilde açıklanmaktadır.

Sodyum-potasyum pompaları, bir sinir hücresinin dinlenme potansiyelini etkileyen hastalıklardan da etkilenebilir. Pek çok bilim adamına göre, modern batı diyeti vücutta doğal olmayan bir sodyum-potasyum oranına neden oluyor. Fazla sofra tuzu ve çok az sebze yemeğinden dolayı potasyum eksikliğinin sodyum-potasyum pompalarını etkilediği 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 iyon kanalı hastalıklarının yanı sıra epilepsi formlarına bağlanmıştır. Bu nedenle, dinlenme potansiyelinin restorasyonundaki aksaklıklar, muhtemelen merkezi sinir sisteminin çeşitli hastalıkları ile ilgilidir.