Sinir aksiyon potansiyeli
- Mekanizma
- Sınav önceliği: yüksek
Sinir sinyali, hücre zarındaki voltajın kısa süreli, ya hep ya hiç tarzında tersine dönmesidir; sodyumun içeri hücumu ve potasyumun çıkışıyla oluşur.
Diğer adları: Sinir impulsu, Diken (spike)
3B olarak görün: Siyatik sinir (n. ischiadicus) · Median sinir (n. medianus)
Nedir
Aksiyon potansiyeli, bir nöronun aksonu boyunca bilgi iletmek için kullandığı, membran potansiyelinin hızlı ve kalıplaşmış bir şekilde tersine dönmesidir. Önce voltaj kapılı Na⁺ kanalları açılır ve hücre içini pozitif yapar; ardından daha yavaş K⁺ kanalları voltajı yeniden düşürür. Büyüklüğü hiç değişmediğinden sinir sistemi uyaran şiddetini diken yüksekliği olarak değil, ateşleme sıklığı olarak kodlar.
Nasıl çalışır, adım adım
- İstirahatte membran −70 mV civarındadır, çünkü K⁺'ya Na⁺'dan çok daha geçirgendir.
- Bir uyaran (sinaptik akım, reseptör potansiyeli) akson tepeciğini eşiğe doğru depolarize eder.
- Eşikte yeterli sayıda voltaj kapılı Na⁺ kanalı açılır ve Na⁺ girişi K⁺ çıkışını geçer: depolarizasyon kendi kendini besler.
- Membran yaklaşık +30 mV'a kadar aşma (overshoot) yapar; E_Na'ya (≈ +60 mV) yaklaşır ama asla ulaşmaz.
- Yaklaşık 1 ms içinde Na⁺ kanalları inaktive olur (inaktivasyon kapısı kapanır) ve Na⁺ girişi durur.
- Daha yavaş açılan voltaj kapılı K⁺ kanalları K⁺'nın çıkmasına izin verir ve repolarizasyonu sağlar.
- K⁺ kanalları geç kapanır; bu, membran istirahate dönmeden önce kısa bir ard hiperpolarizasyona yol açar.
Action potential
Rest −70 mVThreshold −55 mVPeak +35 mVDuration ≈ 1–2 ms
Tap a phase (the pills above or its band) or a refractory period (ARP, RRP) at the base of the plot.
- Mainly Na⁺
- Mainly K⁺
- Rest
- Threshold
- ARP: absolute refractory period
- RRP: relative refractory period
Denklemler
- z
- iyon değerliği (Na⁺ ve K⁺ için +1)
- [iyon]dış, [iyon]iç
- hücre dışı ve hücre içi konsantrasyonlar
Dışarıda K⁺ ≈ 4 mM ve içeride ≈ 140 mM ile E_K ≈ −94 mV olur; dışarıda Na⁺ ≈ 142 mM ve içeride ≈ 14 mM ile E_Na ≈ +61 mV elde edilir.
Tipik değerler (büyük memeli nöronu)
| Parametre | Değer | Not |
|---|---|---|
| İstirahat membran potansiyeli | ≈ −70 mV | hücreye göre −70 ile −90 mV arası |
| Eşik | ≈ −55 mV | istirahatin yaklaşık 15–20 mV üzerinde |
| Tepe (overshoot) | ≈ +30 ile +40 mV | |
| Diken süresi | ≈ 1–2 ms | |
| E_K / E_Na | ≈ −90 mV / ≈ +60 mV |
Dinlenme halindeki sağlıklı bir yetişkin için yaklaşık değerler; her laboratuvar kendi aralıklarını belirler.
Klinik bağlantı
- Lokal anestezikler Na⁺ kanallarını bloke eder: bloke edilen segmentte impulslar durur, bu nedenle ağrı omuriliğe ulaşmaz.
- Tetrodotoksin (balon balığı) ve saksitoksin (kabuklu deniz ürünleri) Na⁺ kanallarını dışarıdan bloke eder ve ölümcül paraliziye yol açabilir.
Kendinizi sınayın
Cevabı düşünün, sonra görmek için soruya dokunun.
Daha güçlü bir ağrılı uyaran, bir nosiseptör aksonunda neden daha büyük bir aksiyon potansiyeli oluşturmaz?
Diken ya hep ya hiç kuralına uyar: eşik aşıldığında Na⁺ kanallarının pozitif geri bildirimi sonuna kadar işler. Şiddet, daha yüksek ateşleme sıklığı ve daha fazla lifin devreye alınmasıyla kodlanır.
E_Na'ya hiç ulaşılmadığına göre aksiyon potansiyelinin yükselme fazını ne sonlandırır?
Na⁺ kanal inaktivasyonu (inaktivasyon kapısı yaklaşık 1 ms içinde kapanır) ile birlikte voltajı E_K'ye doğru geri iten voltaj kapılı K⁺ kanallarının gecikmeli açılması.
Na⁺/K⁺-ATPaz zehirlenirse bir nöron neden yine de çok sayıda aksiyon potansiyeli ateşleyebilir?
Her diken mevcut iyonların yalnızca çok küçük bir kısmını hareket ettirir, bu nedenle gradyanlar yavaş azalır. Pompa onları zamanla yeniler; dikeni kendisi oluşturmaz.
Lokal anestezikler aktif olarak ateşleyen bir ağrı lifini sessiz bir liften neden daha hızlı bloke eder?
Bağlanma bölgelerine kanalın içinden ulaşırlar ve en iyi açık veya inaktive Na⁺ kanallarına bağlanırlar. Sık ateşleme kanalları bu durumlarda daha uzun tutar (kullanıma bağımlı blok).
3B olarak görün
Bunun gerçekleştiği, Durgical 3B anatomisindeki yapılar.
İlişkili konular
- Dinlenim zar potansiyeli
- Nernst ve Goldman denklemleri
- Refrakter dönemler ve uyarılabilirlik
- İmpuls iletimi ve miyelin
Farmakolojide
Eğitim amaçlı fizyoloji içeriğidir; tanı veya tedavi rehberi değildir ve bir sağlık profesyonelinin önerisinin yerini tutmaz. Değerler yaklaşık referanslardır. Doz bilgisi içermez.
Kaynaklar: Physiology, Action Potential (StatPearls (NCBI Bookshelf), 2023).
Bir hata mı buldunuz?Topluluk için sürekli geliştiriyoruz. Neyin yanlış olduğunu bize yazın, ekibimiz inceleyecek.Hata bildir
Temsili modeldir, yalnızca eğitim amaçlıdır.