Sinir liflerinde istirahat membran potansiyelinin oluşumunda membran geçirgenlikleri kriti… — TUS - Tıpta Uzmanlık Sınavı

Sinir liflerinde istirahat membran potansiyelinin oluşumunda membran geçirgenlikleri kritik rol oynar. Laboratuvar ortamında gerçekleştirilen bir deneyde, istirahat halindeki bir nöronun sodyum iyonlarına olan rölatif geçirgenliği ( $P_{Na}$ ), potasyum geçirgenliğine ( $P_K$ ) oranla anlamlı şekilde artırılmıştır. Diğer tüm parametrelerin (iyon konsantrasyonları, sıcaklık, vb.) sabit kaldığı varsayıldığında, bu hücrenin elektrofizyolojik özelliklerinde meydana gelecek değişimlerle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Membran potansiyeli, sodyumun denge potansiyeline ( $E_{Na}$ ) doğru yaklaşarak depolarize olur.Cevap
B
Potasyumun denge potansiyeli ( $E_K$ ), hücre içindeki potasyum konsantrasyonu değişmediği halde pozitif yönde kayar.
C
Membran geçirgenliğindeki bu artış, Ohm kanunu uyarınca membran direncinin (rezistans) artmasına neden olur.
D
Sodyum iyonlarının hücre içine girmesi için gereken elektrokimyasal itici güç (driving force) artar.
E
Voltaj kapılı sodyum kanalları inaktive olduğu için hücre kalıcı olarak mutlak refrakter döneme girer.

Cevap

Membran potansiyeli, sodyumun denge potansiyeline (

E_{Na}

) doğru yaklaşarak depolarize olur.

İstirahat membran potansiyeli, membranın geçirgen olduğu iyonların denge potansiyellerinin bir ağırlıklı ortalamasıdır. Normalde istirahatte potasyum geçirgenliği sodyuma göre çok yüksektir, bu nedenle potansiyel potasyum denge potansiyeline (

-90 mV

) yakındır. Sodyum geçirgenliği (

P_{Na}

) arttığında, sodyumun denge potansiyeli (

+60 mV

) membran üzerindeki etkisini artırır ve potansiyeli daha pozitif değerlere, yani depolarizasyona doğru çeker.

Adım Adım Çözüm

Goldman-Hodgkin-Katz (GHK) denkleminin analiz edilmesi

İstirahat membran potansiyeli (

V_m

), membranın geçirgen olduğu iyonların (

Na^+

K^+

Cl^-

) denge potansiyellerinin, o iyonların rölatif geçirgenlikleriyle ağırlıklandırılmış bir ortalamasıdır.

Geçirgenlikteki değişimin potansiyel üzerindeki net etkisini anlamak için temel fiziksel denklemi kullanmak gerekir.

Sodyum geçirgenliği artışının etkisinin belirlenmesi

P_{Na}

değerinin artması, sodyum denge potansiyelinin (

E_{Na} \approx +60 mV

)

V_m

üzerindeki belirleyici gücünü artırır.

Bir iyonun geçirgenliği arttıkça, membran potansiyeli o iyonun Nernst (denge) potansiyeline doğru çekilir.

Depolarizasyon yönünün tayin edilmesi

Normalde

-70 mV

civarında olan istirahat potansiyeli,

+60 mV

olan

E_{Na}

değerine doğru kayarak daha pozitif (daha az negatif) bir değer alır.

Negatiften pozitife doğru olan bu kayma elektrofizyolojik olarak depolarizasyon olarak tanımlanır.

İtici güç (Driving Force) ve direnç ilişkisinin kontrolü

Hücre depolarize oldukça

V_m

E_{Na}

'ya yaklaşır ve aradaki fark (

V_m - E_{Na}

) küçülür; ayrıca iyon akışının kolaylaşması membran direncini düşürür.

Çeldiricilerin yanlışlığını teyit etmek için itici güç ve rezistans-kondüktans ilişkisi değerlendirilir.

Anahtar Kavram

İstirahat membran potansiyeli, denge potansiyelleri ve iyonik geçirgenlikler arasındaki dinamik ilişki (GHK prensibi).

Tahmini Süre:2m 0s

Soru

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Konular

Bu konudan daha fazla soru