Soru

Zorluk: Çok zorMembran Potansiyelleri ve Elektrofizyoloji

Uyarılabilir bir hücrenin membran potansiyeli, hücre dışı potasyum (K+K^+) konsantrasyonundaki yavaş ve kademeli bir artış nedeniyle 90mV-90 \, mV düzeyinden 60mV-60 \, mV düzeyine doğru depolarize olduğunda, hücrenin aksiyon potansiyeli üretme yeteneğinin azaldığı ve bir süre sonra tamamen kaybolduğu gözlenir. Bu fenomen elektrofizyolojide 'akomodasyon' olarak adlandırılmaktadır.

Buna göre, yavaş gelişen bu depolarizasyon sürecinde uyarılabilirliğin kaybolmasından sorumlu olan temel hücresel mekanizma aşağıdakilerden hangisidir?

  1. Voltaj bağımlı sodyum kanallarının inaktivasyon (h) kapılarının kapalı konuma geçmesi ve orada kalmasıCevap
  2. B
    Potasyum denge potansiyelinin (EKE_K), Nernst denklemine göre 94mV-94 \, mV değerinden daha negatif bir değere kayması
  3. C
    Voltaj bağımlı sodyum kanallarının aktivasyon (m) kapılarının yavaş depolarizasyon etkisiyle kalıcı olarak kilitlenmesi
  4. D
    Artan hücre dışı potasyumun voltaj bağımlı kalsiyum kanallarını bloke ederek eşik değeri yükseltmesi
  5. E
    Membran direncinin (RmR_m) artması sonucu zaman sabitinin (τ\tau) kısalması ve uyarının etkisiz kalması

Cevap

Yavaş gelişen depolarizasyon sürecinde voltaj bağımlı sodyum kanallarının inaktivasyon kapılarının (h kapısı) kapalı duruma geçmesi uyarılabilirliği ortadan kaldırır.
Normal bir aksiyon potansiyelinde hızlı depolarizasyon m kapılarını açar ve h kapıları kapanmadan sodyum girişi gerçekleşir. Ancak yavaş depolarizasyonda (akomodasyon), h kapıları kapanmak için yeterli zamana sahiptir. Membran 60mV-60 \, mV civarına geldiğinde, sodyum kanallarının büyük bir kısmı zaten inaktif duruma geçtiği için hücre uyarılara yanıt veremez hale gelir.

Adım Adım Çözüm

1
Membran potansiyeli değişim hızını analiz etme
Hücre dışı K+K^+ artışı yavaş gerçekleştiği için membran kademeli olarak depolarize olur.
Ani depolarizasyon aksiyon potansiyelini tetiklerken, yavaş depolarizasyon iyon kanallarına uyum sağlama zamanı tanır.
2
Sodyum kanalı kapı kinetiğini değerlendirme
Aktivasyon (m) kapıları hızla açılırken, inaktivasyon (h) kapıları daha yavaş bir kinetikle kapanmaya başlar.
Her iki kapı da voltaja duyarlıdır ancak h kapısı kapanma yönünde hareket eder.
3
Akomodasyon fenomenini açıklama
Eşik değere ulaşılmadan önce sodyum kanallarının çoğu inaktive (h kapısı kapalı) duruma geçer.
Kanalın iletkenliği kapandığı için dışarıdan gelen bir uyarı voltaj bağımlı sodyum akımını başlatamaz.

Anahtar Kavram

Akomodasyon ve Sodyum Kanal İnaktivasyonu
Bu soruyu puanla