1.
bir hücrenin (özellikle nöronlar ve kas hücrelerinin, gelin biz buna excitable hücreler diyelim genel olarak) gelen uyarıya cevap verebilmeleri için aşmaları gereken eşik değer.
nöron üzerinden konuyu anlatacağım. altındaki fizyolojik mekanizmayı bilirseniz patofizyolojisini de anlamak daha kolay olur. nöron (ya da halk arasındaki ismiyle sinir hücresi) bir uyartıyı alıp ileten hücrelerdir, saçaklı bir sürü kolun yanında uzun bir tane daha özel bir kola daha sahiptir (multipolar nöron şeklini çiziyorum şu an size). şöyle bir şey
somaya (hücre gövdesi) bitişik olan kısa ve çok sayıda olan hücre çıkıntılarının her biri dendrit olarak isimlendirilirken uzun olan tek kol akson olarak isimlendirilir, bu da bizim konuyu öğreneceğimiz olayların geçtiği yer olacak.
bir nörona elektriksel sinyal ulaştığı zaman dendritten hücreye giriş yapar, hücre gövdesini geçer, daha sonra aksondan geçerek akson ucundan hücreyi terk eder. elektriksel sinyalden kastımız şehirlerarası enerji nakil hatları gibi elektrik taşınımı değil, membran depolarizasyonu denen olaydan bahsediyoruz. şurada görsel olarak görebilirsiniz ama teknik detaylarına gireceğim birazdan.
resting fazda hücrelerin membran potansiyeli -70mv değerdedir. membran çift tabakalı bir yapıda olduğu için hücrenin içi ve dışındaki iyon konsantrasyonu birbirinden farklıdır. resting faz için konuşursak hücre içinde k+ (potasyum) iyonları fazlayken dışarıda na+ (sodyum) iyonları fazladır. bunun baş sorumlusu membranda yerleşik olan na+/k+ voltage-gated iyon kanallarıdır. bu pompalar, içeri aldığı her 2 potasyum başına 3 sodyumu dışarı atar. 10 potasyumu içeri aldığında içerideki net yük +10 olacakken dışarıya attığı 15 sodyumdan dolayı dışarısı +15 olacaktır değil mi, işte bu sebeple hücre içi dışından daha negatif yüklüdür (ayrıca bu pozitif yüklerin negatif counterpart iyonları falan da var), bu yüzden -70mv olarak resting membran potansiyeli bulunur (ki biz bu voltaj farklılığının bulunmasına polarizasyon diyoruz). siz "neden sıfır değil, hadi sıfır değilse neden negatif?" sorusunu sormadan bunu cevaplamış oldum böylece.
konumuza geri dönelim. membranda bulunan bu na+ pompaları, ilgili hücreye bir uyartı (stimulus) geldiği zaman aktifleşir, voltaja bağlı olarak açılır ve içeri küçük bir miktar na+ iyonu girmesine sebep olur. her bir pompa açılıp içeri iyon girişini sağladığında bölgesel olarak membran potansiyeli artar (-70mv resting fazından yukarı doğru çıkar. örneğin -60mv olsun) (ki biz buna depolarizasyon diyoruz).
uyartının soldan geldiğini düşünelim, en önce en soldaki voltage-gated kanalımız açılacak, bölgesel olarak bir voltaj değişikliği olacak ve sağındaki 2. pompa aktifleşecek, o da içeri aldığı iyonlar sayesinde ortamı daha yüksek voltaja sebep olacak, 3. olarak yine sağındaki kanal açılacak. neden, çünkü bir süre boyunca bu açılan kanallar açık kalmaya devam eder, o yüzden zaten açık olan kanalı bir daha açamazsınız. bu da bize iletimin tek yönlü olmasını sağlar. "neden tek yöne gidiyor, ya ulaşacağı yöne gitmez de hücrenin içinde yolunu kaybederse sinyal?" sorusunu da böylece cevapladık. ilk iki adımı şu şekilde çizdim (evet bunu ben çizdim), devamını anladınız varsayıyorum.
bu iletilen sinyal sonunda ne olacağını anlatmayacağım fakat hücrenin binbir emekle oluşturduğu bu voltaj gradiyenti görüldüğü üzre yok oldu. hücre içi na+ doluşmasıyla hücrenin iç yükü negatiften pozitife kadar çıkar, bu da fizyolojik dengenin (homeostasis) yeniden kurulmasını gerektirir. bu durumda devreye k+ pompaları girer, hücre dışına bütün k+ iyonlarını pompalar. hücrenin başlangıçtaki halinin tam tersini oluşturur gibi düşünün (na+ dışarıda k+ içerideydi, hatırlayın). dışarıdaki fazla potasyum iyonlarını hücre içine yine bu en başta bahsettiğim na+/k+ voltage-gated kanalları alır, her aldığı 2 k+ başına da 3 na+ dışarı atar. böylece başlangıçtaki denge tekrar sağlanmış olur (ki biz buna repolarizasyon diyoruz).
şimdi olayların en en en başına dönelim. uyartı hücremize geldi (bir molekülün hücre membranındaki ilgili bölgeyle etkileşmesine binaen başlayan değişiklikler silsilesi, daha doğrusu bu silsileyi başlatan ilk taş bizim uyartı dediğimiz), bir membran potansiyeli değişimi başlattı, dendritten akson başına kadar geldi. eğer eşik değeri geçerse bu sinyal akson boyunca iletilir (bu yukarıda anlattığım iyon değişimi mekanizmasıyla), eğer eşik değerin altında kalırsa iletim gerçekleşmez. görsel olarak göstermek gerekirse şöyle bir durumdan bahsediyorum.
şekilde gördüğünüz "trigger zone" bölgesinde belli bir membran depolarizasyonu gerçekleşmiş olmalı, membran yükü belirli bir değerin üstüne çıkmalı. eğer o değeri aşamıyorsa gelen uyartı hücre içinde sönümlenir ve bütün olay orada biter, değeri aşıyorsa nöron ateşlenir ve akson boyunca iletim gerçekleşir. işte saatlerdir dil döktüğüm aksiyon potansiyeli bu eşik değerdir.
elim değmişken bir minik örnek vereyim patofizyolojiye dair. ms ya da multipl skleroz hastalığını duymayan kalmamıştır artık sanıyorum. en başta verdiğim nöron figürüne tekrar bakalım,
dikkatinizi çekmek istediğim nokta aksonu saran "myelin sheath" yazan kapsüller. her kapsül aslında bir hücre, isimleri de "(gbkzl: schwann hücresi)". kendileri aldığınız kesite bağlı olarak şöyle görünür.
fark edeceğiniz üzre bir aksonu çubuk gibi düşünürsek etrafını tamamen saran bir hücreden bahsediyoruz. schwann ve akson arasındaki boşluk (ve bu boşluğun içeriği) iyon değişimine izin vermediği için aksonal iletimde sinyal iletimi bu bölgeleri pas geçer. ne zaman ki bu schwann hücrelerinin başına bir iş gelir, parçalanır ya da ölürlerse altlarındaki akson açığa çıkar, bu da aksonun elektrik iletimini düzgün yapamayacağı anlamına gelir. sonucunda da çeşitli klinik tablolar ortaya çıkar.
kindred ile tıp101 dersimizin ilkini tamamladınız. sertifika için 1'e, ana menü için 0'a basınız, operatöre bağlanmak için lütfen bekleyiniz.
nöron üzerinden konuyu anlatacağım. altındaki fizyolojik mekanizmayı bilirseniz patofizyolojisini de anlamak daha kolay olur. nöron (ya da halk arasındaki ismiyle sinir hücresi) bir uyartıyı alıp ileten hücrelerdir, saçaklı bir sürü kolun yanında uzun bir tane daha özel bir kola daha sahiptir (multipolar nöron şeklini çiziyorum şu an size). şöyle bir şey
somaya (hücre gövdesi) bitişik olan kısa ve çok sayıda olan hücre çıkıntılarının her biri dendrit olarak isimlendirilirken uzun olan tek kol akson olarak isimlendirilir, bu da bizim konuyu öğreneceğimiz olayların geçtiği yer olacak.
bir nörona elektriksel sinyal ulaştığı zaman dendritten hücreye giriş yapar, hücre gövdesini geçer, daha sonra aksondan geçerek akson ucundan hücreyi terk eder. elektriksel sinyalden kastımız şehirlerarası enerji nakil hatları gibi elektrik taşınımı değil, membran depolarizasyonu denen olaydan bahsediyoruz. şurada görsel olarak görebilirsiniz ama teknik detaylarına gireceğim birazdan.
resting fazda hücrelerin membran potansiyeli -70mv değerdedir. membran çift tabakalı bir yapıda olduğu için hücrenin içi ve dışındaki iyon konsantrasyonu birbirinden farklıdır. resting faz için konuşursak hücre içinde k+ (potasyum) iyonları fazlayken dışarıda na+ (sodyum) iyonları fazladır. bunun baş sorumlusu membranda yerleşik olan na+/k+ voltage-gated iyon kanallarıdır. bu pompalar, içeri aldığı her 2 potasyum başına 3 sodyumu dışarı atar. 10 potasyumu içeri aldığında içerideki net yük +10 olacakken dışarıya attığı 15 sodyumdan dolayı dışarısı +15 olacaktır değil mi, işte bu sebeple hücre içi dışından daha negatif yüklüdür (ayrıca bu pozitif yüklerin negatif counterpart iyonları falan da var), bu yüzden -70mv olarak resting membran potansiyeli bulunur (ki biz bu voltaj farklılığının bulunmasına polarizasyon diyoruz). siz "neden sıfır değil, hadi sıfır değilse neden negatif?" sorusunu sormadan bunu cevaplamış oldum böylece.
konumuza geri dönelim. membranda bulunan bu na+ pompaları, ilgili hücreye bir uyartı (stimulus) geldiği zaman aktifleşir, voltaja bağlı olarak açılır ve içeri küçük bir miktar na+ iyonu girmesine sebep olur. her bir pompa açılıp içeri iyon girişini sağladığında bölgesel olarak membran potansiyeli artar (-70mv resting fazından yukarı doğru çıkar. örneğin -60mv olsun) (ki biz buna depolarizasyon diyoruz).
uyartının soldan geldiğini düşünelim, en önce en soldaki voltage-gated kanalımız açılacak, bölgesel olarak bir voltaj değişikliği olacak ve sağındaki 2. pompa aktifleşecek, o da içeri aldığı iyonlar sayesinde ortamı daha yüksek voltaja sebep olacak, 3. olarak yine sağındaki kanal açılacak. neden, çünkü bir süre boyunca bu açılan kanallar açık kalmaya devam eder, o yüzden zaten açık olan kanalı bir daha açamazsınız. bu da bize iletimin tek yönlü olmasını sağlar. "neden tek yöne gidiyor, ya ulaşacağı yöne gitmez de hücrenin içinde yolunu kaybederse sinyal?" sorusunu da böylece cevapladık. ilk iki adımı şu şekilde çizdim (evet bunu ben çizdim), devamını anladınız varsayıyorum.
bu iletilen sinyal sonunda ne olacağını anlatmayacağım fakat hücrenin binbir emekle oluşturduğu bu voltaj gradiyenti görüldüğü üzre yok oldu. hücre içi na+ doluşmasıyla hücrenin iç yükü negatiften pozitife kadar çıkar, bu da fizyolojik dengenin (homeostasis) yeniden kurulmasını gerektirir. bu durumda devreye k+ pompaları girer, hücre dışına bütün k+ iyonlarını pompalar. hücrenin başlangıçtaki halinin tam tersini oluşturur gibi düşünün (na+ dışarıda k+ içerideydi, hatırlayın). dışarıdaki fazla potasyum iyonlarını hücre içine yine bu en başta bahsettiğim na+/k+ voltage-gated kanalları alır, her aldığı 2 k+ başına da 3 na+ dışarı atar. böylece başlangıçtaki denge tekrar sağlanmış olur (ki biz buna repolarizasyon diyoruz).
şimdi olayların en en en başına dönelim. uyartı hücremize geldi (bir molekülün hücre membranındaki ilgili bölgeyle etkileşmesine binaen başlayan değişiklikler silsilesi, daha doğrusu bu silsileyi başlatan ilk taş bizim uyartı dediğimiz), bir membran potansiyeli değişimi başlattı, dendritten akson başına kadar geldi. eğer eşik değeri geçerse bu sinyal akson boyunca iletilir (bu yukarıda anlattığım iyon değişimi mekanizmasıyla), eğer eşik değerin altında kalırsa iletim gerçekleşmez. görsel olarak göstermek gerekirse şöyle bir durumdan bahsediyorum.
şekilde gördüğünüz "trigger zone" bölgesinde belli bir membran depolarizasyonu gerçekleşmiş olmalı, membran yükü belirli bir değerin üstüne çıkmalı. eğer o değeri aşamıyorsa gelen uyartı hücre içinde sönümlenir ve bütün olay orada biter, değeri aşıyorsa nöron ateşlenir ve akson boyunca iletim gerçekleşir. işte saatlerdir dil döktüğüm aksiyon potansiyeli bu eşik değerdir.
elim değmişken bir minik örnek vereyim patofizyolojiye dair. ms ya da multipl skleroz hastalığını duymayan kalmamıştır artık sanıyorum. en başta verdiğim nöron figürüne tekrar bakalım,
dikkatinizi çekmek istediğim nokta aksonu saran "myelin sheath" yazan kapsüller. her kapsül aslında bir hücre, isimleri de "(gbkzl: schwann hücresi)". kendileri aldığınız kesite bağlı olarak şöyle görünür.
fark edeceğiniz üzre bir aksonu çubuk gibi düşünürsek etrafını tamamen saran bir hücreden bahsediyoruz. schwann ve akson arasındaki boşluk (ve bu boşluğun içeriği) iyon değişimine izin vermediği için aksonal iletimde sinyal iletimi bu bölgeleri pas geçer. ne zaman ki bu schwann hücrelerinin başına bir iş gelir, parçalanır ya da ölürlerse altlarındaki akson açığa çıkar, bu da aksonun elektrik iletimini düzgün yapamayacağı anlamına gelir. sonucunda da çeşitli klinik tablolar ortaya çıkar.
kindred ile tıp101 dersimizin ilkini tamamladınız. sertifika için 1'e, ana menü için 0'a basınız, operatöre bağlanmak için lütfen bekleyiniz.
devamını gör...