Aksiyon Potansiyelinin Oluşumu

Bir nöronun en temel iki özelliği vardır: uyarılabilirlik ve iletkenlik. Uyarılabilirlik, dış çevreden gelen bir uyarıyı alabilmesini; iletkenlik ise bu uyarıyı elektriksel bir sinyal şeklinde bir sonraki hücreye iletebilmesini sağlar.

Nöronlar arası iletişim, elektriksel ve kimyasal olayların art arda geldiği bir sistemle gerçekleşir. Bu sistemde taşınan elektriksel sinyale aksiyon potansiyeli (AP) adı verilir.

GÖRSEL Nöronda aksiyon potansiyeli

Bir nöronda aksiyon potansiyelinin oluşabilmesi için öncelikle hücrenin uyarılabilir durumda olması gerekir. Bu durum, hücrenin dinlenim halinde olması anlamına gelir. Dinlenim durumundaki bir nöronun zar potansiyeli yaklaşık -70 mV civarındadır. Bu, hücre içinin dışına kıyasla daha negatif olması demektir.

Hücre içinde yoğun olarak K⁺ iyonları, hücre dışında ise Na⁺ iyonları bulunur. Bu iyonlar, konsantrasyon farklarına bağlı olarak hücre zarından geçmek isterler. K⁺ hücre dışına çıkmak isterken, Na⁺ hücre içine girmek ister. Ancak hücre zarı bu geçişleri sınırlı tutar ve iyon kanalları açılmadan geçiş gerçekleşmez.

GÖRSEL Dinlenimde iyon konumları

Dinlenim halindeki bu denge, dışarıdan bir uyarıcı etkiyle bozulur. Örneğin başka bir nörondan gelen bir nörotransmitter, kimyasal kapılı Na⁺ kanallarını açabilir. Bu durumda Na⁺ iyonları hücre içine girmeye başlar. Bu iyon girişi ile zar potansiyeli -70 mV’dan yukarı doğru değişir ve buna depolarizasyon denir.

Depolarizasyon her zaman AP anlamına gelmez. Aksiyon potansiyeli oluşabilmesi için bu pozitif yüklenmenin eşik potansiyele ulaşması gerekir. Bu eşik genellikle -55 mV civarındadır.

GÖRSEL AP üretmeyen depolarizasyon

Uyarı eşiğe ulaştığında, olay artık akson tepeceği adlı özel bir bölgede devam eder. Bu bölgede bulunan voltaj kapılı Na⁺ kanalları, eşik değere ulaşıldığını “hisseder” ve açılır. Na⁺ iyonları bu sefer hızlı ve büyük bir dalga hâlinde hücre içine girer. Hücre içi bu noktada +30 ila +35 mV'a kadar çıkar.

Bu pozitif yüklenme, hemen yanında bulunan voltaj kapılı Na⁺ kanallarını da açar. Böylece zincirleme bir reaksiyon başlar ve bu reaksiyon akson boyunca ilerler. Bu zincirleme yayılma, aksiyon potansiyelinin temel taşıyıcı mekanizmasıdır.

Ancak bu süreçte hücre içi fazla pozitif yüklendiği için, yeniden negatif hâle dönmesi gerekir. Bu da repolarizasyon süreciyle gerçekleşir. Voltaj kapılı Na⁺ kanalları kapanır ve yerine voltaj kapılı K⁺ kanalları açılır. K⁺ iyonları hücre dışına çıkarak pozitif yükü dışarı taşır.

GÖRSEL Aksiyon potansiyeli

Repolarizasyonla birlikte hücre, yeniden -70 mV civarına döner. Fakat bu sırada iyonların yerleri değişmiştir: Hücrede Na⁺ artmış, dışarıda K⁺ birikmiştir. Bu bozulmuş denge, Na⁺/K⁺ pompası tarafından düzeltilir. Pompa, 3 Na⁺’yı dışarı, 2 K⁺’yı içeri taşır ve bu işlem için ATP harcanır.

Bu süreç, sadece elektriksel yükü değil, iyonların gerçek yerleşim düzenini de geri kazandırır. Bu olmadan hücre tekrar uyarı alamaz. Yani iyonların konumu düzelmeden, aksiyon potansiyeli oluşması mümkün değildir.

GÖRSEL NaK pompası işlevi

AP üretimi, her zaman aynı şiddette olur. Eşik potansiyeli aşan her uyarı aynı büyüklükte bir aksiyon potansiyeli üretir. Buna "ya hep ya hiç" kuralı denir. Yani uyarı eşik altıysa hiç AP olmaz, eşik üzerindeyse tam kapasiteyle olur.

Bu düzenli ve geri döndürülebilir elektriksel sistem sayesinde, nöronlar kaslara, bezlere veya diğer nöronlara kusursuz bir hızla mesaj iletebilir. Her kas hareketi, her düşünce ve her refleks bu elektriksel dilin bir ürünüdür.

Sonuç olarak,

Konuya ilişkin bilginizi tamamlamak ve kendinize seviye atlatmak için önceki ve sonraki yazılara göz atmayı ihmal etmeyin. Linklere aşağıdan ulaşabilirsiniz.

SSPS - level up yourself

Bu ve sitemizde yer alan diğer yazılar SSPS spor ve sağlık bilimleri kütüphanesi kaynakları kullanılarak hazırlanmıştır.