Hücrelerde İmpuls iletimi hücre zarı (membranı) ile ilgili bir olaydır. împuls, (kablodaki elektrik akımı gibi) membran boyunca iletilir.
Hücrelerde İmpuls iletimi hücre zarı (membranı) ile ilgili bir olaydır. împuls, (kablodaki elektrik akımı gibi) membran boyunca iletilir.
Hücre membranı, hücre içi sıvıyla hücre dışı sıvıyı birbirinden ayırır. Hücre içi ve hücre dışı sıvının iyonik yapısı birbirinden çok farklıdır. İyonların türü ve konsantrasyonundaki (yoğunluğundaki) farklılık nedeniyle, içerideki ve dışarıdaki elektriksel yük de farklıdır.
Hücrenin iç (intrasellüler) ve dış ortamında (ekstrasellüler), pozitif ve negatif elektrik yükü taşıyan iyonlar (Na+, K+ ve (X ) bulunur. Kural olarak benzer yükler (- ile - ve + ile +) birbirini iter, farklı yüklerse ( - ile + ) birbirini çeker. Farklı elektrik yüklerinin bir araya gelmesi (birbirini çekmesi), elektriksel yükle olmaktadır. Elektrik yükleri birbirinden ayrı tutulursa (ya da ayrı tutulmaya çalışılırsa) iki ayrı nokta arasında potansiyel fark var dernektir. Bu fark yüklerinin birbirini çekmeleri, elektriksel bir güç doğurur. Bu güç, yükün hareketine (akımına) neden olur ki, buna da elektrik akımı denir.
Hücrenin iç (intrasellüler) ve dış ortamında (ekstrasellüler), pozitif ve negatif elektrik yükü taşıyan iyonlar (Na+, K+ ve (X ) bulunur. Kural olarak benzer yükler (- ile - ve + ile +) birbirini iter, farklı yüklerse ( - ile + ) birbirini çeker. Farklı elektrik yüklerinin bir araya gelmesi (birbirini çekmesi), elektriksel yükle olmaktadır. Elektrik yükleri birbirinden ayrı tutulursa (ya da ayrı tutulmaya çalışılırsa) iki ayrı nokta arasında potansiyel fark var dernektir. Bu fark yüklerinin birbirini çekmeleri, elektriksel bir güç doğurur. Bu güç, yükün hareketine (akımına) neden olur ki, buna da elektrik akımı denir.
Hücrelerin iç ve dış ortamında bulunan İyonlar, elektrik yükünün taşınmasını sağlarlar. Ancak hücre membranı lipidlerden yapıldığı için, yapısında elektrik yükü taşıyan çok az İyon bulundurur. Bu yüzden bunlar elektrik akımı için uygun bir ortam oluşturmaz.
Hücrelerin iç ve dış ortamında bulunan İyonlar, elektrik yükünün taşınmasını sağlarlar. Ancak hücre membranı lipidlerden yapıldığı için, yapısında elektrik yükü taşıyan çok az İyon bulundurur. Bu yüzden bunlar elektrik akımı için uygun bir ortam oluşturmaz.
Bu şekliyle hücre membranı, hücrenin içindeki ve dışındaki elektrik yükleri arasına yerleşmiş, tecrit edici (iki tarafı birbirinde ayıran) bir set oluşturur. Bu set, hücre içindeki ve hücre dışındaki farklı yükleri (+ ve - yükleri) birbirinden ayırdığı için, içerisiyle dışarısı arasında potansiyel fark oluşacaktır. Membran potansiyeli denilen bu potansiyel fark (için dışa göre ya da dışın içe göre + veya -.yüke sahip olması), bir ucu hücre içine bir ucu hücre dışına yerleştirilen elektrotlarla ölçülebilir.
Hücre istirahat (dinlenim) halindeyken, yani uyarılmadığı zaman, ölçülen potansiyel farkına dinlenim potansiyeli denir. Hücre aktifken membran potansiyeli değişir. Bu esnada ölçülen potansiyel farkınaysa aksiyon potansiyeli denir. Aksiyon potansiyeli, bir sinir veya kastaki etkinlik esnasında meydana gelen elektriksel değişikliktir.
Hücre istirahat (dinlenim) halindeyken, yani uyarılmadığı zaman, ölçülen potansiyel farkına dinlenim potansiyeli denir. Hücre aktifken membran potansiyeli değişir. Bu esnada ölçülen potansiyel farkınaysa aksiyon potansiyeli denir. Aksiyon potansiyeli, bir sinir veya kastaki etkinlik esnasında meydana gelen elektriksel değişikliktir.
Aksiyon potansiyelinin devam süresi, sinirlerde 1 milisaniye (saniyenin binde biri), kaslarda 4 milisaniye, kalp kasında ise 200 milisaniye (0,2 saniye) kadardır.5
Aksiyon potansiyelinin oluş mekanizması
Aksiyon potansiyelinin oluş mekanizması
Hücrede aksiyon ve dinlenim potansiyelinin oluşmasında, Na* ve K* iyonları rol oynar. Bu iyonların bulundukları yerdeki konsantrasyonları ve yer değişiklikleri, bulundukları yerin elektriksel yükünü belirler.
Hücre dinlenim durumundayken polarize olmuş (kutuplaşmış=bir tarafın negatif diğer tarafın pozitif olması) durumdadır ve bir denge durumu söz konusudur. Zira, içerisi negatif (-), dışarısı pozitif (+) yük taşımaktadır
Dinlenim durumundaki iyon dağılımında K+ içeride, Na+ dışarıda bulunur. Bu iyonların hücre zarım geçişleri, belli kurallar dahilinde gerçekleşir. Hücre içi K+ konsantrasyonu yüksek olduğu için hücre dışına doğru K+, sızdırma kanallarından difüze olurken Na+ hücre içine girer. Fakat sızdırma kanalları nedeniyle membranım istirahatte K+'a olan geçirgenliği Na+'a kıyasla çok daha fazladır. Bu nedenle K*'un pasif dışarı akışı Na+'un pasif hücre içine akışından daha fazladır. Membran hücre içindeki anyonların çoğuna geçirgen olmadığı için (ki bunlar negatif yüklü proteinlerdir) K+'un dışa akımı eşit oranda anyon akımıyla birlikte olmaz ve membran dışarısı içeriye göre pozitif olacak şekilde polarize bir durumda kalır.6 Dinlenim zar potansiyelinin oluşmasında diğer önemli faktörse Na+~K+ ATPaz pompasıdır. Bu pompayla hücre dışına 3 Na+, hücre içineyse 2 K+ aktif olarak taşınır.
Dinlenim durumundaki iyon dağılımında K+ içeride, Na+ dışarıda bulunur. Bu iyonların hücre zarım geçişleri, belli kurallar dahilinde gerçekleşir. Hücre içi K+ konsantrasyonu yüksek olduğu için hücre dışına doğru K+, sızdırma kanallarından difüze olurken Na+ hücre içine girer. Fakat sızdırma kanalları nedeniyle membranım istirahatte K+'a olan geçirgenliği Na+'a kıyasla çok daha fazladır. Bu nedenle K*'un pasif dışarı akışı Na+'un pasif hücre içine akışından daha fazladır. Membran hücre içindeki anyonların çoğuna geçirgen olmadığı için (ki bunlar negatif yüklü proteinlerdir) K+'un dışa akımı eşit oranda anyon akımıyla birlikte olmaz ve membran dışarısı içeriye göre pozitif olacak şekilde polarize bir durumda kalır.6 Dinlenim zar potansiyelinin oluşmasında diğer önemli faktörse Na+~K+ ATPaz pompasıdır. Bu pompayla hücre dışına 3 Na+, hücre içineyse 2 K+ aktif olarak taşınır.
