SINIR DÜRTÜSÜ: ÖZELLIKLER, AŞAMALAR, IŞLEVLER - BIYOLOJI - 2025

Sinir sinyali akson ve diğer elektrikle uyarılabilir hücrelerin (kas ve salgı) boyunca meydana aksiyon potansiyeli (AP) dizisidir. Prensip olarak, bir nörondan diğerine bir mesaj iletildiğinde veya bir nörondan bir efektör organa alınan bir harici veya dahili uyarıcı nedeniyle oluşur.

Mesaj, esasen nöronun dendritlerinde veya gövdesinde üretilen ve sinyalin iletildiği aksonun sonuna giden bir elektrik sinyalidir. Bu aksiyon potansiyeli, sinir hücreleri, nöronlar tarafından üretilen birincil elektrik sinyalidir ve zarın belirli iyonlara geçirgenliğindeki değişikliklerden kaynaklanır.

Kaynak: Pixabay.com

Geçirgenliklerin belirli iyonlara kinetik ve voltaj bağımlılığı, aksiyon potansiyelinin oluşumunun tam bir açıklamasını sağlar.

karakteristikleri

Aksiyon potansiyeli daha sonra sinir lifleri boyunca azalmadan ilerleyecek patlayıcı bir fenomendir. Akson AP'yi başlangıç ​​noktasından (nöronun aksonal konisine yakın) başak noktası başlangıç ​​bölgesinden aksonal terminallere iletir.

Bu nedenle nöronlar, uyarıları alma ve uyarıları iletme konusunda uzmanlaşmış hücrelerdir. Nöronların ve diğer uyarılabilir hücrelerin aktif elektriksel tepkileri, hücre zarında voltaj kapılı iyon kanalları olarak bilinen özel proteinlerin varlığına bağlıdır.

Sinir dürtüsünün üretilmesi için, tüm akson boyunca uzanan nöronun zarında mutlaka bir değişiklik meydana gelmelidir. Hücre sitoplazması ve hücre dışı ortam arasındaki elektrokimyasal fark, zarın her iki tarafında da potansiyel bir farkın oluşmasına izin verir.

Membranın içindeki ve dışındaki elektrokimyasal potansiyeldeki bu farkı ölçersek, yaklaşık -70mV'luk bir fark gözlemleriz. Bu anlamda nöron zarının iç tarafı, uyaran olmadığında dış tarafa göre negatiftir.

İyon kanalları ve önemi

Voltaj kapılı iyon kanalları, membranın elektrik alanındaki değişikliklere yanıt olarak iyonların membran boyunca hareket etmesine izin verir. Nöronda, her biri belirli bir iyonik türün geçişine izin verecek birkaç tür iyon kanalı vardır.

Bu kanallar zar üzerinde eşit olarak dağılmamıştır. Bununla birlikte, aksonal zarda hızlı hareket eden Na + ve K + kanallarını bulabilirken, aksonal terminalde Ca + kanallarını bulabiliriz.

K + kanalları, membran potansiyelinde pasif değişiklikler olarak adlandırılan bir fenomen olan AP'yi tetikleyecek hiçbir uyaran olmadığında elektriksel olarak uyarılabilir hücrelerin dinlenme durumunu sürdürmekten sorumludur.

Na + kanalları hızlı tepki verirken, bir PA veya membran potansiyelinde aktif bir değişiklik oluştuğunda membranın depolarizasyonuna müdahale eder.

Öte yandan, Ca + kanalları depolarizasyon sırasında daha yavaş açılsalar da, elektrik sinyallerinin yayılmasında ve sinapslarda nörotransmiter sinyallerinin salınmasını tetiklemede temel rol oynarlar.

Nöronun uyarılabilirliğine katılan biyo elementler

Dürtü, sitoplazma ve hücre dışı ortam arasındaki biyoelementlerin ve biyomoleküllerin konsantrasyonundaki asimetri nedeniyle oluşur. Nöronun uyarılabilirliğine katılan en önemli iyonlar Na +, K +, Ca2 + ve Cl-'dir.

Sadece hücre içi sıvıda bulunan ve plazma zarı bu bileşenlere karşı geçirimsiz olduğu için bırakamayan bazı organik anyonlar ve proteinler de vardır.

Hücrenin dışında Na + (10 kat daha fazla) ve Cl- gibi daha yüksek bir iyon konsantrasyonu ve içinde 30 kat daha fazla K + ve sitoplazmada negatif bir yük oluşturan büyük miktarda organik anyon (protein) vardır.

Voltaja duyarlı Na + ve K + kanalları açılır açılmaz, voltaj değişiklikleri membrana bitişik alanlara iletilecek ve bu bölgelerdeki voltaja duyarlı bileşenlerin açılmasına ve voltaj değişiminin diğerlerine iletilmesine neden olacaktır. en uzak sektörler.

Na + ve K + kanallarının kapatılmasından sonra kapılar kısa bir süre pasif hale gelir, bu da momentumun geri dönemeyeceği anlamına gelir.

Eylem potansiyeli bağımlılıkları

Aksiyon potansiyelinin üretimi daha sonra üç temel unsura bağlıdır:

İlk olarak, iyonların belirli zar proteinleri tarafından aktif taşınması. Bu, bir iyonik türün eşit olmayan konsantrasyonlarını veya her iki tarafında birkaç tane oluşturur.

İkincisi, iyonların eşit olmayan dağılımı, membran boyunca potansiyel bir enerji kaynağı oluşturan bir elektrokimyasal gradyan oluşturur.

Son olarak, belirli iyonik türler için seçici olan geçit iyon kanalları, iyonik akımların elektrokimyasal gradyanlar tarafından yönlendirilen bu membran kapsayan kanallardan akmasına izin verir.

Aşamaları

Dinlenme potansiyeli

Bir aksiyon potansiyeli aktarılmadığında, nöronun zarı hareketsizdir. Bu durumda, hücre içi sıvı (sitoplazma) ve hücre dışı sıvı, farklı konsantrasyonlarda inorganik iyon içerir.

Bu, zarın dış tabakasının pozitif bir yüke sahip olmasına ve iç tabakanın negatif bir yüke sahip olmasına neden olur, bu da dinlenme halindeki zarın "polarize" olduğu anlamına gelir. Bu dinlenme potansiyelinin değeri -70mv'dir, yani hücre içindeki potansiyel hücre dışı potansiyelden 70 mV daha negatiftir.

Na + girişi ve K + çıkışı, konsantrasyon gradyanının (aktif taşıma) etkisinden dolayı normalde hücrede bulunur. Hücrenin dışında daha fazla Na + olduğu için içeri girme eğilimindedir ve hücre içinde daha fazla K + bulunduğundan, zarın her iki tarafındaki konsantrasyonunu eşitlemek için çıkma eğilimindedir.

Farklı iyonik konsantrasyon, "sodyum ve potasyum pompası" adı verilen bir zar proteininin etkisiyle korunur. Potansiyel farkı korumak için Na + ve K + pompası, ortaya çıkardığı her iki K + için hücreden 3 Na + iyonu çıkarır.

Sinir dürtü oluşumu

Nöronal zarın reseptör alanında bir uyarı sunulduğunda, zardaki Na + geçirgenliğini artıran bir üretme potansiyeli üretilir.

Bu potansiyel -65 ila -55 mV olan uyarılabilirlik eşiğini aşarsa, bir sinir impulsu oluşur ve Na + o kadar hızlı verilir ki, Na + ve K + pompası bile inaktive olur.

Pozitif yüklü Na + 'nın muazzam akışı, yukarıda belirtilen elektrik yüklerinin tersine dönmesine neden olur. Bu fenomen, membran depolarizasyonu olarak bilinir. İkincisi, + 40mv civarında durur.

Eşiğe ulaşıldığında, büyük veya küçük sinir uyarıları olmadığından, sonuç olarak tüm eylem potansiyelleri eşit olduğundan, her zaman standart bir KB oluşturulur. Eşiğe ulaşılmazsa, "ya hep ya hiç" ilkesi olarak bilinen hiçbir şey olmaz.

PA 2 ila 5 milisaniye kadar çok kısadır. Membranın Na + 'ya geçirgenliğindeki artış, Na + kanallarının inaktive olması ve sitoplazmadan akan K iyonlarının geçirgenliğinin artması nedeniyle hızla durur ve dinlenme potansiyelini yeniden oluşturur.

Dürtü kayması

Dürtü, bir jeneratör potansiyelinin bir sonucu olarak üretildiği nöronal membranda kalmaz, bunun yerine aksonun sonuna ulaşıncaya kadar nöron boyunca zar boyunca ilerler.

Dürtü iletimi, sinir lifi boyunca elektrik dalgaları şeklindeki hareketinden oluşur. Aksonun son ayaklarına ulaştığında, kimyasal nörotransmiterler aracılığıyla yapılan bir sinapsı geçmelidir.

AP, miyelin yoksa sinir lifi boyunca sürekli hareket eder, ancak varsa, miyelin katmanları sinir lifi zarını Ranvier nodülleri dışında tüm yüzeyi boyunca izole eder. Bu durumda PA, tuzlu iletim olarak bilinen bir düğümden diğerine atlayarak ilerler.

Bu tür bir iletim, depolarizasyon yalnızca Ranvier düğümlerinde meydana geldiğinden, çok fazla enerji tasarrufu sağlar ve bilginin dürtü ve aktarım hızını artırır. 120 m / saniyeye kadar hızlar kaydedilmişken, miyelin ile kaplanmamış lifler için yaklaşık hız 0.5 m / saniyedir.

Sinaptik iletim

Sinir impulsunun akışı, vücut ve dendritleri içeren nöronun afferent ucundan akson ve onun yan dallarının oluşturduğu efferent uca gider. Uçlarında terminal ayakları veya sinaptik düğmeler olan aksonal uçlar buraya dahil edilmiştir.

Bir nöron ile diğeri arasındaki veya bir nöron ile bir kas veya glandüler hücre arasındaki temas alanına sinaps denir. Sinaps oluşumunda, nörotransmiterler, iletilen mesajın sinir lifleri üzerinde sürekliliğe sahip olması için temel bir rol oynar.

Dürtü döngüsel davranışı

Özünde, aksiyon potansiyeli, zarın kutupluluğunun 2 ila 5 milisaniye süren bir döngüde negatiften pozitife ve tekrar negatife değişimidir.

Her döngü, artan bir depolarizasyon fazı, azalan bir repolarizasyon fazı ve -70 mv'nin altındaki şekillerde hiperpolarizasyon adı verilen bir alt inen faz içerir.

Özellikleri

Sinir impulsu, elektrokimyasal bir mesajdır. Bu bir mesajdır çünkü bir alıcı ve bir gönderici vardır ve bir elektriksel bileşen ve bir kimyasal bileşen olduğu için elektrokimyasaldır.

Sinir impulsu (aksiyon potansiyeli) aracılığıyla nöronlar, bir organizmanın tüm vücudunun eylemlerini koordine etmek için bilgiyi hızlı ve doğru bir şekilde taşır.

PA'lar her hafıza, duyu, düşünce ve motor tepkiden sorumludur. Bu çoğu durumda, iyon kanalı açılması, kas kasılması ve ekzositozu içeren efektör tepkilerini kontrol etmek için büyük mesafelerde meydana gelir.

Referanslar

1. Alcaraz, VM (2000). Sinir sisteminin yapısı ve işlevi: organizmanın duyusal alımı ve durumları. UNAM.
2. Bacq, ZM (2013). Sinir uyarılarının kimyasal iletimi: tarihsel bir taslak. Elsevier.
3. Brown, AG (2012). Sinir hücreleri ve sinir sistemleri: sinirbilime giriş. Springer Science & Business Media.
4. Kolb, B. ve Whishaw, IQ (2006). İnsan nöropsikolojisi. Panamerican Medical Ed.
5. McComas, A. (2011). Galvani'nin kıvılcımı: Sinir dürtüsünün hikayesi. Oxford University Press.
6. Morris, CG ve Maisto, AA (2005). Psikolojiye Giriş . Pearson Education.
7. Randall, D., Burggren, W. ve French, K. (2002). Eckert. Hayvan Fizyolojisi: Mekanizmalar ve Uyarlamalar. Dördüncü baskı. McGraw-Hill Interamericana, İspanya.
8. Toole, G. ve Toole, S. (2004). OCR için Temel AS Biyoloji. Nelson Thornes.