Membran Aksiyon Potansiyeli

- Hücre zarından, apolar moleküller, O2, CO2, yağ asitleri, steroid hormonlar, laktik asit gibi maddeler difüze olabilir. Difüzyon hızı lipide çözünürlükle doğru orantılıdır. Bunların dışındaki maddeler hücre içine protein veya iyon kanallarından alınırlar.

- İyon kanallarının her maddeyi geçirmeyip belli maddeleri geçirmesi membrana semipermiald özelliği kazandırır.

- İyon kanallarından büyük ve polar yapıdaki organik bileşikler geçemez.

- Kas ve sinir hücreleri gibi uyarılabilir hücrelerin uyarılması bu hücrelerde mevcut olan iyon kanalları ile gerçekleştirilir.

- Suyun net difüzyonuna “osmoz”,, suyun osmozuna karşı oluşan basınca “osmotik basınç” denir.

İyon Kanallarının Konformasyonunu Değiştiren Uyaranlar

- Kimyasal maddeler(ligand)

- Membran potansiyeli(voltaj)

- Membran distorsiyonu(mekanik)

- Fosforilasyon-deforforilasyon

Bir iyon kanalının seçiçi geçirgen olması;

- Çapı

- Şekli

- İç yüzeyindeki elektrik yüküyle ilişkilidir.

- Votaj kapısı potansiyel değişikliğine bağlı olarak, kimyasal kapı iyon kanalına bağlanan molekülün kapıyı uyarmasıyla açılır/kapanır.

Kapı kontolünde farklı fiziksel modeller

- Kanalın belli bir bölgesinde konformasyon değişikliği,

- Tüm kanal boyunca gene bir konformasyon değişikliği,

- Bloke edici bir partikülün kanalın ağzını açıp kapatması

*Homo-oligemerler: alt üniteleri aynı olan iyon kanalları

*Hetero-multimerler: farklı alt ünitelerden oluşan iyon kanalı

Difüzyon

Madde moleküllerinin membrandaki boşluklardan ya da taşıyıcı proteinler bağlanarak –kendi kinetik enerjileri- ile geçmesidir. Lipide çözünen ve lipidi çözen maddeler kolay difüze olurlar.

a) Basit difüzyon

b) Kolaylaştırılmış difüzyon

Difüzyon Hızı;

- Madde miktarına

- Maddenin kinetik enerjisine

- Hücre membranındaki por sayısına bağlıdır.

Kolaylaştırılmış Difüzyon

- Bir taşıyıcı protein yardımıyla gerçekleşir.

- Basit difüzyonda sadece konsantrasyon gradyanı etkiliyken kolaylaştırılmış difüzyonda satürasyon kinetiği de rol oynar.

- Glikoz ve aa’ların çoğu k. difüzyon yoluyla taşınır.

Difüzyon Hızını Etkileyen Faktörler

- Konsantrasyon gradyanı

- Basınç gradyanı

- Elektriksel gradyan

Aktif Transport

- Taşıyıcının bağlanma bölgesinin afinitesini ve taşıyıcın şeklini değiştirmek için enerji kullanılır.

- Taşınma yönü düşük afinitenin olduğu yönedir.

a) Primer Aktif Transport

- Enerji doğrudan ATP’den sağlanır.

- Na, K, Cl, H ve Ca gibi iyonlar bu yolla taşınır.

b) Sekonder Aktif Transport

- Enerji, primer aktif transport yoluyla membranın iki tarafı arasında oluşturulan iyon konsantrasyon gradyanı şeklinde depolanmış kaynaklardan elde edilir.

- Taşıyıcı proteinler kullanılır.

- Co-transport: Eğer geçiş Na iyonlarıyla aynı yönlüyse

- Counter-transport: Eğer geçiş Na iyonlarıyla zıt yönlüyse

* Glikoz ve aa’ların çoğu hücre içine co-transport, Ca ve H iyonları ise counter-transport yoluyla taşınır.

Membrandaki Translokasyon Adımları

1) Bağlanma

2) Taşıyıcı proteinde konformasyon değişikliği

3) Disosiasyon (Ayrılma)

Taşıyıcı aracılığı ile olan transport sistemlerinde geçişi belirleyen faktörler

1) Transporter bağlama bölgelerinin satürasyonu

2) Membrandaki transporter sayısı

3) Proteinin konformasyon değişikliğinin oluş hızı

Taşıyıcı aracılığıyla gerçekleşen transportun genel özellikleri

- Transport hızı yüksektir

- Satürasyon kinetiğine uyar.

- Kimyasal spesifite ve stereospesifite (izomere özgü afinite) vardır.

- Benzer moleküller arasında kompetisyon görülür.

- Benzer olmayan moleküller arasında ise inhibisyon vardır.

Memran Potansiyelleri

- Membranın iki tarafı arasındaki potansiyel farkı bir iyonun mebrandan difüze olmasını engelleyecek düzeyde ise o potansiyele Nernst potansiyeli denir.

Difüzyon Potansiyeli;

- İyonun elektriksel tipi

- Membranın iyona geçirgenliği

- İyonun iç ve dıştaki konstrasyonu’na bağlıdır.

Uyarılabilen Hücreler

- İstirahat membran potansiyeli kas hücresi için -90mV, sinir hücresi içinse -70mV civarındadır.

- İstirahat potansiyelinin negatif olmasında 2 önemli faktör vardır.

o K Sızma Kanalları: Hücre içinde yoğunluğu fazla olan K(enzimatik reaksiyonlarda gerekli olduğu için hücre içinde fazla) kapısı olmayan sızma kanallarından yavaş yavaş hücre dışına çıkar ve hücre içinin negatifliğe kaymasına yardımcı olur.

o Na-K Pompası: Pompa çalışırken 3 Na iyonu hücre dışına atılırken 2 K iyonu hücre içine girer. Yani hücre bir pozitif iyon kaybeder.

Aksiyon Potansiyeli

Uyarılabilen dokularda hücrenin uyarılması ile sonuçlanan ani elektriksel değişikliğe “aksiyon potansiyeli” denir.

Aksiyon Potansiyeli Oluşumu

- En büyük rol Na kanallarına aittir.

- Na kanallarına uygun bir madde bağlandıktan sonra bu kanallar açılır ve hücre içine Na iyonu girmeye başlar.

- Hücre içinde voltajın artması daha fazla Na kanalını açılmasına neden olur. Buna pozitif feedback denir.

- Hücre içine yeteri kadar Na iyon girince eşik değeri aşılır, bundan sonra ise patlama tarzında bir voltaj artışı meydana gelir: Aksiyon Po.

- Son olarak ise K kanallarını açılmasıyla K’lar hücre dışına çıkmaya başlar. Buna ek olarak Na-K pompasının etkisiyle hücre istirahat konumuna geri döner.

Aksiyon Potansiyelinin Evreleri

1) Uyarılma evresi

2) Depolarizasyon evresi

3) Peak (uç) evresi

4) Repolarizasyon evresi

5) Depolarize edici ard potansiyel evresi

6) Hiperpolarize edici ard potansiyel evresi

Aksiyon Potansiyelini yayılım Hızın Arttıran Faktörler

1) Birim yüzeydeki Na iyon kanalı sayısının artması

2) Eşik potansiyelinin düşmesi

3) Membran kapasitansının düşmesi

4) Sıcaklığın artması

5) Yarıçapın artması

6) Direncin düşmesi

Miyelin Kılıf

- Akson etrafında bulunan schwan hücreleri miyelin kılıfı oluşturur, salgıladıkları sfingomiyelin ile aksonu sararlar.

- Bunun sonucunda iletim hızı artar ve enerji korunumu gerçekleşir.

Eksitasyon: Membran potansiyeli yaratma(aktive etme)

Reflakter Dönem: Bir hücrenin aksiyon potansiyeline ulaştıktan sonra tekrar eski haline gelip başka bir aksiyon potansiyeline ulaşabilmesi için gereken süreye denir.

Reseptör Aracılı Endositoz Yoluyla Hücreye Alınan Moleküller

1) Besin Maddelerini Taşıyan Proteinler

- LDL: Kolesterol taşınmasında

- Transferin: Demir taşınmasında

- Transkobalamin II: B12 vitamini taşınmasında

2) Taşıyıcılık Görevi Olmayan Plazma Proteinleri

- Asialoglikoproteinler

- L-2-makroglobin

- İmmün bileşikler

3) Lizozomal Enzimler

4) Oportunistik Virüsler ve Toksinler

5) Protein Büyüme Faktörleri

6) Polipeptid Hormonlar

Ekzositoz

*Füzyon ve Ekzositoz için Gerekli Olduğu Düşünülen Proteinler

- Bir vezikülün atılabilmesi için için önce membranların birbiriyle kaynaşması()füzyon, daha sonra bu üzyon noktasının açılması ve içeriğin boşaltılması gerekmektedir. Bu olay için iki membranda gerekli olan proteinler;

1) NSF,SNAP(Yönlendirme)

2) VAMP(Vezikül Membranında)

3) SNAP25 ve Syntaksinler (hedef membranda)

a) Vezikül Membranında Bulunan Yapılar

- Rab 3A

- Synapsin

- Synabrobtevin

- Synaptotagmin

- Synaptohysm

b) Plazma Membranında Bulunan Yapılar

- SNAP25

- Synataxin

- Neuroxin