sİnİrlerİn uyarilmasi ve İmpuls

of 64/64

Post on 04-Feb-2017

224 views

Category:

Documents

7 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • SNRLERN UYARILMASI VE MPULS LETM

    Btn hcrelerde membran boyunca potansiyel fark (i tarafta negatif,dta pozitif) bulunmaktadr.

    Sinir ve kas gibi uyarlabilen dokularn istirahatten, uyarlm hale gemesi aksiyon potansiyelleri ile gerekletirilir.

    Aksiyon potansiyeli, bir hcre zarnn fiziksel, kimyasal veya elektriksel bir uyaran ile uyarlmas, zarn iki tarafndaki iyon dalmnn deimesi ve ortaya kan elektriksel potansiyelin akson boyunca iletilmesidir.

    Aksiyon potansiyeli olarak adlandrlan ve aksonun en u noktasna kadar iletilen elektriksel ileti (sinir uyars), sinapslarda nrotransmitterler aracl ile kimyasal iletiye evrilmektedir.

    Bu kimyasal ileti, dier sinir hcresinde elektriksel iletiyi balatmaktadr. Nrotransmitterler sinapslarda sentezlenerek vezikllerde

    depolanmaktadrlar.

  • Sinir sisteminde bilginin iletimi, elektriksel iletikimyasal ileti eklinde tekrarlanarak srmektedir.

    Bu fonksiyon farkll membranda bulunan zellemi iyon yada ligand baml kanallar salamaktadr.

    Dolays ile aksiyon potansiyelinde iyonlar, byk miktarlarda ve hzda

    hcre iine veya dna akarlar ve byk voltaj deiiklikleri olutururlar.

    Dier hcre membranlarndaki iyon kanallar polarize olabilmekte, fakat

    elektriksel iletiyi yayamamaktadr.

  • stirahat membran potansiyeli genel olarak; -10 ila -100 mV arasnda deiir.

    Kaln sinir liflerinin membran potansiyeli, sinir sinyallerinin iletilmedii istirahat durumunda yaklak -70 milivolt (mV)dur. Salg bezleri, eritrositler gibi uyarlamayan hcrelerde bu potansiyel fark, -10, -20 mV; iskelet kasnda, -90 mV; kalbin uyar douran hcrelerinde ve dz kaslarda, -50, -65 mV kadardr.

    Membrann 2 yz arasndaki potansiyel fark az olan hcreler (rnein sinir), potansiyel fark ok olan hcrelere gre (rnein iskelet kas) daha kolay uyarlr.

  • Zira kalp ve baz dz kas hcreleri herhangi bir

    uyarya bile gereksinim duymadan otomatik

    olarak uyar dourabilmektedirler.

    Bu hcreler dk istirahat membran

    potansiyeline sahip olmalarnn nedeni,

    hcreye spontan olarak szan Ca+2 veya Na+

    gibi iyonlardan dolay kolayca ateleme

    seviyesine (-55mV) ulamalardr.

  • Bilindii gibi uyarlabilen hcrelerde membran dinlenim potansiyelinin olumasnda balca sodyum, potasyum, klor ve hcre iinden dar kamayan protein anyonlar rol oynar.

    stirahatte intraselller ortamda K+, hcre dna nazaran 35 kat fazla olup; konsantrasyon gradientine bal olarak szma kanallarndan hcre dna szma eilimindedir.

    Bu durum hcreye pozitif yk kaybettirir.

  • Na+ ise, hcre dnda iine nazaran 10 kat fazla olup; elektriksel gradiente de sahiptir.

    Ancak, etrafndaki hidrat klfndan dolay Na+un szma kanallarndan hcre iine girmesi K+ a nazaran 100 kat daha zordur.

    Dolays ile Na+un hcrenin pozitif yk kazanmasna fazla bir katks olmaz.

    Yine intraselller ortamda bulunan ve konsantrasyon gradientine ramen zardan geemeyen protein, fosfat ve slfat gibi anyonlar da hcrede negatif yklerin birikmesine yol aar.

  • stirahat membran potansiyeline katkda bulunan bir

    dier faktr, Na+- K+ pompas olup; szma kanallar ile

    ieri kam her 3 Na+u dar atarken; dar kam

    2 K+u ieri alarak; yk dengesini bozar ve ierdeki

    negatif yklerin birikmesine yol aar.

    Cl- ise hcre dnda daha yksek konsantrasyonda

    olup, szma kanallarndan kolayca geerek; gerekli

    durumlarda membran dinlenim potansiyelini

    negatifletirir.

  • Ksaca,

    Membran istirahat potansiyelini -70 mV olarak belirleyen faktrler unlardr; K+ difzyon potansiyeli

    Sinir membranndan Na+ difzyonu

    Na+- K+ pompas

  • Sinir hcresi membranSinir hcrelerinde K+ kanallarnn yan sra Na+ kanallar da

    bulunmaktadr. Na+ iyonlar hcre iine girebildii iin nron membran

    potansiyeli daha az negatif (-60mV) olabilmektedir. Na+, K+ giri- knn dzenlenmesinde grevli membrandaki

    Na+-K+ ATPaz sistemi, hcre dna Na+ kn, hcre iine ise K+ giriini salamaktadr (Na+/K+= 3/2).

    Bu deiimde ATP hidrolizi ile salanan enerji, beyinde toplam enerji tketiminin %50 kadarn oluturmaktadr.

  • Nronal eksitasyon Sinir hcreleri depolarize (< -45mV) ve

    hiperpolarize (< -90mV) olmaktadr. Bir akm veya uyarc nrotransmitter ile

    uyarlan sinir hcresinde, membran potansiyelinin azalmas sonucu membranda balatlan aksiyon potansiyeli (AP), aksonlar boyunca en u noktaya kadar iletilmektedir.

  • Na+kanallarnn geirgenliinin artrlmas sonucunda depolarizasyon, Na+ kanallarnn kapatlmas ve K+kanallarnn almas ile repolarizasyon salanmaktadr.

    Dinlenme srasnda sinir hcre mebrannn K+ geirgenlii, uyar durumunda ise Na+ geirgenlii geici olarak 600 kat artmaktadr.

  • Uyarlan sinirde;

    Membran potansiyeli (-60mV),eik potansiyel deerine(-45mV) azalmakta ve voltaja duyarl Na+ girii ile membran potansiyeli pozitif (+30mV) olmakta

    ve aksiyon potansiyeli akson boyunca yaylmaya balamaktadr.

    Na+hcreye alndnda aksonal mebrandaki komu blge depolarize olarak uyarlmakta

    ve Na+ kanallarnn almasn salamaktadr.

  • Sinirlerde Aksiyon Potansiyelinin letilmesi

    Eik uyarann zerinde, uyaran iddeti ne olursa olsun, ayn seyri gsteren (zaman ve byklk olarak) potansiyel deiikliine aksiyon potansiyeli denir.

  • Aksiyon potansiyelinin zamana gre deiim erisi, hcreye uygulanan uyarnn iddetinden bamszdr (eik deeri ald srece).

    Bu erinin oluumu, ya hep ya hi prensibiyle aklanr.

  • Aksiyon potansiyelinin genlii hep ayn olacandan, bilgi akson zerinde darbelerin frekanslarnn deimesiyle tanr.

    Aksiyon potansiyeli oluumu ve yaylm, temelinde yatan mekanizmalarla belirlenmi bir sretir.

    Sinir hcresinin dinlenme potansiyeli 70 mV iken eik potansiyeli 60 mVtur.

  • Aksiyon potansiyelinin en nemli zellii uyarlabilir hcre zarnn zerinde yaylmasdr.

    Bir noktasndan eik st bir uyaranla uyarlan bir hcrenin aksiyon potansiyeli, btn zar yzeyine yaylr.

    Akson gvdesinde, dinlenme halinde zar potansiyeli i tarafta negatif, d tarafta pozitiftir.

    Aksiyon potansiyeli hcre gvdesindebaladnda ilk nce alan kanallar Na+ kanallardr.

    Sinire bir ucundan uyar uygulandnda uyartm etrafnda zar potansiyeli, i taraf pozitif, d taraf negatif olacak ekilde deiir.

  • Sodyum iyonlar aniden hcre iine girmeye balar ve milisaniyeler iinde yeni bir denge kurulur.

    Hcre zarnn iki taraf arasndaki potansiyel fark bir anda 100 mVa kadar deiir.

    Zar potansiyeli, hcre iinde negatif (yaklak -70 mV) olduu deerden pozitif (yaklak + 35 mV) olan bir deere deiir (Depolarizasyon).

  • Depolarize olan blge, depolarize olmam komu blgeleri etkiler ve komu blgelerin i yzeylerini ntrletirmeye alr.

    Bu ekilde i yzeyde bir i yzey akm balar. D yzeyde ise bir d yzey akm oluur. Bu durumda bu blgede bir dipol meydana gelir. Bu dipol, komu blgelerin hcre ii potansiyellerini

    eik deerinin zerine tayacak gte olduundan komu blgeler de depolarize olmu olur.

    Bu arada daha nce depolarize olmu olan blge eski haline dner yani repolarize olur.

  • Bu durum, aksiyon potansiyeli darbesi aksonun sa ucunda sonlanana kadar devam eder.

    Sol uca gelmi olan darbe buradan aksonun sa tarafna doru geri dnemez.

    nk aksonun sa tarafnda kalan blge dinlenim (refrakter) halindedir ve bir sre uyarlamaz, uyarlsa da depolarize olamaz.

    Bu blgenin tekrar depolarize olabilmesi iin belli bir srenin gemesi gerekir.

    Bu ekilde belli bir darbe sklna yani frekansna kadar aksiyon potansiyeli darbeleri iletilmi olur.

    Bylece sinir boyunca bilgi iletimi gerekleir.

  • Kas tekrar istirahat membran potansiyeline geri dndkten sonra yeni sinir impulsu iletmeye hazrdr.

    Sinirde potasyum iletisi daha da artarsa hiperpolarizasyon oluur,

    Bir defa eik potansiyele ulanca depolarizasyon hep ya da hi yasasna uyar

    ve bir biri ard sra aksiyon potansiyelleri oluturur.

  • Aksiyon potansiyeli

  • Aksiyon potansiyeli karmak olmakla birlikte, elektriksel bir olaydr.

    Sinir lifleri, yaltlm tellerden ok daha az verimli olsa bile, elektriksel iletkenlere benzer bir davran gsterir.

  • Aksiyon potansiyeli iletimini anlamamza yardmc olabilecek benzer bir durum, bir ucu yakldktan sonra parlayan bir havai fiek boyunca aa kan enerjinin yaylmasnda grlr.

    lk tutuma, ok hzl lokal kvlcmlarn aktivitesini tetikler,

    fakat havai fiein parldama dalgasnn bir batan bir baa ilerlemesi ok daha yavaa olur.

  • Sinir liflerinin bu mthi zellii, yorgun zarn

    impuls oluturma yeteneini yeniden

    kazand ok ksa bir sessizlik dneminden

    (refraktr dnem) sonra, akson zarn yeni aksiyon potansiyelleri oluturmak iin

    hazrlar.

  • Miyelinli sinirlerde miyelinli blgeler ok iyi yaltkandrlar.

    Yalnzca belli aralklarla miyelin tabakann bulunmad ranvier dmlerinde membran depolarize olabilmekte ve yk tayabilmektedir.

    Bu tr bir sinire bir darbe uygulanrsa, miyelinli blgeler yk tamadndan iki ranvier boumu arasnda yk etkileimi olur.

  • Bu etkileim sonucu aksiyon potansiyeli boumdan bouma srayarak ilerlemi olur.

    Bu yzden miyelinli sinirlerde bilgi iletim hz dierlerine gre 100 kat daha fazladr ve 100 m/s deerini bulur.

    Miyelinli sinir hcreleri, bilgi iletim hznn nemli olduu istemli hareket kontrolnde grev alrlar.

  • Sinir fiberlerinin kalnlklar: Sinir lifleri, aplarna ve fonksiyonlarna bal

    olarak aksiyon potansiyelini farkl hzlarda iletirler.

    Herhangi bir sinir hcresinde farkl aplarda fiberler bulunduundan, aksiyon potansiyeli akson boyunca ilerlerken farkl bileenlere ayrlp biraz bozulabilir.

  • Aksonlarn yaltm Bir ok aksonda, aksiyon potansiyeli yaylmas

    olduka hzl olmakla birlikte ok hzl deildir.

    Dierlerinde ise aksiyon potansiyeli sinir boyunca srayarak ilerler.

    Bu ikinci durum, miyelin klf olarak adlandrlan ve glial hcre zarlarn yaylmasyla oluan bir ya tabakasnn, yaltc rt eklinde aksonlarn etrafn sarmalaryla ortaya kar.

  • Elektrotonik Potansiyeller, Lokal Yant Ve Ateleme Dzeyi

    Eikalt uyaranlar aksiyon potansiyeli oluturamad halde, membran potansiyeli zerine etkilidir.

    Bu, kaydedici elektrodlar uyaran elektrodun birka milimetre uzana yerletirerek ve sabit srede eikalt uyaranlar uygulayarak gsterilebilir.

  • Bir sinir preparat, zerine yerletirilen bir elektrot ile uyarlr ve oluan potansiyel deiiklik, baka bir elektrot ile kaydedilirse, katot (negatif yk veren elektrot) altndaki blgede bir depolarizasyon meydana gelir.

    Bunun nedeni dinlenimde hcre iinin negatif, dnn pozitif olmas ve katod ile uyarldnda bu elektrottan yaylan negatif yklerin d yzdeki pozitif ykleri ntrletirmesi ve dolaysyla hcre d ve ii arasndaki farkn azalmasdr.

  • Bu potansiyel deiiklik -15 mV a ulatnda (-70 mVtan -55 mVa) bir aksiyon potansiyeli tetiklenebilir.

    Daha kk voltaj deiikliklerinde ise kk yerel bir jeneratr potansiyeli oluur.

    Katot tarafndan oluturulan bu potansiyel deiikliine Katelektrotonik potansiyeldenir.

  • Eer sinir bir anot (pozitif yk veren bir elektrot)

    tarafndan uyarlrsa, bu sefer elektrot altndaki

    pozitif ykler sinirin d yzndeki pozitiflii

    artraca iin, hcre ii ile d arasndaki

    potansiyel fark artar ve hcre hiperpolarize olur,

    yani uyarlmas zorlar.

    Anot tarafndan oluturulan bu potansiyel

    deiikliine anelektrotonik potansiyel denir.

  • Hiperpolarize edici anelektrotonik yantlar

    nronun uyarlma eiini ykseltir ve

    katelektrotonik potansiyeller membran

    potansiyelini ateleme dzeyine yaklatrdka

    eii drrler.

    Elektrotonik Potansiyeller Srasnda Uyarlabilirlikte Deiiklikler ve Aksiyon Potansiyelleri

  • Lokal yant srasnda eik der fakat dikensi potansiyelin ykselme faz ve dme faznn ounda, nron uyarya duyarsz (refrakter)'dr. Bu duyarsz dnem (refrakter periyot) ikiye ayrlr:

    1- Kesin duyarsz dnem (absol refrakter periyot); ateleme dzeyine eriildii zamandan repolarizasyonun yaklak te biri tamamlanana kadar olan dneme karlk gelir;

  • 2- Greceli duyarsz dnem (rlatif refrakter periyot) ise bu noktadan depolarizasyon sonras denen dnemin balangcna kadar srer. Kesin duyarsz dnemde, hibir uyaran, ne kadar gl olursa olsun, siniri uyaramayacaktr, fakat greceli duyarsz dnemde normalden daha kuvvetli uyaranlar uyarlmaya neden olabilirler.

  • Depolarizasyon sonras denen dnem srasnda, eik yine der ve hiperpolarizasyon- sonrasnda ykselir.

  • MPULS LETM

    Vcutta sinir impulsunun iletimi genellikle tek ynldr.

    Bu sinir sisteminin dzgn ve fonksiyonel bir ekilde almasn salar.

    Aslnda bir akson orta ksmndan uyarldnda, impuls her iki yne de gider.

  • Ancak, impulsu baka hcrelere iletecek sinaptik nrotransmitterler sadece akson terminalindeki sinaptik ularda bulunur; soma ve dentritlerde bulunmaz.

    nk soma ve dentritler, uyary alan; akson ise uyary ileten blgelerdir.

    Bu nedenle akson ucuna ulaan aksiyon potansiyeli sinir, kas veya bez gibi baka hcrelere iletilebilirken;

    soma ve dentritlere giden aksiyon potansiyeli burda sner, iletilemez.

  • Akson terminaline doru olan impuls iletimine ortodromik ileti;

    Aksondan somaya doru, ters ynde olan impuls iletimine antidromik ileti denir.

  • Bir sinir hcresinde voltaja baml Na+ kanal

    says, hcreye girecek Na+ miktarn

    belirleyecei iin; aksiyon potansiyelinin

    balamasn ve ilerlemesini tayin eder.

  • Miyelinli Nronlarda iyonKanallarnn Dalm

    Na* kanallar Ranvier boumlar ve miyelinli nronlarn

    balang blmnde ok youndur.

    Balang blm ve duysal nronlardaki ilk ranvier

    boumu uyaranlarn ilk oluturulduu yerlerdir ve dier

    ranvier boumlar da srayc ileti srasndada uyarann

    srad yerlerdir.

  • Miyelinli memeli nronlarnda membrann mikrometre karesinde bulunan Na+ kanallarnn says ;

    hcre gvdesinde 50-75,

    balang blmnde 350-500,

    miyelinin yzeyinde 25'den az,

    Ranvier dmlerinde 2000-12000

    ve akson terminallerinde 20 -75'dir.

    Miyelinsiz nronlarda aksonlar boyunca Na kanal says yaklak 110'dur.

    Birok miyelinli nronda Na+ kanallar repolarizasyonda yer alan K+ kanallaryla istila edilmitir.

  • Buna gre baka sinirlerden gelen impulslar,

    dentrit ve somaya aktarlp; burada hcre iine

    Na+ girii ile bir potansiyel deiiklik yapabilir.

    Ancak alan Na+ kanalnn az olmas dolays

    ile membranda iletilebilen bir aksiyon

    potansiyeli geliemez.

    Yani potansiyel deiiklik membran ateleme

    seviyesine getiremez.

  • Ancak bu blgede oluan yerel potansiyel

    deiiklii, buraya hemen bitiik akson

    tepeciindeki voltaja duyarl Na+ kanallarnn

    almasn ve hcreye byk miktarda Na+

    ak ile aksiyon potansiyelinin balamasn

    salar.

  • Akson tepeciinden balayan bir aksiyon potansiyeli, eer sinir myelinli ise, bir sonraki ranvier boumuna,

    Sinir myelinsiz ise hemen bitiik blgeye yaylr.

    mpulsun bu noktadan geri dn ise, bir nceki blge refrakter peryoda girdii iin mmkn deildir.

    Bu ekilde akson tepeciinden balayan bir aksiyon potansiyeli, akson terminaline doru ilerlemek durumundadr.

  • Enerji Kaynaklar ve SinirinMetabolizmas

    Sinir hcresinin enerji gereksiniminin byk bir ksm (yaklak% 70i) Na+-K+ ATPazn almas ile membran, polarizasvonunu korumaya kullanlr.

    Maksimum aktivite srasnda, sinirin metabolik aktivitesi iki katna kar; karlatrlacak olursa iskelet kasnn metabolik hz 100 kat kadar artar. Laktik asit yapmnn inhibisyonu sinir ilevini etkilemez.

  • Kas gibi sinirin de inaktif iken bir istirahat ss, aksiyon potansiyeli srasnda bir balang ss ve aktiviteyi takiben bir toparlanma ss vardr.

    Ancak sinirde, tek bir uyarandan sonraki toparlanma ss balang ssnn yaklak 30 mislidir.

  • Bileik Aksiyon PotansiyelleriKark sinirlerin, tek aksonlarn aksine, bir

    baka zellii de aksiyon potansiyelinde ok sayda tepe noktasnn grnmesidir. ok tepeli aksiyon potansiyele bileik aksiyon potansiyel denir.

    Tm lifler uyarldnda, hzl ileten liflerdeki aktivite kaydedici elektroddan ne kadar uzak olursa, hzl ve yava liflerin tepeleri arasndaki ayrm o kadar byk olur.

  • Protein Sentezi Ve Aksoplazmik Tanm*Sinir hcreleri salg hcreleridir, fakat dier salg hcrelerinden farkl olarak salg yapan blge sklkla hcre gvdesinden uzakta, aksonun sonundadr. *Aksonlarda ve sinir ularnda ribozomlar yoktur, ve tm gerekli proteinler hcre gvdesinin endoplazmik retikulum ve Golgi aygtnda sentezlenir ve sonra akson boyunca "aksoplazmik akm" sreci ile sinaptik dmlere iletilir.

  • UYARILMA VE LETLMESinir hcreleri uyarlma iin dk bir eie sahiptirler.Uyaran elektriksel, kimyasal veya mekanikolabilir. iki tip fizikokimyasal deiiklik meydanagelir: *Lokal, ilerlemeyen potansiyellere, bulunduu

    yere gre sinaptik, jeneratr, veya elektronik potansiyeller*ve ilerleyen uyanlara ise aksiyon potansiyeller(veya sinir impulslar) ad verilir.

  • Bunlar nronlarn ve dier uyarlabilen

    dokularn yegane elektriksel yantlardr ve

    sinir sisteminin temel lisandrlar.

    yon kanallarndaki deimeler sonucu gelien

    hcre membran boyunca iyonlarn

    iletimindeki deiikliklere baldrlar.

  • *Uyar (impuls) normalde akson boyunca

    sonuna kadar iletilir.

    *Sinirler uyarlan pasif olarak ileten "telefon

    kablolar" deildir; sinir uyanlarnn iletimi

    hzl olmakla beraber, elektrik iletiminden

    ok daha yavatr.

    *Sinir dokusu aslnda nisbeten kt bir

    iletkendir

  • *Ve sinirde aktif olaylarn yokluunda 1 m'lik

    bir aksonun bir ucunda 1 V un bir fraksiyonu

    kadar bir sinyal oluturmak iin birka voltluk

    potansiyel gereklidir.

    *leti aktif, kendi kendine ilerleyen bir sretir ve

    impuls sinir boyunca sabit bir genlik (amplitd) ve

    hzda ilerler.

  • Ortodromik ve Antidromik ileti

    Bir akson her iki ynde de ileti yapabilir.

    Ortasnda bir aksiyon potansiyeli

    balatldnda, balang akm ukurunun her

    2 yannda elektrotonik depolarizasyonla

    oluturulan zt ynde ilerleyen 2 ileti

    gerekleir.

  • Yaayan bir hayvanda, uyaranlar normalde

    yalnz bir ynde geer, rnein sinaptik

    bilekelerden veya reseptrlerden aksonlar

    boyunca sonlarna doru geer.

    Bu tr iletiye ortodromik ileti denir. Ters ynde

    iletime ise, antidromik ileti denir.

  • Sinapslar, aksonlarn aksine, iletime yalnz

    bir ynde izin verdii iin, oluan herhangi

    antidromik uyarlar karlatklar ilk

    sinaps gemeyi beceremezler ve o

    noktada kaybolurlar.