ݺߣ

ݺߣShare a Scribd company logo

Sinaptik ileti

•
•
Özgün Özalay
Özgün Özalay

Sinir hücrelerinde sinaptik iletinin temelleri hakkında sunum. Bir iletinin sinir hücresi boyunca nasıl taşındığı ve iletildiği, bu sırada hücre zarında meydana gelen değişiklikler ve bu değişikliklerin devamının sağlanması.

1 of 27
Sinaptik İletiSinaptik İleti Özgün Özalay Ege Üniversitesi – Sinirbilim ABD www.ozgunozalay.comwww.ozgunozalay.com
Difüzyon Potansiyelleri Zar iç-dış konsantrasyon farkı nedeniyle Na hücre içine girmek K ise hücre dışına çıkma eğilimindedir. Na içeri hareketi zar içi potansiyeli (+) K dışarı hareketi zar içi potansiyeli (-) yapar. Bir iyonun zar boyunca net difüzyonunu duraklatan, zarın iki tarafındaki difüzyon potansiyeline, o iyon için Nernst Potansiyeli denir
Çeşitli İyonlar İçin Difüzyon Potansiyeli Zar çeşitli iyonlara geçirgen olduğunda , difüzyon potansiyelinin gelişimi 3 faktöre bağlıdır; 1) Herbir iyonun elektriksel yükünün çeşidi 2) Zarın herbir iyona geçirgenliği (P) 3) Herbir iyonun zarın iç(i) ve dış(d) tarafındaki konsantrasyonları (C)
Voltaj Kıskacı – Voltage Clamp Membran potansiyeli ölçülür İstenilen değer ile karşılaştırılır Değerler farklıysa axona akımı arttır/azalt Dengeleyici akım değeri Kısa devre (axial direnç) Yüksek iletken kablolar Membrandaki “İyonik” ve “Kapasitif” özellikleri ayrı ayrı inceleme Uygulanan akımların “Membran Potansiyaline” (Vm) etkisi kaydedilir.
Zar Potansiyeli Kaydedici elektrot hücre zarının elektriksel dipol tabakası denilen voltaj değişikliği alanını geçerken potansiyel ani olarak -90mV'a düşer. Sinir lifinin içinde -90mV'luk normal bir “dinlenim potansiyeli” yaratmak için çok az sayıda iyonun transfer olması yeterlidir (1/3M) ve (1/10K)
Sinirlerde Zar Dinlenim Potansiyeli Kalın sinir liflerinin dinlenim zar potansiyeli, sinir sinyallerinin iletilmediği dinlenim durumunda, yaklaşık -90mV'tur. Bu, lifin içindeki potansiyelin, lifin dışında hücredışı sıvıdaki potansiyele göre 90mV daha negatif olduğunu gösterir.
Na-K Pompası Bu pompa, devamlı olarak Na hücre dışına, K hücrenin içine pompalar. Bu elektrojenik bir pompadır. Çünkü (+) yükleri içeriden çok dışarıya pompalar (her 3 Na karşılık 2K). İçeride oluşan (+) yük eksikliği nedeniyle hücre zarının iç yüzü (-) yüklenir. Ayrıca dinlenim durumundaki sinir zarında Na ve K için çok büyük bir konsantrasyon farkı yaratır.
K Sızıntı Kanalları Sinir hücre zarından dinlenim durumunda bile K sızdırabilen kanallardır. Na'a da geçirgendir ancak bu K'a göre 1000 kat azdır. Geçirgenlikteki bu farklılık normal dinlenim zar potansiyelinin saptanmasında önemlidir.
Normal Zar Dinlenim Potansiyeli Kaynağı K Difüzyon Potansiyelinin Katkısı; Konsantrasyon farkları 35/1 Nernst denklemi uygulanırsa -94 mV
Normal Zar Dinlenim Potansiyeli Kaynağı Na Difüzyonunun Katkısı; Tek başına Nernst denklemi uygulandığında sonuç +61mV. K'a geçirgenlik Na'a göre 100 kat fazladır. Diğer iyonlarla etkileşim olduğu için Goldman denklemini uyguladığımızda sonuç -86mV
Normal Zar Dinlenim Potansiyeli Kaynağı Na-K Pompasının Katkısı; 2 K iyonu için 3Na iyonu pompaladığından, hücre içini (-) yapar. Bunun toplam sonuca katkısı -4mV kadardır Sonuç: -90mV
Sinir Aksiyon Potansiyeli Sinir sinyalleri, sinir lif zarı boyunca hızla yayılan zar potansiyelindeki hızlı değişimlerden oluşan aksiyon potansiyelleri ile iletilir. Her aksiyon potansiyeli, normal (-) zar dinlenim potansiyelinden, (+) potansiyele ani bir değişimle başlar ve hemen hemen aynı hız ile tekrar (-) potansiyele dönerek sonlanır.
Sinir Aksiyon Potansiyeli 1) Dinlenim Evresi Aksiyon potansiyeli başlamadan önceki zar dinlenim potansiyelidir. -90mV'luk negatif bir zar potansiyeli vardır ve zar “polarize” durumdadır. 2) Depolarizasyon Evresi Zar aniden Na'a karşı aşırı geçirgen hale gelerek, çok büyük miktarda (+) yüklü Na iyonunun aksonun içine alınmasını sağlar. -90mV'luk (-) potansiyel, (+) iyonların akımıyla birlikte hızla (+) yönde yükselir ve kaybolur. 3) Repolarizasyon Evresi Zarın Na'a geçirgenliğinin çok arttıktan sonra kısa sürede Na kanalları kapanmaya ve K kanalları açılmaya başlar. K iyonlarının hızla dışarı difüzyonu zar dinlenim potansiyelinin tekrar (-) olmasını sağlar.
Voltaj Kapılı Na K Kanalları Na Kanalları => Sinir zarının depolarizasyonu ve repolarizasyonunda önemli rol oynarlar. K Kanalları => Sinir zarının repolarizasyonun hızlanmasında önemli rol oynar
Na Kanallarının Aktivasyonu- Deaktivasyonu Bu kanal, birisi kanalın dışına yakın aktivasyon kapısı ve diğeri kanalın içine yakın inaktivasyon kapısına sahiptir. 1) Kanalın aktivasyonu: Zar potansiyeli dinlenim durumuna göre daha (+) değerlere yükseldiğinde (genelde -70mV ile -50mV arasında) inaktivasyon kapısı açılır. Aktif durum. Zarın Na'a geçirgenliği 500-5000 kat artmıştır. Depolarizasyon evresi başlar. 2) Kanalın İnaktivasyonu: Aktivasyon kapısının açılmasına neden olan voltajın artması aynı şekilde inaktivasyon kapılarını kapatır.(1/10.000s). Zarın Na'a geçirgenliği ilk haline döner. Repolarizasyon evresi başlar.
K Kanallarının Aktivasyonu Zar potansiyelinin -90mV'tan (+) değerlere yükselmesi K kanallarını yavaşça açmaya başlar. Bu dönem Na kanallarına göre daha yavaş olduğundan Na kanallarının inaktivasyon kapılarının kapandığı döneme denk gelir.
AP Yaratan Olayların Özeti Dinlenim durumunda zarın K'a geçirgenliği 50-100 kat fazladır. K Sızıntı Kanalları
AP Nasıl Başlar? Na kanallarını Pozitif bir geribildirim döngüsü açar. K kanallarını Negatif bir geribildirim döngüsü açar.
Eşik Değer Membran depolarizasyonu arttıkça içeriye olan Na akımı ile birlikte dışarıya K ve Sızıntı akımları da artar. Ancak Na kanallarının hızlı etkileri sebebiyle bir noktadan sonra; > = Eşik (threshold) L(sızıntı)K Na
AP İlerlemesi Oklar, zarın depolarize olmuş bölgeleri ile dinlenim halindeki bölgeler arasında gelişen “yerel devreleri” göstermektedir. Zar boyunca difüze olan Na iyonlarının taşıdığı (+) yükaksonun ortasından her iki yöne 1-3mm kadar ilerler. Bu olay zincirleme şekilde devam eder ve depolarizasyon lif boyunca iletilir. Sinir veya kas impulsu.
AP – Enerji Metabolizması Na ve K konsantrasyon farklarının tekrar oluşturulması önemlidir. Na-K pompası iyonları AP sonrası konsantrasyonlarına getirmekten sorumludur. Aktif metabolik bir süreçtir ve enerji ATP'den sağlanır. Na-K pompası hücre içinde ki Na konsantrasyonuna çok hassastır(3. Kuvveti derecesi).
AP Plato Bazı durumlarda uyarılmış zar, depolarizasyondan hemen sonra repolarize olmaz, bunun yerine potansiyel birkaç ms sivri potansiyele yakın bir düzlük(plato)çizer ve ancak ondan sonra repolarizasyon başlar.(Kalp kası) Hızlı Na kanalları Yavaş Na-Ca kanalları Yavaş K kanalları
Ritmik Aktivite Ritmik aktivitenin oluşabilmesi için, zarın doğal durumda bile, Na veya Ca(yavaş Na-Ca kanalları) iyonlarına yeterince geçirgen olması ve zarın otomatik olarak depolarize olması gerekir. Dinlenim potansiyelinin -60 ile 70mV arasında olduğu bir sinir hücresinde Na kanallarının pozitif geribildirim mekanizmasıyla hızla depolarize olurlar. K kanallarındaki geçirgenliğin artması, lifte hiperpolarize bir durum yaratır ve bu sürede lif refrakter dönemdedir.
Miyelinli ve Miyelinsiz Sinir Lifleri Miyelin kılıf; MSS'de Oligodendrositler PSS'de Schwann hücreleri tarafından oluşturulur. Schwann hücresinin iç dilinin, aksonun etrafında birkaç tur dönmesiyle kılıf oluşur. Çoğu kez miyelin kılıf aksondan daha kalındır. Her 1-3 mm'de bir 2-3 mikrometre boşluk olan alanlara Ranvier Boğumu adı verilir. Çok iyi bir yalıtkandır, zardan iyon akımını yaklaşık 5000 kat düşürür.
Sıçrayıcı İleti Miyelinli sinirlerin kalın miyelin kılıfından hiçbir iyon geçemez. AP sadece Ranvier boğumlarında gerçekleşir. Elektrik akımları hem miyelin kılıfın dışında kalan hücredışı sıvıda hem de aksoplazma boyunca boğumdan boğuma geçerek birbiri ardına boğumları uyarır. Sinir iletim hızını 5-50 kat arttırır. İletim için gereken iyon transferinin azalmasıyla gereken metabolik enerji de azalmıştır(100 kat) Miyelin kılıfın yalıtkanlık özelliği zar kapasitansını 50 kat düşürür ve böylece repolarizasyon çok küçük iyon transferleriyle gerçekleşebilir.
Uyarılma Eşiği ve Akut Yerel Potansiyeller Zayıf bir negatif elektriksel uyarı lifi uyaramaz. Eşik değerin altındaki uyarılar akut yerel potansiyellere neden olur. Ancak bunlar AP oluşturamadığı için akut eşikaltı potansiyeller olarak adlandırılır.
Nöronların Trofik Desteği Nörotrofinler, astrositler ve innerve edilen yapılardan salgılanır => Nöron içine alınır => Retrograd taşıma ile hücre gövdesine taşınır => protein yapımını destekler Nörotrofinler, nöronlarda üretilir => Anterograd taşıma ile sinir sonlanmalarına taşınır => Postsinaptik nöronun bütünlüğü sağlanır.

More Related Content

Sinaptik ileti

  • 1. Sinaptik İletiSinaptik İleti Özgün Özalay Ege Üniversitesi – Sinirbilim ABD www.ozgunozalay.comwww.ozgunozalay.com
  • 2. Difüzyon Potansiyelleri Zar iç-dış konsantrasyon farkı nedeniyle Na hücre içine girmek K ise hücre dışına çıkma eğilimindedir. Na içeri hareketi zar içi potansiyeli (+) K dışarı hareketi zar içi potansiyeli (-) yapar. Bir iyonun zar boyunca net difüzyonunu duraklatan, zarın iki tarafındaki difüzyon potansiyeline, o iyon için Nernst Potansiyeli denir
  • 3. Çeşitli İyonlar İçin Difüzyon Potansiyeli Zar çeşitli iyonlara geçirgen olduğunda , difüzyon potansiyelinin gelişimi 3 faktöre bağlıdır; 1) Herbir iyonun elektriksel yükünün çeşidi 2) Zarın herbir iyona geçirgenliği (P) 3) Herbir iyonun zarın iç(i) ve dış(d) tarafındaki konsantrasyonları (C)
  • 4. Voltaj Kıskacı – Voltage Clamp Membran potansiyeli ölçülür İstenilen değer ile karşılaştırılır Değerler farklıysa axona akımı arttır/azalt Dengeleyici akım değeri Kısa devre (axial direnç) Yüksek iletken kablolar Membrandaki “İyonik” ve “Kapasitif” özellikleri ayrı ayrı inceleme Uygulanan akımların “Membran Potansiyaline” (Vm) etkisi kaydedilir.
  • 5. Zar Potansiyeli Kaydedici elektrot hücre zarının elektriksel dipol tabakası denilen voltaj değişikliği alanını geçerken potansiyel ani olarak -90mV'a düşer. Sinir lifinin içinde -90mV'luk normal bir “dinlenim potansiyeli” yaratmak için çok az sayıda iyonun transfer olması yeterlidir (1/3M) ve (1/10K)
  • 6. Sinirlerde Zar Dinlenim Potansiyeli Kalın sinir liflerinin dinlenim zar potansiyeli, sinir sinyallerinin iletilmediği dinlenim durumunda, yaklaşık -90mV'tur. Bu, lifin içindeki potansiyelin, lifin dışında hücredışı sıvıdaki potansiyele göre 90mV daha negatif olduğunu gösterir.
  • 7. Na-K Pompası Bu pompa, devamlı olarak Na hücre dışına, K hücrenin içine pompalar. Bu elektrojenik bir pompadır. Çünkü (+) yükleri içeriden çok dışarıya pompalar (her 3 Na karşılık 2K). İçeride oluşan (+) yük eksikliği nedeniyle hücre zarının iç yüzü (-) yüklenir. Ayrıca dinlenim durumundaki sinir zarında Na ve K için çok büyük bir konsantrasyon farkı yaratır.
  • 8. K Sızıntı Kanalları Sinir hücre zarından dinlenim durumunda bile K sızdırabilen kanallardır. Na'a da geçirgendir ancak bu K'a göre 1000 kat azdır. Geçirgenlikteki bu farklılık normal dinlenim zar potansiyelinin saptanmasında önemlidir.
  • 9. Normal Zar Dinlenim Potansiyeli Kaynağı K Difüzyon Potansiyelinin Katkısı; Konsantrasyon farkları 35/1 Nernst denklemi uygulanırsa -94 mV
  • 10. Normal Zar Dinlenim Potansiyeli Kaynağı Na Difüzyonunun Katkısı; Tek başına Nernst denklemi uygulandığında sonuç +61mV. K'a geçirgenlik Na'a göre 100 kat fazladır. Diğer iyonlarla etkileşim olduğu için Goldman denklemini uyguladığımızda sonuç -86mV
  • 11. Normal Zar Dinlenim Potansiyeli Kaynağı Na-K Pompasının Katkısı; 2 K iyonu için 3Na iyonu pompaladığından, hücre içini (-) yapar. Bunun toplam sonuca katkısı -4mV kadardır Sonuç: -90mV
  • 12. Sinir Aksiyon Potansiyeli Sinir sinyalleri, sinir lif zarı boyunca hızla yayılan zar potansiyelindeki hızlı değişimlerden oluşan aksiyon potansiyelleri ile iletilir. Her aksiyon potansiyeli, normal (-) zar dinlenim potansiyelinden, (+) potansiyele ani bir değişimle başlar ve hemen hemen aynı hız ile tekrar (-) potansiyele dönerek sonlanır.
  • 13. Sinir Aksiyon Potansiyeli 1) Dinlenim Evresi Aksiyon potansiyeli başlamadan önceki zar dinlenim potansiyelidir. -90mV'luk negatif bir zar potansiyeli vardır ve zar “polarize” durumdadır. 2) Depolarizasyon Evresi Zar aniden Na'a karşı aşırı geçirgen hale gelerek, çok büyük miktarda (+) yüklü Na iyonunun aksonun içine alınmasını sağlar. -90mV'luk (-) potansiyel, (+) iyonların akımıyla birlikte hızla (+) yönde yükselir ve kaybolur. 3) Repolarizasyon Evresi Zarın Na'a geçirgenliğinin çok arttıktan sonra kısa sürede Na kanalları kapanmaya ve K kanalları açılmaya başlar. K iyonlarının hızla dışarı difüzyonu zar dinlenim potansiyelinin tekrar (-) olmasını sağlar.
  • 14. Voltaj Kapılı Na K Kanalları Na Kanalları => Sinir zarının depolarizasyonu ve repolarizasyonunda önemli rol oynarlar. K Kanalları => Sinir zarının repolarizasyonun hızlanmasında önemli rol oynar
  • 15. Na Kanallarının Aktivasyonu- Deaktivasyonu Bu kanal, birisi kanalın dışına yakın aktivasyon kapısı ve diğeri kanalın içine yakın inaktivasyon kapısına sahiptir. 1) Kanalın aktivasyonu: Zar potansiyeli dinlenim durumuna göre daha (+) değerlere yükseldiğinde (genelde -70mV ile -50mV arasında) inaktivasyon kapısı açılır. Aktif durum. Zarın Na'a geçirgenliği 500-5000 kat artmıştır. Depolarizasyon evresi başlar. 2) Kanalın İnaktivasyonu: Aktivasyon kapısının açılmasına neden olan voltajın artması aynı şekilde inaktivasyon kapılarını kapatır.(1/10.000s). Zarın Na'a geçirgenliği ilk haline döner. Repolarizasyon evresi başlar.
  • 16. K Kanallarının Aktivasyonu Zar potansiyelinin -90mV'tan (+) değerlere yükselmesi K kanallarını yavaşça açmaya başlar. Bu dönem Na kanallarına göre daha yavaş olduğundan Na kanallarının inaktivasyon kapılarının kapandığı döneme denk gelir.
  • 17. AP Yaratan Olayların Özeti Dinlenim durumunda zarın K'a geçirgenliği 50-100 kat fazladır. K Sızıntı Kanalları
  • 18. AP Nasıl Başlar? Na kanallarını Pozitif bir geribildirim döngüsü açar. K kanallarını Negatif bir geribildirim döngüsü açar.
  • 19. Eşik Değer Membran depolarizasyonu arttıkça içeriye olan Na akımı ile birlikte dışarıya K ve Sızıntı akımları da artar. Ancak Na kanallarının hızlı etkileri sebebiyle bir noktadan sonra; > = Eşik (threshold) L(sızıntı)K Na
  • 20. AP İlerlemesi Oklar, zarın depolarize olmuş bölgeleri ile dinlenim halindeki bölgeler arasında gelişen “yerel devreleri” göstermektedir. Zar boyunca difüze olan Na iyonlarının taşıdığı (+) yükaksonun ortasından her iki yöne 1-3mm kadar ilerler. Bu olay zincirleme şekilde devam eder ve depolarizasyon lif boyunca iletilir. Sinir veya kas impulsu.
  • 21. AP – Enerji Metabolizması Na ve K konsantrasyon farklarının tekrar oluşturulması önemlidir. Na-K pompası iyonları AP sonrası konsantrasyonlarına getirmekten sorumludur. Aktif metabolik bir süreçtir ve enerji ATP'den sağlanır. Na-K pompası hücre içinde ki Na konsantrasyonuna çok hassastır(3. Kuvveti derecesi).
  • 22. AP Plato Bazı durumlarda uyarılmış zar, depolarizasyondan hemen sonra repolarize olmaz, bunun yerine potansiyel birkaç ms sivri potansiyele yakın bir düzlük(plato)çizer ve ancak ondan sonra repolarizasyon başlar.(Kalp kası) Hızlı Na kanalları Yavaş Na-Ca kanalları Yavaş K kanalları
  • 23. Ritmik Aktivite Ritmik aktivitenin oluşabilmesi için, zarın doğal durumda bile, Na veya Ca(yavaş Na-Ca kanalları) iyonlarına yeterince geçirgen olması ve zarın otomatik olarak depolarize olması gerekir. Dinlenim potansiyelinin -60 ile 70mV arasında olduğu bir sinir hücresinde Na kanallarının pozitif geribildirim mekanizmasıyla hızla depolarize olurlar. K kanallarındaki geçirgenliğin artması, lifte hiperpolarize bir durum yaratır ve bu sürede lif refrakter dönemdedir.
  • 24. Miyelinli ve Miyelinsiz Sinir Lifleri Miyelin kılıf; MSS'de Oligodendrositler PSS'de Schwann hücreleri tarafından oluşturulur. Schwann hücresinin iç dilinin, aksonun etrafında birkaç tur dönmesiyle kılıf oluşur. Çoğu kez miyelin kılıf aksondan daha kalındır. Her 1-3 mm'de bir 2-3 mikrometre boşluk olan alanlara Ranvier Boğumu adı verilir. Çok iyi bir yalıtkandır, zardan iyon akımını yaklaşık 5000 kat düşürür.
  • 25. Sıçrayıcı İleti Miyelinli sinirlerin kalın miyelin kılıfından hiçbir iyon geçemez. AP sadece Ranvier boğumlarında gerçekleşir. Elektrik akımları hem miyelin kılıfın dışında kalan hücredışı sıvıda hem de aksoplazma boyunca boğumdan boğuma geçerek birbiri ardına boğumları uyarır. Sinir iletim hızını 5-50 kat arttırır. İletim için gereken iyon transferinin azalmasıyla gereken metabolik enerji de azalmıştır(100 kat) Miyelin kılıfın yalıtkanlık özelliği zar kapasitansını 50 kat düşürür ve böylece repolarizasyon çok küçük iyon transferleriyle gerçekleşebilir.
  • 26. Uyarılma Eşiği ve Akut Yerel Potansiyeller Zayıf bir negatif elektriksel uyarı lifi uyaramaz. Eşik değerin altındaki uyarılar akut yerel potansiyellere neden olur. Ancak bunlar AP oluşturamadığı için akut eşikaltı potansiyeller olarak adlandırılır.
  • 27. Nöronların Trofik Desteği Nörotrofinler, astrositler ve innerve edilen yapılardan salgılanır => Nöron içine alınır => Retrograd taşıma ile hücre gövdesine taşınır => protein yapımını destekler Nörotrofinler, nöronlarda üretilir => Anterograd taşıma ile sinir sonlanmalarına taşınır => Postsinaptik nöronun bütünlüğü sağlanır.