Soru:
Sodyum-potasyum pompasının inhibe edildiği bir deneyde, bir sinir hücresinin dinlenim zar potansiyelinde zamanla nasıl bir değişim gözlenmesi beklenir? Sebebini, iyon gradientleri ve hücrenin osmotik dengesi bağlamında açıklayınız.
Çözüm:
⚠️ Pompa inhibe edildiğinde, onun sağladığı temel işlevler devre dışı kalır. Bu durumun sonuçlarını adım adım inceleyelim.
- ➡️ Adım 1: İyon Gradientlerinin Bozulması. Pompa çalışmayınca, sızıntı kanallarından içeri giren Na⁺ ve dışarı çıkan K⁺ iyonları yerine konulamaz. Zamanla [Na⁺]ᵢ artar, [K⁺]ᵢ azalır.
- ➡️ Adım 2: Zar Potansiyelinin Değişimi. Na⁺ ve K⁺ konsantrasyon gradientleri azaldıkça, bu iyonların denge potansiyelleri (\(E_{Na}\) ve \(E_{K}\)) birbirine yaklaşır. Dinlenim zar potansiyeli (\(E_m\)) genellikle \(E_K\)'ya daha yakındır. [K⁺]ᵢ azaldığı için \(E_K\) daha az negatif (daha pozitif) değerlere kayar. Bu nedenle, \(E_m\) de sıfıra doğru yükselir (depolarize olur).
- ➡️ Adım 3: Osmotik Denge ve Hücre Şişmesi. Pompa, osmotik dengenin korunmasına da yardımcı olur. Sürekli olarak net bir osmolit (3 Na⁺ çıkar, 2 K⁺ girer = net 1 osmolit çıkar) uzaklaştırarak hücrenin su alıp şişmesini engeller. Pompa durunca bu osmotik kontrol kaybolur ve hücre içindeki çözünen madde miktarı artar, bu da suyun hücreye osmozla girmesine ve hücrenin şişmesine neden olur.
✅ Sonuç: Pompa inhibisyonunda, zar potansiyeli sıfıra doğru depolarize olur ve hücre şişer. Bu durum uzun süre devam ederse hücre lizise (patlamaya) gidebilir.
