Soru:
Bir nöronun dinlenim zar potansiyelini (-70 mV) oluşturmak ve korumak için sodyum-potasyum pompası hayati öneme sahiptir. Bu pompanın çalışması durdurulursa, aşağıdaki olaylardan hangileri gözlenir?
- Hücre içi sodyum (Na⁺) konsantrasyonu artar.
- Hücre dışı potasyum (K⁺) konsantrasyonu artar.
- Zar potansiyeli sıfıra yaklaşır (depolarize olur).
- Hücre osmotik basıncı değişir ve şişebilir.
Çözüm:
💡 Pompanın temel işlevlerini ve bunların durmasının sonuçlarını adım adım düşünelim.
- ➡️ 1. Adım: Na⁺ ve K⁺ Dengesi
Pompa, Na⁺'u hücre dışına, K⁺'u ise hücre içine taşıyarak konsantrasyon gradyanlarını sürdürür. Pompa durunca, Na⁺ sızıntı kanallarından hücre içine girmeye devam eder ama dışarı atılamaz. Bu nedenle hücre içi Na⁺ konsantrasyonu artar.
- ➡️ 2. Adım: K⁺ Dengesi
Pompa durunca, K⁺ sızıntı kanallarından hücre dışına çıkmaya devam eder ama içeri alınamaz. Bu nedenle hücre dışı K⁺ konsantrasyonu artar.
- ➡️ 3. Adım: Zar Potansiyeli
Dinlenim potansiyeli, K⁺'un hücre dışına çıkışına bağlıdır. Hücre dışı K⁺ arttıkça, K⁺'un dışarı çıkma eğilimi (elektrokimyasal gradyan) azalır. Ayrıca, hücre içine giren Na⁺ pozitif yükü artırır. Her iki durum da zarı daha az negatif (sıfıra yakın, depolarize) yapar.
- ➡️ 4. Adım: Osmotik Etki
Hücre içine giren Na⁺ iyonları, hücrenin osmotik basıncını artırır. Bu da hücreye su girişine neden olur ve sonuçta hücre şişer, hatta patlayabilir (lisis).
✅ Sonuç: Verilen dört durumun hepsi gözlenir. Pompa, iyon dengesini, elektriksel potansiyeli ve osmotik dengeyi korumak için kritiktir.
