Bir sinir hücresinde impuls iletimi sırasında hücre zarının dinlenim potansiyeli -70 mV'dan +30 mV'a yükselir ve tekrar eski değerine döner. Bu değişim sırasında aşağıdaki iyon hareketlerinden hangisi gerçekleşmez?
A) Sodyum iyonlarının hücre içine girişi
B) Potasyum iyonlarının hücre dışına çıkışı
C) Klor iyonlarının hücre içine girişi
D) Sodyum-potasyum pompasının çalışması
Merhaba sevgili öğrenciler!
Sinir hücrelerinde impuls iletimi, hücre zarındaki iyon hareketleriyle gerçekleşen karmaşık ama büyüleyici bir süreçtir. Soruda bahsedilen $-70 \text{ mV}$'dan $+30 \text{ mV}$'a yükselme ve tekrar eski değerine dönme, bir aksiyon potansiyelinin oluşumunu ve sona ermesini ifade eder. Şimdi bu süreçte hangi iyon hareketlerinin gerçekleştiğini adım adım inceleyelim:
- Dinlenim Potansiyeli (Polarizasyon): Sinir hücresi uyarılmadığı zaman, hücre zarının iç tarafı dış tarafına göre daha negatiftir (yaklaşık $-70 \text{ mV}$). Bu durum, hücre dışındaki yüksek $\text{Na}^+$ konsantrasyonu, hücre içindeki yüksek $\text{K}^+$ konsantrasyonu ve hücre zarının $\text{K}^+$ iyonlarına $\text{Na}^+$ iyonlarından daha geçirgen olmasıyla sağlanır. Ayrıca, $\text{Na}^+/\text{K}^+$ pompası sürekli çalışarak $3 \text{ Na}^+$ i iyonunu hücre dışına, $2 \text{ K}^+$ iyonunu hücre içine taşır ve bu potansiyeli korur.
- Depolarizasyon (Uyarılma): Bir uyarı geldiğinde, hücre zarındaki voltaj kapılı $\text{Na}^+$ kanalları açılır. Hücre dışında daha yoğun olan $\text{Na}^+$ iyonları, konsantrasyon ve elektriksel çekim farkından dolayı hızla hücre içine akmaya başlar. Bu $\text{Na}^+$ girişi, hücre zarının iç tarafının pozitifleşmesine neden olur ve potansiyel $-70 \text{ mV}$'dan $+30 \text{ mV}$'a kadar yükselir. Bu, aksiyon potansiyelinin yükselen fazıdır.
- Repolarizasyon (Eski Haline Dönme): Hücre potansiyeli $+30 \text{ mV}$'a ulaştığında, $\text{Na}^+$ kanalları kapanır ve voltaj kapılı $\text{K}^+$ kanalları açılır. Hücre içinde daha yoğun olan $\text{K}^+$ iyonları, konsantrasyon ve elektriksel itme farkından dolayı hızla hücre dışına çıkmaya başlar. Bu $\text{K}^+$ çıkışı, hücre zarının iç tarafının tekrar negatifleşmesine neden olur ve potansiyel $+30 \text{ mV}$'dan tekrar $-70 \text{ mV}$'a doğru düşer. Bu, aksiyon potansiyelinin düşen fazıdır.
- Hiperpolarizasyon (Gereğinden Fazla Negatifleşme): Bazen $\text{K}^+$ kanalları biraz yavaş kapanır ve hücre potansiyeli kısa bir süreliğine dinlenim potansiyelinden daha negatif bir seviyeye (örneğin $-80 \text{ mV}$) inebilir.
- Dinlenim Potansiyeline Geri Dönüş: İyon derişimleri ve potansiyel, $\text{Na}^+/\text{K}^+$ pompasının sürekli çalışmasıyla ve sızıntı kanalları aracılığıyla tekrar dinlenim potansiyeli seviyesine getirilir.
Şimdi seçenekleri bu bilgiler ışığında değerlendirelim:
- A) Sodyum iyonlarının hücre içine girişi: Bu, depolarizasyon sırasında gerçekleşen temel olaydır. Hücre potansiyelinin $-70 \text{ mV}$'dan $+30 \text{ mV}$'a yükselmesini sağlar. Dolayısıyla bu olay gerçekleşir.
- B) Potasyum iyonlarının hücre dışına çıkışı: Bu, repolarizasyon sırasında gerçekleşen temel olaydır. Hücre potansiyelinin $+30 \text{ mV}$'dan tekrar $-70 \text{ mV}$'a düşmesini sağlar. Dolayısıyla bu olay gerçekleşir.
- C) Klor iyonlarının hücre içine girişi: Klor ($\text{Cl}^-$) iyonlarının hücre içine girişi, genellikle sinir hücresini inhibe edici (daha az uyarılabilir hale getirici) etki yapar. Yani hücre zarının potansiyelini daha negatif hale getirir (hiperpolarizasyon) veya dinlenim potansiyelini stabilize eder. Aksiyon potansiyelinin yükselen fazı (depolarizasyon) veya düşen fazı (repolarizasyon) sırasında $\text{Cl}^-$ iyonlarının doğrudan ve belirgin bir hareketi söz konusu değildir. Aksiyon potansiyeli oluşumu sırasında hücrenin pozitifleşmesine katkıda bulunmaz, aksine engel olur. Dolayısıyla bu olay, aksiyon potansiyeli oluşumu ve geri dönüşü sırasında gerçekleşmez.
- D) Sodyum-potasyum pompasının çalışması: $\text{Na}^+/\text{K}^+$ pompası, dinlenim potansiyelini sürdürmek ve aksiyon potansiyeli sonrası iyon dengesini yeniden sağlamak için sürekli olarak çalışır. Bu pompa, aksiyon potansiyelinin kendisini doğrudan oluşturmasa da, sürecin gerçekleşmesi için gerekli olan iyon gradyanlarını korur. Dolayısıyla bu olay tüm süreç boyunca devam eder.
Yukarıdaki açıklamalardan da anlaşıldığı gibi, aksiyon potansiyeli oluşumu ve geri dönüşü sırasında $\text{Cl}^-$ iyonlarının hücre içine girişi gerçekleşmez.
Cevap C seçeneğidir.
