Dinlenme halindeki bir nöronda hücre içinin negatif yüklü olmasının temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
A) Sodyum iyonlarının hücre dışına pompalanması
B) Potasyum iyonlarının hücre dışına difüzyonu
C) Hücre içindeki protein anyonlarının dışarı çıkamaması
D) Klor iyonlarının hücre içine girmesi
Dinlenme halindeki bir nöronun hücre zarının iç kısmının dış kısmına göre negatif yüklü olmasına dinlenme potansiyeli denir. Bu durum, nöronun uyarılmaya hazır olmasını sağlayan kritik bir özelliktir. Hücre içinin negatif yüklü olmasının temel nedenlerini adım adım inceleyelim:
- A) Sodyum iyonlarının hücre dışına pompalanması: Sodyum-potasyum pompası, her döngüde 3 sodyum ($Na^+$) iyonunu hücre dışına atarken, 2 potasyum ($K^+$) iyonunu hücre içine alır. Bu durum, hücre dışına daha fazla pozitif yük atıldığı için hücre içi negatifliğine katkıda bulunur. Ancak bu, dinlenme potansiyelinin tek veya en temel nedeni değildir; daha çok iyon derişim farklarını korur ve bu farklar üzerinden potansiyel oluşumuna destek olur.
- B) Potasyum iyonlarının hücre dışına difüzyonu: Hücre zarında potasyum iyonlarına özgü sızıntı kanalları bulunur. Hücre içinde potasyum derişimi yüksek olduğu için, potasyum iyonları bu kanallardan dışarı doğru difüze olur. Pozitif yüklü potasyum iyonlarının hücre dışına çıkması, hücre içini daha da negatif hale getirir. Bu, dinlenme potansiyelinin oluşumunda çok önemli bir faktördür, ancak bu difüzyonun temelinde yatan bir başka neden vardır: hücre içindeki sabit negatif yükler.
- C) Hücre içindeki protein anyonlarının dışarı çıkamaması: Nöronun sitoplazmasında, büyük boyutlu ve negatif yüklü proteinler, amino asitler ve fosfat grupları gibi moleküller bulunur. Bu büyük anyonlar (negatif yüklü iyonlar), hücre zarından geçemezler ve hücre içinde hapsolurlar. Bu hapsolmuş negatif yükler, hücre içinde sürekli bir negatif elektrik potansiyeli oluşturur ve pozitif yüklü iyonları (özellikle potasyumu) hücre içinde tutmaya çalışır. Bu, hücre içi negatifliğinin en temel ve başlangıçtaki nedenidir. Diğer iyon hareketleri bu temel negatif yükün varlığına göre şekillenir.
- D) Klor iyonlarının hücre içine girmesi: Klor ($Cl^-$) iyonları genellikle hücre dışında daha yüksek derişimde bulunur. Klor iyonlarının hücre içine girmesi, hücre içini daha negatif yapabilir. Ancak, birçok nöronda klor iyonları dinlenme potansiyelinde pasif olarak hareket eder ve genellikle hücrenin zaten negatif olan iç kısmına doğru çekilirler veya aktif olarak dışarı pompalanırlar. Klor iyonlarının hareketi, dinlenme potansiyelini etkileyebilir ancak hücre içi negatifliğinin temel nedeni değildir.
Özetle, hücre içinde hapsolmuş, geçişi mümkün olmayan büyük, negatif yüklü proteinler ve diğer organik moleküller, hücre içi negatifliğinin temelini oluşturur. Potasyum iyonlarının dışarı sızması ve sodyum-potasyum pompasının çalışması bu temel negatifliği pekiştirir ve dinlenme potansiyelini belirli bir değere sabitler.
Cevap C seçeneğidir.
