Bir nöronda meydana gelen elektriksel ve kimyasal değişikliklere impuls veya uyartı adını veriyoruz.
Peki bir sinir hücresi acaba nasıl uyarılabilir?
Yani burada uyarı derken neyi kastediyoruz acaba?
Uyarı; basınç, sıcaklık, ışık olabilir.
İşte bunlar nöronlarda bazı değişiklikler yaparlar.
Bu uyarılar sonucunda nöronda uyartı oluşturulmuş olur.
Tabii ki bir nöronda impuls oluşabilmesi için o uyarının eşik değerin üzerinde olması gerekir.
Yani eşik değer, bir nöronda impuls oluşturabilen en küçük uyarı şiddetidir.
Eşik değer gereksiz enerji harcamayı önler.
Nöron, eşik değerin altındaki uyarılara cevap vermez ve impuls oluşmaz.
Burayı inceleyecek olursak, bu kısımdaki uyarı şiddeti, eşik değerin altında kaldığı için impuls oluşmamış.
Ancak nöron; eşik değer ve eşik değerden daha büyük olan uyarılara ise aynı şiddette cevap verir ve impuls oluşturur.
Buna "ya hep ya hiç prensibi" adını veriyoruz.
Tabii ki bu durum tek bir sinir teli ya da tek bir kas teli için geçerlidir.
Sinir demeti ya da kas demeti için bu durum geçerli değildir.
Çünkü sinir demetini oluşturan her bir sinir telinin uyarılmasını sağlayan eşik değer farklıdır.
Sinir demetinde, düşük şiddetteki uyarılar önce kolay uyarılan nöronlarda impuls oluşturur.
Yani sinir demetinde ya hep ya hiç prensibi gözlenmez.
Orada da merdiven etkisi gözlenir.
Şimdi gelelim aksonlarda impuls iletimine.
Bu kısım, nöronun aksonu olsun.
Burayı hücre içi, dış kısmı ise hücre dışı olarak adlandıralım.
Yani hücre içi dediğim yer aslında sitoplazmayı ifade edecek.
Hücre sitoplazmasını ve hücre dışı ortamı birbirinden ayıran hücre zarı, elektriksel bir potansiyel enerjiye sahiptir.
Zar potansiyeli adı verilen bu elektriksel yük farkı, hücre içindeki ve dışındaki anyon ve katyonların konsantrasyon farkından kaynaklanır.
Dinlenme durumundaki bir sinir hücresi belirli bir zar potansiyeline sahiptir.
Şu anda hücre içinin negatif, hücre dışının da pozitif olduğunu görüyoruz.
İşte bu duruma polarizasyon denir.
Polarizasyon dinlenme halindeki uyarılmamış aksonda oluşur.
Polarizasyon durumunda hücre içine kıyasla hücre dışında daha fazla sodyum iyonu bulunur.
Aynı zamanda sitoplazmada da hücre dışına kıyasla daha fazla potasyum iyonu bulunur.
Hücre içinin negatif olmasının sebebi de burada bulunan anyonlardan kaynaklanır.
Fakat biz burada sodyum ve potasyum iyonlarını konuşuyor olacağız.
Biz normalde bu durumda sodyum iyonlarının difüzyonla hücre içine geçmesini, potasyum iyonlarının ise difüzyon ile hücre dışına çıkmasını beklerdik.
Ancak hücre görevini gerçekleştirebilmek için yoğunluk farkını korumak durumundadır.
Bu nedenle sodyum-potasyum pompası denilen ve aktif taşıma metoduyla hücre içi ve hücre dışı yoğunluk farkı korunur.
İşte burada yeşil ile gösterdiklerim sodyum-potasyum pompasıdır.
Bunlar aslında hücre zarında bulunan proteinlerdir.
Sodyum-potasyum pompası aktif taşıma yapar.
Yani ATP harcar.
Hemen hatırlayalım: aktif taşıma, küçük maddelerin az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçişiydi.
Bu durumda hücre dışındaki az sayıda bulunan potasyum, hücrenin içine geçerken; hücre içinde bulunan az sayıdaki sodyum, hücrenin dışarısına geçer.
Şimdi gelelim depolarizasyon durumuna.
Aksonun hücre zarı üzerinde voltaj değişmelerine duyarlı, voltaj-kapılı iyon kanalları bulunur.
Çeşitli uyaranlarla akson zar potansiyeli değiştiğinde, normalde kapalı olan bu kanallar açılır ve iyonların geçişine izin verilir.
Depolarizasyon durumundayken burada bulunan sodyum kanalları açılır ve hücrenin içerisine sodyum iyonları geçer.
Böylece hücre içi dışarıya göre daha pozitif hale gelir.
Eğer zar potansiyeli yeterince değişirse aksiyon potansiyeli adı verilen büyük bir değişim gerçekleşir.
Aksiyon potansiyeli bu şekilde zar boyunca yayılarak zar potansiyelinin değişmesini başlatan uyarıyı akson uçlarına kadar taşır.
Şimdi gelelim repolarizasyona.
Bu sefer burada bulunan potasyum kanalları açılır.
Ve hücre içindeki potasyumlar hücrenin dışarısına geçer.
Böylece hücre dışı tekrar pozitif hale gelir.
Tabii ki yeniden impuls oluşabilmesi için hücre içi potasyum ve hücre dışı sodyum konsantrasyonunun eski haline dönmesi gerekir.
Yani nöronun tekrardan polarizasyon durumuna dönmesi gerekir.
Bu nedenle bu aşamadan sonra sodyum-potasyum pompası tekrardan devreye girer.
Peki bir sinir hücresi acaba nasıl uyarılabilir?
Yani burada uyarı derken neyi kastediyoruz acaba?
Uyarı; basınç, sıcaklık, ışık olabilir.
İşte bunlar nöronlarda bazı değişiklikler yaparlar.
Bu uyarılar sonucunda nöronda uyartı oluşturulmuş olur.
Tabii ki bir nöronda impuls oluşabilmesi için o uyarının eşik değerin üzerinde olması gerekir.
Yani eşik değer, bir nöronda impuls oluşturabilen en küçük uyarı şiddetidir.
Eşik değer gereksiz enerji harcamayı önler.
Nöron, eşik değerin altındaki uyarılara cevap vermez ve impuls oluşmaz.
Burayı inceleyecek olursak, bu kısımdaki uyarı şiddeti, eşik değerin altında kaldığı için impuls oluşmamış.
Ancak nöron; eşik değer ve eşik değerden daha büyük olan uyarılara ise aynı şiddette cevap verir ve impuls oluşturur.
Buna "ya hep ya hiç prensibi" adını veriyoruz.
Tabii ki bu durum tek bir sinir teli ya da tek bir kas teli için geçerlidir.
Sinir demeti ya da kas demeti için bu durum geçerli değildir.
Çünkü sinir demetini oluşturan her bir sinir telinin uyarılmasını sağlayan eşik değer farklıdır.
Sinir demetinde, düşük şiddetteki uyarılar önce kolay uyarılan nöronlarda impuls oluşturur.
Yani sinir demetinde ya hep ya hiç prensibi gözlenmez.
Orada da merdiven etkisi gözlenir.
Şimdi gelelim aksonlarda impuls iletimine.
Bu kısım, nöronun aksonu olsun.
Burayı hücre içi, dış kısmı ise hücre dışı olarak adlandıralım.
Yani hücre içi dediğim yer aslında sitoplazmayı ifade edecek.
Hücre sitoplazmasını ve hücre dışı ortamı birbirinden ayıran hücre zarı, elektriksel bir potansiyel enerjiye sahiptir.
Zar potansiyeli adı verilen bu elektriksel yük farkı, hücre içindeki ve dışındaki anyon ve katyonların konsantrasyon farkından kaynaklanır.
Dinlenme durumundaki bir sinir hücresi belirli bir zar potansiyeline sahiptir.
Şu anda hücre içinin negatif, hücre dışının da pozitif olduğunu görüyoruz.
İşte bu duruma polarizasyon denir.
Polarizasyon dinlenme halindeki uyarılmamış aksonda oluşur.
Polarizasyon durumunda hücre içine kıyasla hücre dışında daha fazla sodyum iyonu bulunur.
Aynı zamanda sitoplazmada da hücre dışına kıyasla daha fazla potasyum iyonu bulunur.
Hücre içinin negatif olmasının sebebi de burada bulunan anyonlardan kaynaklanır.
Fakat biz burada sodyum ve potasyum iyonlarını konuşuyor olacağız.
Biz normalde bu durumda sodyum iyonlarının difüzyonla hücre içine geçmesini, potasyum iyonlarının ise difüzyon ile hücre dışına çıkmasını beklerdik.
Ancak hücre görevini gerçekleştirebilmek için yoğunluk farkını korumak durumundadır.
Bu nedenle sodyum-potasyum pompası denilen ve aktif taşıma metoduyla hücre içi ve hücre dışı yoğunluk farkı korunur.
İşte burada yeşil ile gösterdiklerim sodyum-potasyum pompasıdır.
Bunlar aslında hücre zarında bulunan proteinlerdir.
Sodyum-potasyum pompası aktif taşıma yapar.
Yani ATP harcar.
Hemen hatırlayalım: aktif taşıma, küçük maddelerin az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçişiydi.
Bu durumda hücre dışındaki az sayıda bulunan potasyum, hücrenin içine geçerken; hücre içinde bulunan az sayıdaki sodyum, hücrenin dışarısına geçer.
Şimdi gelelim depolarizasyon durumuna.
Aksonun hücre zarı üzerinde voltaj değişmelerine duyarlı, voltaj-kapılı iyon kanalları bulunur.
Çeşitli uyaranlarla akson zar potansiyeli değiştiğinde, normalde kapalı olan bu kanallar açılır ve iyonların geçişine izin verilir.
Depolarizasyon durumundayken burada bulunan sodyum kanalları açılır ve hücrenin içerisine sodyum iyonları geçer.
Böylece hücre içi dışarıya göre daha pozitif hale gelir.
Eğer zar potansiyeli yeterince değişirse aksiyon potansiyeli adı verilen büyük bir değişim gerçekleşir.
Aksiyon potansiyeli bu şekilde zar boyunca yayılarak zar potansiyelinin değişmesini başlatan uyarıyı akson uçlarına kadar taşır.
Şimdi gelelim repolarizasyona.
Bu sefer burada bulunan potasyum kanalları açılır.
Ve hücre içindeki potasyumlar hücrenin dışarısına geçer.
Böylece hücre dışı tekrar pozitif hale gelir.
Tabii ki yeniden impuls oluşabilmesi için hücre içi potasyum ve hücre dışı sodyum konsantrasyonunun eski haline dönmesi gerekir.
Yani nöronun tekrardan polarizasyon durumuna dönmesi gerekir.
Bu nedenle bu aşamadan sonra sodyum-potasyum pompası tekrardan devreye girer.
