Sinirler ve kaslar: çalışma rehberi

Temel fikirler

Sinir hücreleri sinyalleri zar potansiyelindeki değişimler olarak taşır; kas hücreleri ise ince ve kalın iplikçikler kaydığında kısalır. Sorular iyon dengesini, iletim sürelerini ve aksiyon potansiyelinin evrelerini birleştirir.

• Bir iyonun 37 °C’deki denge potansiyeli E = (61,5 mV ÷ z) × log₁₀([dış] ÷ [iç])’tir. K⁺ için güçlü biçimde negatiftir; bu da dinlenme potansiyelini −70 mV civarında tutar.
• Zar eşiğe ulaşırsa aksiyon potansiyeli ateşlenir. Na⁺ kanalları açılır (depolarizasyon), sonra K⁺ kanalları (repolarizasyon) ve kısa bir hiperpolarizasyon izler.
• İletim hızı uzaklık ÷ zamandır. Miyelin ve daha kalın bir akson hızı artırır. Eşiğe ulaşmak için birkaç küçük EPSP toplanmalıdır.
• Kas, ince iplikçikler kalın iplikçikler üzerinde kayınca kasılır; iplikçikler uzunluğunu korurken sarkomer kısalır.

Temel denklemler

• E = (61.5 mV ÷ z) × log₁₀([out] ÷ [in])
• velocity = distance ÷ time
• EPSPs needed = (threshold − rest) ÷ size
• length after = rest length × (1 − fraction shortened)

Çözümlü örnek

Dışta 5 mM ve içte 140 mM olan K⁺ için E = 61,5 × log₁₀(5 ÷ 140) = 61,5 × (−1,45) = −89 mV’tur. −70 mV’ta olan ve eşiği −55 mV olan bir nöronun, 5 mV’luk EPSP’lerle (−55 − (−70)) ÷ 5 = 3 EPSP’ye ihtiyacı vardır. 120 mm’yi 4 ms’de alan bir impulsun hızı 30 m/s’dir.

Sık yapılan hatalar

• Nernst denkleminde iç derişimi dış derişimin üstüne koymak; bu işareti tersine çevirir.
• Daha güçlü uyaranla aksiyon potansiyelinin büyüdüğünü söylemek. Ya hep ya hiç kuralı geçerlidir; yalnızca sıklık değişir.
• Kasılma sırasında iplikçiklerin kısaldığını sanmak. İplikçikler kayar; kısalan sarkomerdir.

Alıştırma

Bu konudaki alıştırma sorularıyla kendinizi sınayın: Sinirler ve kaslar