Aksiyon Potansiyeli Nedir?
Elektrofizyolojide, aksiyon potansiyeli, bir hücrenin elektriksel zar potansiyelinin kısa bir süre içinde aniden yükselmesi ve azalmasıdır. Aksiyon potansiyeli, zar potansiyeli olarak adlandırılan hayvan hücrelerinde birkaç türde meydana gelir. Bunlar, sinir hücreleri (nöron), kas hücreleri (veya kas lifleri) ve endokrin hücreler ve bazı bitki hücreleridir. Sinir hücrelerinde, hücreler arasındaki iletişimde başrol oynar.
Aksiyon Potansiyellerinin Oluşumu
Aksiyon potansiyeli, hücre zarındaki iyon kanallarının açılması ve kapanması ile gerçekleşir. Hücre zarı, hücrenin iç ve dış ortamını birbirinden ayırır. Bu zar, pozitif yüklü olan sodyum (Na+) ve potasyum (K+) iyonları gibi farklı iyonları içerir. Hücrenin dışındaki sodyum iyonlarının konsantrasyonu, hücrenin içindeki sodyum iyonlarının konsantrasyonundan daha yüksektir. Bu, hücrenin dışındaki sodyum iyonlarının hücre içine doğru bir elektriksel potansiyel yaratmasına neden olur. Bu potansiyele istirahat potansiyeli denir. İstirahat potansiyeli, hücrenin dış tarafında yaklaşık +70 milivolt (mV) ve hücrenin iç tarafında yaklaşık -70 mV’tur.
[Image of İstirahat potansiyeli]
Bir hücre, bir uyaran ile karşılaştığında, bu uyaran hücre zarında bulunan voltaj bağımlı sodyum kanallarını açar. Bu kanallar, sodyum iyonlarının hücre içine akmasına izin verir. Sodyum iyonlarının hücre içine akması, hücrenin iç tarafındaki potansiyeli yükseltir. Bu yükselme, daha fazla sodyum kanalının açılmasına neden olur ve bu da daha fazla sodyum iyonunun hücre içine akmasına neden olur. Bu döngü, bir aksiyon potansiyeli oluşturur.
Aksiyon potansiyeli, hücre zarı boyunca bir dalga olarak yayılır. Aksiyon potansiyelinin dalga boyu, hücrenin çapına bağlıdır. Küçük hücrelerde aksiyon potansiyeli dalga boyu kısadır. Büyük hücrelerde aksiyon potansiyeli dalga boyu uzundur.
Aksiyon potansiyeli, hücre zarı boyunca yayılırken, hücre zarı boyunca bulunan voltaj bağımlı potasyum kanallarını açar. Bu kanallar, potasyum iyonlarının hücre dışına akmasına izin verir. Potasyum iyonlarının hücre dışına akması, hücrenin iç tarafındaki potansiyeli düşürür. Bu düşüş, aksiyon potansiyelinin sona ermesine neden olur.
Aksiyon Potansiyellerinin İşlevleri
Aksiyon potansiyelleri, sinir sistemindeki hücreler arasındaki iletişimde önemli bir rol oynar. Aksiyon potansiyelleri, duyusal uyaranların beyne iletilmesini sağlar. Aksiyon potansiyelleri, motor sinir hücrelerinden kaslara giden komutları iletir. Aksiyon potansiyelleri, endokrin bezlerden hormonların salınmasını uyarır.
Aksiyon Potansiyellerinin Bozuklukları
Aksiyon potansiyellerinde meydana gelen bozukluklar, çeşitli hastalıklara neden olabilir. Örneğin, miyokard enfarktüsünde, kalp hücrelerindeki aksiyon potansiyellerinde bozukluklar meydana gelir. Bu bozukluklar, kalp ritminin bozulmasına ve kalp krizine neden olabilir.
Aksiyon Potansiyellerinin Keşfi
Aksiyon potansiyeli, ilk olarak 19. yüzyılın sonlarında İngiliz fizyolog Alan Lloyd Hodgkin ve Andrew Fielding Huxley tarafından keşfedildi. Hodgkin ve Huxley, elektriksel kayıt yöntemleri kullanarak, aksiyon potansiyelinin oluşumunu ve işlevini araştırdılar. Çalışmaları, aksiyon potansiyelinin hücre zarındaki iyon kanallarının açılması ve kapanması ile gerçekleştiğini gösterdi. Hodgkin ve Huxley’in çalışmaları, aksiyon potansiyelinin anlaşılmasında önemli bir dönüm noktası oldu.
Aksiyon Potansiyellerinin Geleceği
Aksiyon potansiyelleri, sinir sisteminin işleyişi hakkında önemli bilgiler sağlar. Aksiyon potansiyelleri hakkındaki araştırmalar, sinir sisteminin işleyişini daha iyi anlamamıza ve sinir sistemi hastalıklarını tedavi etmek için yeni yollar geliştirmemize yardımcı olabilir.