MEMBRAN TRANSPORTU

1. MEMBRAN TRANSPORTU Öğr.Gör. Emine KILIÇ TOPRAK

3. Sekonder aktif taşınmada, 2 veya daha fazla madde özel bir membran prt ile taşınır Glukoz kimyasal gradyantla zıt yönde taşınır, doğrudan ATP kullanmasa da glikozun emilimi, bazolat membrandaki aktif Na-K-ATP-az pompasının harcadığı enerjiye bağlıdır

4. Membranın lüminal tarafında, Na iyonlarını lüminal taraftan bağlayan ve hücre içine bırakarak Na’un membrandan kolaylaştırılmış difüzyonla hücreye taşınmasını sağlayan Na taşıyıcı prtler vardır

6. PLASMA OSMOLARİTESİ HESAPLANMASI Plasma osm. = 1.86 [Na]+[glukoz]+[BUN] 18 2.8 • 275 – 295 mOsm/kg’ dır.

7. Ozmolarite (280-295 mOsm/L) • Ozmolarite sodyum+potasyum / su ile orantılı • Plazmada su miktarı fazla olursa • Plazmada sodyum fazla olursa • (Hipotalamusta osmoreseptörler)

8. HİDROSTATİK VE OSMOTİK BASINÇ

9. Arteriyel kandaki basınçlar

10. Sodyum - potasyumdengesi • Neden önemli ? • Ozmolarite • Uyarılabilirlik • İstirahat membran potansiyeli • Aksiyon potansiyeli

11. MEMBRAN POTANSİYELLERİ

12. İstirahat Membran Potansiyeli • “Yarı geçirgen bir membranın iki tarafındaki iyonların konsantrasyonu arasındaki fark, uygun koşullar altında bir membran potansiyeli yaratır. İstirahat halindeki hücrede gözlenen bu potansiyele istirahat membran potansiyeli denir.”

13. Membran Potansiyeli

14. İstirahat Membran Potansiyeli • Normalde bütün hücrelerin içi ile dışı arasında elektriksel bir potansiyel fark vardır. • Sinir hücresinde -70 mv • Kas hücresinde -90 mv • Bu potansiyel fark hücre fonksiyonlarının başlatılmasında-tetiklenmesinde kullanılır.

15. Na, K, Cl gibi elektrolitlerle, Hücresel proteinler, Fosfat grupları ve Diğer nükleotidlerin hücre zarının iki tarafındaki (iç/dış) eşit olmayan dağılımından kaynaklanır. Potansiyel fark;

16. Hücre dışı Na 142 mEq/lt K 4 meq/lt Ca 5 mEq/lt Cl 103 mEq/lt glukoz 90 mg/dl aminoasit 30 mg/dl Hücre içi 14 mEq/lt 140 mEq/lt <1 mEq/lt 4 mEq/lt 5 mg/dl 200 mg/dl • Hücre içinde başlıca • K+, • Amino asitler, • Mg, • Fosfatlar ve proteinler fazla • Hücre dışında ise; • Na+, Ca+ , Cl-, • Glikoz daha fazladır.

18. Membran potansiyeli • Nernst potansiyeli:Membranın iki tarafı arasındaki potansiyel farkı bir iyonun membrandan net difüzyonunu önleyecek düzeydeyse o iyon için bu potansiyele verilen isimdir

19. Nernst denklemi kons iç EMF (mV)= 61 log kons dış Denge potansiyeli Klor için: -70 mV Sodyum için: +60 mV Potasyum için: -90 mV EMF: Elektromotor Kuvvet • Nernst formülünde genellikle zarın dışındaki ekstrasellüler sıvının potansiyeli sıfır olarak kabul edilir, hesaplanan Nernst potansiyeli zarın içindeki potansiyeldir.

20. K+ (potasyum) • K+ hücre içinde dışına göre normalden daha fazladır. • Hücre içinden dışına çıkmak ister. • Zar, sadece K+’a karşı geçirgen olsaydı, hücrenin içinden dışına doğru büyük bir K+ difüzyonu olacaktır. • Böylece K+ pozitif yükleri dışarı taşıyarak zarın dış yüzünü elektropozitif yaparken, geride kalan negatif anyonlar zarın iç yüzünü negatif yapar. • Difüzyonu durdurmak için gereken potansiyel fark, zarın iç yüzü negatif olmak üzere yaklaşık -90mv’tur.

21. Na+ (sodyum) • Na+ hücre dışında içine göre daha fazladır. • Na+ hücre içine girme eğilimindedir. • Na+ ’un hücre dışında yüksek tutulması +60 mv luk bir potansiyel fark oluşturur.

22. Cl– (Klor) • Klor iyonlarının da hücre dışındaki miktarı hücre içinden fazladır. Ve o da hücre içine girmek ister. • Bu –70 mv luk bir potansiyel fark oluşturur.

24. Goldman-Hodgkin-Katz Denklemi • Membran birden fazla iyona geçirgen ise denge potansiyeli 3 faktöre bağlıdır: • Her bir iyonun elektriksel yükünün çeşidi • Membranın her iyona geçirgenliği • Her bir iyonun membranın iki tarafındaki konsantrasyonu • Bu gibi durumlarda membran potansiyel-denge potansiyeli Goldman-Hodgkin-Katz denklemi ile hesaplanır (-86 mv)

26. Goldman-Hodgkin-Katz denklemi CNa+ iPNa+ + CK+iPK+ +CCl-dPCl- EMF = 61 log CNa+dPNa+ + CK+dPK+ +CCl-iPCl- 14.1 + 140.100 EMF = 61 log 142.1+4.100 =(-86) mv

27. Goldman-Hodgkin-Katz Denkleminin Önemi 1* Na, K, Cl iyonları MSS’ndeki sinir hücrelerinde olduğu gibi, sinir ve kas liflerinde zar potansiyeli gelişimine katkıda bulunan en önemli iyonlardır. 2* Voltajın hesaplanmasında herbir iyonun önem derecesi, o iyona karşı zar geçirgenliğiyle doğru orantılıdır. 3* Pozitif bir iyonun zarın içinden dışına doğru olan konsantrasyon farkı, zarın içinde elektronegatiflik yaratır. 4* Sodyum ve potasyum kanallarının geçirgenliği, sinir uyarılarının iletisi sırasında hızla değişirken, klor kanallarının geçirgenliğinde büyük bir değişim olmaz.

28. Membran dinlenim potansiyeli -90 milivolt • Na-K ATPazın etkisi (Na-K pompası) • Na ve K difüzyon kanallarının etkisi (Membranın potasyuma geçirgenliğinin daha fazla olması) • Hücre içi anyonların etkisi (Donnan etkisi)

29. Potasyum sızma kanallarından K+ sızması • Zar sadece K+’a geçirgen olsaydı Nernst denklemince belirlendiği gibi potansiyel fark – 90 mv olurdu. Sodyum sızma kanallarından Na+ sızması • Zar sadece Na+’a geçirgen olsaydı yine Nernst denklemine göre fark +60mv olurdu. • Fakat zar Na+’a, K+ kadar geçirgen değildir (K+ 100 kat daha geçirgen) • Na ve K iyonları ikisi birlikte sızdırma kanallarından oluşan geçişle –86 mv luk bir potansiyel fark oluşturur.

30. Na+ - K+ Pompası • Vücuttaki bütün hücrelerin zarında bulunan bir pompadır. • Görevi Na+ u hücre dışına, K+ u hücre içine pompalamaktır. • Bu pompa içeriye pompaladığı her 2K+ için 3Na+ u dışarıya pompalamaktadır. • Böylece devamlı olarak hücre içinde pozitif yük kaybı oluşur. (2/3) • Bu durum sızma kanalları aracılığıyla oluşan difüzyonun oluşturduğu potansiyel farka ilave olarak -4 mv luk bir potansiyel fark oluşturur.

31. Na+ - K+ Pompası • Bu pompa hücre içinde negatif bir elektriksel potansiyel oluşumunu sağlar • Zarın 2 yüzü arasında Na ve K konsantrasyon farklarının korunmasına yardımcı olur • Sinirsel sinyalleri ileten sinir fonksiyonlarının temelini oluşturur • Hücre hacminin kontrolünü sağlar

32. İyon Geçişinde Etkili GüçlerDonnan etkisinin sonuçları Proteinler nedeniyle hücre içinde daha fazla ozmotik aktif partikül var- su alabilir Dengede iken, iyonlar asimetrik dağılımdadır; membranda elektriksel fark oluşur Donnan etkisi X Y m K+ K + Cl- Cl - Prot – K+XCl - Y K+YCl - X

33. Aksiyon Potansiyeli • Membran potansiyelindeki hızlı değişikliktir. • Hücreler özel görevlerini aksiyon potansiyelleri olarak başlayan uyarılar ile gerçekleştirirler. • Sinir sinyalleri aksiyon potansiyelleri ile iletilir. • Kas kasılmaları aksiyon potansiyelleri ile başlatılır.

34. Aksiyon potansiyeli hep ya da hiç yasasına göre oluşur. Bu yasaya göre aksiyon potansiyeli ya başlar ya da başlamaz, başlarsa tüm membrana yayılır. Buna hep ya da hiç yasası denir. Bu yasa tüm uyarılabilir dokular için geçerlidir. Her aksiyon potansiyeli normal dinlenim negatif potansiyelden pozitif membran potansiyeline ani bir değişme ile başlar ve hemen hemen aynı hızla tekrar negatif potansiyele döner. Aksiyon potansiyeliHep yada hiç yasası…

35. Aksiyon Potansiyeli • Dinlenim durumu [Polarizasyon (-70,-90 mv)] • Depolarizasyon • Repolarizasyon • Hiperpolarizasyon

36. Depolarizasyon • Na+ kanallarının açılıp hücre içine hızla Na+ girişi ile hücre içinin pozitifleşmesi. • Depolarizasyon döneminde potansiyel fark +35 mv’a kadar çıkar.

37. Repolarizasyon • Depolarizasyonda açılan Na + kanallarının kapanarak, K kanalllarının gittikçe artan hızda açılmasıyla hücre dışına K+ çıkışının olduğu dönemdir. • Hücre içinden + yük (K+) kaybı ile hücre içi yeniden negatifleşerek dinlenim potansiyeli oluşur.

38. Voltaj kapılı Na kanalları • Dinlenimde kapalı • Zar potansiyeli istirahat durumuna göre daha az negatif olursa, aktivasyon kapısı aniden açılır. -90mv’dan +35mv’a aktif • Voltaj daha da artarsa inaktivasyon kapısıHIZLI kapanır • Dinlenim potansiyeline yakın bir potansiyelden önce kanal HIZLI açılır • Voltaj kapılı K kanalı • Dinlenimde kapalı • K kanal kapısı sadece zarın iç yüzeyinde yeralır ve yavaş açılır-kapanır • -90 milivoltun üzerinde açılır,

40. İstirahat durumunda zarın K iletkenliği, Na iletkenliğinden 100 kat fazladır. Bunun nedeni sızma kanallarından K sızıntısının Na’dan fazla olmasıdır Aksiyon potansiyeli başladığında Na kanalları ani aktifleşir ve Na geçirgenliği 5000 kat artar

42. Refrakter periyod Absolute: kaslar, yüksek şiddette uyarılara bile duyarsızdır, hiçbir şekilde yanıt vermez.. Na kapıları İNAKTİF, Relative: Kas lifleri yüksek şiddetli uyarılara karşı cevap verebilir Herbir Na kanalı farklı voltajlarda AÇILIR Uzun refraktör periyod tetanik kontraksiyonların oluşmasını engeller.

44. Reobaz Kronaksi

45. Hiperpolarizasyon (ard potansiyel) • K kanal kapıları yavaş kapanır • Repolarizasyon uzar

46. Aksiyon potansiyelinin iyonik temeli

47. Aksiyon potansiyelinin iyonik temeli Bir uyarı ile voltaj değişikliği meydana gelir

48. Aksiyon potansiyelinin iyonik temeli Voltaj bağımlı Na+ kanalları hızla, K+ kanalları yavaşça açılır

49. Aksiyon potansiyelinin iyonik temeli Na + kanalları kapanır

50. Aksiyon potansiyelinin iyonik temeli