Hiperpolarizasyon, membran voltajının arttığı ve dinlenme değerini aştığı biyolojik bir süreçtir. Bu mekanizma, insan vücudundaki kas, sinir ve duyu hücrelerinin işlevi için önemlidir. Bu sayede kas hareketi veya görme gibi eylemler vücut tarafından etkinleştirilebilir ve kontrol edilebilir.
Hiperpolarizasyon nedir?
Hiperpolarizasyon, membran voltajının arttığı ve dinlenme değerini aştığı biyolojik bir süreçtir. Bu mekanizma, insan vücudundaki kas, sinir ve duyu hücrelerinin işlevi için önemlidir. İnsan vücudundaki hücreler bir zarla çevrelenmiştir. Aynı zamanda plazma zarı olarak da adlandırılır ve bir lipit çift tabakasından oluşur. Hücre içi alanı, sitoplazmayı çevreleyen alandan ayırır. İnsan vücudundaki kas hücreleri, sinir hücreleri veya gözdeki duyu hücreleri gibi hücrelerin zar gerginliği, dinlenme durumunda bir dinlenme potansiyeline sahiptir. Bu membran voltajı, hücre içinde negatif bir yük ve hücre dışı alanda yani hücrelerin dışında pozitif bir yük olmasından kaynaklanır. Dinlenme potansiyeli değeri, hücre tipine bağlı olarak değişir. Membran voltajının bu dinlenme potansiyeli aşılırsa, membran hiperpolarizasyonu meydana gelir. Sonuç olarak, membran voltajı dinlenme potansiyeline göre daha negatif hale gelir, yani hücre içindeki yük daha da negatif hale gelir. Bu genellikle zardaki iyon kanallarının açılmasından veya hatta kapanmasından sonra meydana gelir. Bu iyon kanalları potasyum, kalsiyum, klorid , ve sodyum voltaja bağlı bir şekilde çalışan kanallar. Gerilime bağlı olarak hiperpolarizasyon oluşur potasyum dinlenme potansiyeli aşıldıktan sonra kapanması zaman alan kanallar. Pozitif yüklüleri taşırlar potasyum iyonlar hücre dışı bölgeye. Bu kısaca hücre içinde daha negatif bir yüke, hiperpolarizasyona neden olur.
İşlev ve görev
Hiperpolarizasyon hücre zarı sözde bir parçası Aksiyon potansiyeli. Bu birkaç aşamadan oluşur. İlk aşama, eşik potansiyelinin geçilmesidir. hücre zarıardından depolarizasyon, hücre içinde daha pozitif bir yük oluşur. Bunu repolarizasyon izler, bu da dinlenme potansiyeline yeniden ulaşıldığı anlamına gelir. Bunu, hücre tekrar dinlenme potansiyeline ulaşmadan önce hiperpolarizasyon izler. Bu işlem, sinyallerin iletilmesine hizmet eder. Sinir hücreleri, akson bir sinyal aldıktan sonra tepecik bölgesi. Bu daha sonra akson eylem potansiyelleri şeklinde. sinaps sinir hücrelerinin daha sonra sinyali bir sonrakine iletir. sinir hücresi nörotransmiterler şeklinde. Bunların aktive edici bir etkisi veya inhibe edici bir etkisi olabilir. Süreç, içindeki sinyallerin iletilmesinde önemlidir. beyin, Örneğin. Görme de benzer şekilde gerçekleşir. Çubuklar ve koniler olarak adlandırılan gözdeki hücreler, harici ışık uyarıcısından sinyal alır. Bu, oluşumuyla sonuçlanır Aksiyon potansiyeli ve uyaran daha sonra beyin. İlginç bir şekilde, burada uyarı gelişimi diğer sinir hücrelerinde olduğu gibi depolarizasyonla gerçekleşmez. Sinir hücreleri, dinlenme pozisyonlarında -65mV'lik bir zar potansiyeline sahipken, fotoreseptörler, dinlenme potansiyelinde -40mV'luk bir zar potansiyeline sahiptir. Bu nedenle, dinlenme durumundaki sinir hücrelerinden daha pozitif bir zar potansiyeline sahiptirler. Fotoreseptör hücrelerde, uyaranın gelişimi hiperpolarizasyon yoluyla gerçekleşir. Sonuç olarak, fotoreseptörler daha az serbest bırakır nörotransmitter ve aşağı akış nöronları, nörotransmiterdeki azalmaya bağlı olarak ışık sinyalinin yoğunluğunu belirleyebilir. Bu sinyal daha sonra işlenir ve değerlendirilir. beyin. Hiperpolarizasyon, görme veya belirli nöronlar durumunda inhibe edici bir postsinaptik potansiyeli (IPSP) tetikler. Öte yandan, nöronlar söz konusu olduğunda, genellikle postsinaptik potansiyelleri aktive ediyor.
(APSP). Hiperpolarizasyonun bir diğer önemli işlevi, hücrenin bir hücreyi yeniden tetiklemesini önlemesidir. Aksiyon potansiyeli diğer sinyaller nedeniyle çok hızlı. Böylelikle bölgedeki uyaran oluşumunu geçici olarak engeller. sinir hücresi.
Hastalıklar ve bozukluklar
Network XNUMX'in Kalbi ve kas hücrelerinde HCN kanalları bulunur. Burada HCN, hiperpolarizasyonla aktive olan siklik nükleotid kapılı katyon kanalları anlamına gelir ve hücrenin hiperpolarizasyonu ile düzenlenen katyon kanallarıdır. İnsanlarda, bu HCN kanallarının 4 formu bilinmektedir. HCN-1 ila HCN-4 olarak adlandırılırlar. Kendiliğinden aktive olan nöronların aktivitesinin yanı sıra kardiyak ritmin düzenlenmesinde rol oynarlar. Nöronlarda hiperpolarizasyona karşı koyarlar, böylelikle hücre dinlenme pontanseline daha hızlı ulaşabilir. Böylece depolarizasyondan sonraki aşamayı tanımlayan refrakter dönemi kısaltırlar. İçinde kalp hücreler, diğer yandan, diyastolik depolarizasyonu düzenlerler. sinüs düğümü kalbin. Farelerle yapılan çalışmalarda, HCN-1 kaybının motor hareketlerde bir kusur oluşturduğu gösterilmiştir. HCN-2'nin yokluğu nöronal ve kardiyak hasara yol açar ve HCN-4 kaybı hayvanlarda ölüme neden olur. Bu kanalların ilişkili olabileceği tahmin edilmektedir. epilepsi insanlarda. Ek olarak, HCN-4 formundaki mutasyonların neden olduğu bilinmektedir. kardiyak aritmi insanlarda. Bu, HCN-4 kanalının belirli mutasyonlarının öncülük etmek için kardiyak aritmi. Bu nedenle, HCN kanalları aynı zamanda tıbbi tedavilerin hedefidir. kalp ritmiaynı zamanda nöronların hiperpolarizasyonunun çok uzun sürdüğü nörolojik kusurlar için de geçerlidir. Hastalar kalp ritmi HCN-4 kanal disfonksiyonu nedeniyle spesifik inhibitörler ile tedavi edilir. Bununla birlikte, HCN kanallarıyla ilgili çoğu tedavinin hala deney aşamasında olduğu ve bu nedenle henüz insanlar tarafından erişilebilir olmadığı belirtilmelidir.
