Uyarılabilir hücreler ile ilgili yukarıdaki ifadelerden hangisi-hangileri doğrudur?

I. Dinlenim zar potansiyelindeki bir hücrenin negatif olan iç kısmının gelen uyaranla birlikte hızla pozitif değerlere doğru kaymasına depolarizasyon denir.
II. Depolarizasyondan hücre içine hızlı potasyum girişi sorumludur.
III. Repolarizasyonda, voltaj kapılı sodyum kanalları açılır.

Uyarılabilir hücreler ile ilgili yukarıdaki ifadelerden hangisi-hangileri doğrudur?

A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) I ve III
D) II ve III
E) I, II ve III

Uyarılabilir hücreler, zar potansiyelinde değişiklik oluşturabilen ve bu değişiklikleri iletebilen özel hücrelerdir. Özellikle sinir ve kas hücrelerinde görülen bu elektriksel olaylar, iyonların hücre zarı üzerinden kontrollü geçişine dayanır. Bu yüzden depolarizasyon ve repolarizasyon gibi kavramları doğru anlayabilmek için hangi iyonun hangi yönde hareket ettiğini ve bunun zar potansiyelini nasıl etkilediğini doğru değerlendirmek gerekir.

İfadeler depolarizasyonun tanımı, bu evrede görevli iyon hareketi ve repolarizasyonda açılan kanallar bakımından birlikte incelendiğinde, yalnızca I numaralı ifade doğru olduğu için bu sorunun cevabı A) Yalnız I olur.

Uyarılabilir Hücreler İle İlgili Diğer Cevaplar

• B) Yalnız II (II. ifade yanlış olduğu için doğru seçenek değildir.)
• C) I ve III (III. ifade yanlış olduğu için bu seçenek yanlıştır.)
• D) II ve III (Hem II hem III yanlış olduğu için uygun değildir.)
• E) I, II ve III (Yalnız I doğru olduğundan bu seçenek yanlıştır.)

Depolarizasyonun tanımı birinci ifadede doğru verilmiştir

Birinci ifadede, dinlenim zar potansiyelindeki bir hücrenin iç kısmının negatif durumdan pozitif değerlere doğru kaymasının depolarizasyon olarak adlandırıldığı söylenmektedir. Bu bilgi doğrudur. Uyarılabilir hücreler dinlenim hâlindeyken zarın iç kısmı dış tarafa göre daha negatiftir. Uygun şiddette bir uyaran geldiğinde zar geçirgenliği değişir ve bu negatif iç ortam daha az negatif, ardından pozitif değerlere doğru kayabilir. İşte bu değişim depolarizasyon olarak adlandırılır.

Depolarizasyon, aksiyon potansiyelinin temel başlangıç evresidir. Burada önemli olan şey, zar potansiyelinin sıfıra ve hatta pozitif değerlere yaklaşmasıdır. Dinlenim zar potansiyeli sabit bir elektriksel dengeyi gösterirken, depolarizasyon bu dengenin hızlı biçimde bozulduğunu ve hücrenin uyarıya yanıt verdiğini ifade eder. Bu nedenle birinci öncül, olayın temel mantığını doğru biçimde anlatmaktadır.

Bu ifadenin güçlü yanı, kavramı yönüyle birlikte vermesidir. Yani yalnızca “zar potansiyeli değişir” demekle kalmaz; negatif iç kısmın pozitif değerlere kaydığını da açık biçimde söyler. Bu nedenle I numaralı ifade doğru kabul edilir ve doğru seçenek içinde yer almalıdır.

İkinci ifadede potasyum yerine sodyum rol aldığı için bilgi yanlıştır

İkinci ifadede, depolarizasyondan hücre içine hızlı potasyum girişinin sorumlu olduğu söylenmektedir. Bu bilgi yanlıştır. Depolarizasyonun temel nedeni potasyumun hücre içine girmesi değil, esas olarak sodyum iyonlarının hücre içine hızlı girişidir. Uyarı sonrası voltaj kapılı sodyum kanalları açılır ve sodyum, elektrokimyasal eğilim doğrultusunda hücre içine akar. Bu hızlı giriş, zar potansiyelinin pozitif değerlere kaymasına yol açar.

Potasyum iyonları depolarizasyonun ana nedeni değildir. Tam tersine, aksiyon potansiyelinin daha sonraki evrelerinde potasyumun hücre dışına çıkışı repolarizasyonun temel mekanizmasıyla ilişkilidir. Yani ikinci ifade yalnızca küçük bir ayrıntıyı değil, olayın merkezindeki iyonu yanlış vermektedir. Bu nedenle açık biçimde hatalıdır.

Bu tür sorularda en çok karıştırılan noktalardan biri sodyum ve potasyum rollerinin yer değiştirmesidir. Depolarizasyon dendiğinde akla sodyum girişi, repolarizasyon dendiğinde ise potasyum çıkışı gelmelidir. Bu temel sıra doğru kurulursa II numaralı ifadenin yanlış olduğu hemen anlaşılır.

Repolarizasyon sodyum kanallarının açılmasıyla değil potasyum çıkışıyla ilişkilidir

Üçüncü ifadede, repolarizasyonda voltaj kapılı sodyum kanallarının açıldığı söylenmektedir. Bu bilgi de yanlıştır. Repolarizasyon, depolarizasyon sonrası zar potansiyelinin yeniden negatif değerlere dönmeye başlamasıdır. Bu evrede sodyum kanallarının açık kalması beklenmez; aksine sodyum kanalları inaktive olur ya da kapanır, buna karşılık voltaj kapılı potasyum kanalları açılarak potasyumun hücre dışına çıkmasına izin verir.

Yani repolarizasyonun mantığı, pozitifleşmiş hücre içinin yeniden daha negatif bir yapıya dönmesidir. Bunu sağlayan temel olay, potasyum iyonlarının dışarı çıkışıdır. Eğer sodyum kanalları bu evrede açılmaya devam etseydi, hücre içi daha da pozitif yönde tutulur ve repolarizasyon gerçekleşemezdi. Bu nedenle III numaralı ifade fizyolojik sıra bakımından açıkça hatalıdır.

Buradaki hata, repolarizasyon evresinde hangi kanalın etkin olduğunu yanlış vermekten kaynaklanır. Sodyum kanalları depolarizasyonun, potasyum kanalları ise repolarizasyonun ana aktörleridir. Bu ayrım net biçimde bilindiğinde üçüncü ifadenin yanlış olduğu rahatça görülür.

Uyarılabilir hücrelerde iyonların yönü ve kanal sırası sorunun çözüm anahtarıdır

Bu soruda doğru cevaba ulaşmak için üç temel bilgiyi net ayırmak gerekir. Birincisi, depolarizasyonun tanımıdır ve bu doğru biçimde verilmiştir. İkincisi, depolarizasyonda hücre içine giren ana iyonun sodyum olduğudur. Üçüncüsü ise repolarizasyonun sodyum kanallarının açılmasıyla değil, potasyumun dışarı çıkışıyla ilişkili olduğudur. Bu üç bilgi birlikte düşünüldüğünde yalnızca birinci ifadenin doğru olduğu açıkça ortaya çıkar.

Uyarılabilir hücrelerin elektriksel davranışı belli bir sırayla işler. Dinlenim hâlinde hücre içi negatiftir. Uyarı gelince sodyum girişi başlar ve depolarizasyon gelişir. Daha sonra sodyum kanalları etkisini kaybeder, potasyum çıkışı artar ve repolarizasyon oluşur. Bu sırayı doğru kuran bir öğrenci, ikinci ve üçüncü ifadelerin neden yanlış olduğunu çok rahat ayırt eder.

Bu yüzden sorunun çözümünde ezberden çok mantık da kullanılabilir. Hücre içini pozitif yapan iyon girişi sodyumdur; yeniden negatife döndüren ise potasyum çıkışıdır. Bu temel düzen, şıklar arasından A) Yalnız I seçeneğini doğru yanıt hâline getirir.

Depolarizasyon ve repolarizasyon birbirine zıt ama birbirini tamamlayan evrelerdir

Depolarizasyon ve repolarizasyon çoğu zaman birlikte öğretilir çünkü biri olmadan diğeri anlamlı biçimde düşünülemez. Depolarizasyon, hücrenin uyarıya yanıt olarak elektriksel dengesini hızla değiştirdiği evredir. Repolarizasyon ise bu değişimden sonra hücrenin yeniden başlangıç çizgisine dönme sürecidir. Biri yükselişi, diğeri geri dönüşü temsil eder.

Bu nedenle hangi iyonun hangi evrede görev aldığını karıştırmamak çok önemlidir. Depolarizasyon için sodyum, repolarizasyon için potasyum bilgisi temel anahtar gibidir. Soru da zaten tam olarak bu ayrımı ölçmektedir. İkinci ve üçüncü ifadelerdeki yanlışlıklar, bu temel düzenin ters çevrilmesinden doğmuştur.

Bu bakış açısıyla değerlendirildiğinde, sorunun en doğru ve net cevabı yalnızca I numaralı ifadenin doğru olduğunu söyleyen A şıkkı olur.