Question

Difficulty: HardYüksek Beyin Fonksiyonları (Öğrenme, Uyku, Bellek)

Hücresel düzeyde öğrenme mekanizmaları araştırılırken, bir sinir yolağının zararlı (noxious) bir uyaranla uyarılmasının ardından, daha önce verilen zayıf ve nötr bir uyaranın oluşturduğu sinaptik yanıtın belirgin şekilde şiddetlendiği gözlenmiştir.

'Duyarlılaşma' (sensitization) olarak adlandırılan bu sürecin presinaptik terminaldeki temel moleküler mekanizması aşağıdakilerden hangisidir?

  1. Serotonin aracılığıyla artan cAMPcAMP seviyelerinin protein kinaz A'yı (PKA) aktive ederek potasyum (K+K^+) kanallarını fosforilasyonla kapatmasıAnswer
  2. B
    Tekrarlayan uyarılar sonucu presinaptik kalsiyum (Ca2+Ca^{2+}) kanallarının progresif olarak inaktive olması
  3. C
    Voltaj kapılı sodyum (Na+Na^+) kanallarının aktivasyon eşiğinin hiperpolarizasyon yönünde kayması
  4. D
    Postsinaptik NMDA reseptörlerindeki magnezyum (Mg2+Mg^{2+}) blokajının yüksek frekanslı uyarılarla kalkması
  5. E
    Kalsineurin aktivasyonu ile AMPA reseptörlerinin postsinaptik membrandan endositoz yoluyla uzaklaştırılması

Answer

Duyarlılaşma sürecinde temel mekanizma, serotonin etkisiyle artan cAMPcAMP ve PKA aktivasyonu sonucunda potasyum (K+K^+) kanallarının kapatılarak aksiyon potansiyeli süresinin uzatılmasıdır.
Duyarlılaşma (sensitization) sürecinde, kolaylaştırıcı bir internörondan salınan serotonin, presinaptik uçtaki reseptörüne bağlanarak GsG_s proteini aracılığıyla adenilat siklazı aktive eder. Artan cAMPcAMP, Protein Kinaz A'yı (PKA) aktif hale getirir. PKA, voltaj kapılı potasyum (K+K^+) kanallarını fosforilleyerek onların kapanmasına neden olur. Potasyum dış akımının azalması, aksiyon potansiyelinin repolarizasyon fazını geciktirir ve süresini uzatır. Bu durum voltaj kapılı kalsiyum (Ca2+Ca^{2+}) kanallarının daha uzun süre açık kalmasını sağlayarak terminale daha fazla kalsiyum girmesine ve dolayısıyla daha fazla nörotransmitter salınmasına yol açar.

Step-by-Step Solution

1
Duyarlılaşmayı başlatan nörotransmitterin belirlenmesi
Kolaylaştırıcı internörondan salınan serotonin belirlenir.
Duyarlılaşma, tek bir nöronun değil, bir internöronun sinaptik uca etkisiyle başlar.
2
İkincil haberci yolunun analizi
Serotonin reseptörlerinin Adenilat Siklazı aktive ederek cAMPcAMP artışına ve PKA aktivasyonuna yol açtığı görülür.
Bu yolak, presinaptik terminaldeki iyonik iletkenliği değiştirecek olan enzim aktivasyonunu sağlar.
3
İyon kanalı değişikliğinin belirlenmesi
PKA'nın potasyum (K+K^+) kanallarını fosforilleyerek kapattığı saptanır.
Potasyum çıkışının azalması, repolarizasyonu geciktirerek aksiyon potansiyelini genişletir (prolongation).
4
Nörotransmitter salınımı üzerindeki etkinin değerlendirilmesi
Genişleyen aksiyon potansiyeli sayesinde kalsiyum (Ca2+Ca^{2+}) kanalları daha uzun süre açık kalır ve nörotransmitter salınımı artar.
Sinaptik güçlenme, presinaptik uçtan salınan vezikül miktarının artmasıyla sonuçlanır.

Key Concept

Presinaptik Duyarlılaşma (Sensitization) Mekanizması
Estimated Time:1m 30s
Rate this question