9-mavzu. Bioelektrogenez. Membrana (tinchlik) potentsiali. Model sistеmalaridagi yuzaga keladigan elеktr potеntsiallar farqi-diffuzion, fazalararo va Donnan potensiallari

9-MAVZU. BIOELEKTROGENEZ. MEMBRANA (TINCHLIK) POTENTSIALI.


1.Model sistеmalaridagi yuzaga keladigan elеktr potеntsiallar farqi-diffuzion, fazalararo va Donnan potensiallari.
2.Mеmbrana (tinchlik) potеntsiali.
3.Mеmbrana potеntsialini tasvirlovchi Goldman-Xodjkin tеnglamasi.
4. Harakat potentsiali. Ion kanallari.
5.Ionoforlar va kanaloformerlar asosida tasvirlanishi.
6.Harakat potensialining uzatilishi. Nerv tolasining kabel hossalari.
7.Nerv impul’sining mienlinsiz va mienlinli tolalar orqali tashilishi.
8.Sinapslar va sinaptik jarayonlar.

Hujayraning qo‘zg‘alishi, hujayra ichidagi jarayonlarning boshqarilishi, nerv tizimining ishlashi va mushaklar qisqarishining boshqarilishi asosida tirik to‘qimalar va hujayralarda elektr potensiallar hosil bo‘lishi va ularning tarqalishi yotadi. Hujayrada biopotensiallar hosil bo‘lishining mexanizmlarini mikroelektrodlar yordamida, biopotensiallarni kuchaytirish va boshqa elektrofiziologik usullar yordamida o‘rganiladi. Ma’lumki, hujayra ichidagi bir valentli ionlar (Сl^-, К⁺, Na⁺) konsentratsiyasi ularning tashqi muhitdagi konsentratsiyasidan farqlanadi. Ionlarning taqsimlanishida quyidagi omillar alohida o‘rin egallaydi:

1. Hujayra ichida manfiy zaryadlangan, Na⁺, К⁺ va С1^- ga nisbatan katta organik anionlar mavjudligi.
2. Hujayra membranasidagi Na⁺ ionini hujayra tashqarisiga va К⁺ ionini hujayra ichiga tashiydigan faol transport tizimi borligi.
Hujayralarda bioelektrik potensiallarni hosil bo‘lishida ushbu omillar asosiy rolni o‘ynaydi.


Ionlarning tinchlikdagi muvozanat potensiali.
Goldman-Xodjkin-Kats hamda Nernst tenglamalari.
Bizga ma’lumki, membranalarning barcha ionlar uchun o‘tkazuvchanligi va singdiruvchanlik ko‘rsatkichi bir xil emas. Bundan tashqari, qandaydir ma’lum bir xil ionlar konsentratsiyasi membrananing turli tomonlarida turlicha, hujayraning ichida esa, ionlarning yaxshi ta’sir ko‘rsatadigan tarkibi ta’minlab turiladi. Bu faktorlar normal ishlab turuvchi hujayrada, sitoplazma bilan membrana tashqarisida potensiallar farqini yuzaga keltiradi. Demak, hujayraning ichida va tashqi tomonida ionlar konsentratsiyasining teng emasligi va membrananing turli ionlarga nisbatan o‘tkazuvchanligining har xil bo‘lishi, hujayra sitoplazmasi va tashqi muhit orasida (membranalarda) elektr potensiali hosil bo‘lishiga olib keladi. Hujayraning tinch holatida hosil bo‘ladigan elektr potensial tinchlik potensiali deyiladi.
Tinchlikdagi potensialni hosil qilish va uni ta’minlab turishdagi asosiy javobgar bo‘lgan ionlar - Na⁺, К⁺ va С1^- dir. Bu ionlar oqimining ishoralarini hisobga olgan holdagi zichliklarining yig‘indisi quyidagiga teng:
(9.1)
Statsionar holatda oqim zichliklarining yig‘indisi nolga teng, ya’ni vaqt birligi ichida membrana orqali hujayra ichiga kiruvchi va hujayra ichidan membrana orqali chiquvchi turli xildagi ionlarning soni bir-biriga teng: I=0.
Musbat ionlar (Na⁺ va К⁺) ni
ifoda bo‘yicha.
Manfiy xlor ionlari oqimi zichligini
ifoda bo‘yicha yozamiz.
Bu oqimlarni qo‘shib olamiz:
ularning qiymatlarini yozamiz:
(9.2)
10.2 ni ga qisqartirib, ifodani ochib va ularni qaytadan guruhlab, quyidagini olamiz:
(9.3)
10.3 ni logarifmlab, quyidagini hosil qilamiz:
(9.4)
Agar o‘lchovsiz potensialdan elektr potensialiga o‘tilsa, u 10.4 formuladan Goldman-Xodjkin-Kats tenglamasiga ega bo‘lamiz:
(9.5)

Goldman-Xodjkin-Kats tenglamasi yordamida kalmarning yirik aksonidagi tinchlik potensialini hisoblab topamiz. Ionlarning potensiallar farqi 10.1-jadvalda keltirilgan.