Bioelektrogenez. Elektro’tkazuvchanlik ionlarning muvozanat potensiali, membrananing stasiolar

Muvozanatga yaqin jarayonlar termodinamikasining ba’zi
parametrlarga bog’liqligi.
Klassik termodinamikaning vaqt omilini chetlab o’tadi, chunki vaqt
cheksizlikka intiladi. Ammo, tirik organizmda kechadigan barcha jarayonlar tezligi
o’zaro kuchli darajada farqlanadi. Masalan, diffuziya glikoliz yoki nerv (muskul)
qo’zg’alishiga nisbatan sekin kechadi. Ammo ochiq sistemaning stasionar holatida
tezlik o’zgarmas kattalikga ega bo’ib, vaqt davomida doimiy bo’lib qoladi. Aynan
mana shunday hol stasionar holatdagi sistema xossalarining o’zgarmasdan
saqlanishi bilan xarakterladigan termodinamik muvozanat bilan o’xshashligini
tashkil etadi. Izonirlangan sistemaning evolyusiyasi , termodinamik muvozanat
tomon yo’lalib entropiyaning maksimumga,(S  max), erkin energiyaning esa
minimumga (G0  0) intinishi bilan borib oxirgi natijada bunday hol sistemali
inqirozga olib keladi.
Termodinamika ikkinchi qonunini klassik ta’rifi, bir qarashda, xayot faoliyat
jarayonlari prinsiplariga zidday ko’riladi. Haqiqatdan ham, tirik organizmning
o’sish va rivojnanish davrlarida tartiblanganlik va murakkablashish o’zligidan
kechadi. Bunday hol, termodinamika ikkinchi qonuni ta’kidlaganidek,
entropiyaning oshishi emas, balki uning kamayishi bilan kechadi. Aslida, tirik
organizm ochiq sistema bo’lgani uchun, bunday sistema umumiy entropiyaning
o’zgarishi (dS), unda kechadigan jarayonlarning qaytarmasligi bilan shartlanib,
shakllanadigan entropiya (diS) va uning tashqi muhit bilan aloqasi tufayli yuzaga
keladigan entropiya (deS) dan tashkil topadi, ya’ni DS=diS + deS. Izomirlangan
sistemalarda deS = 0 shunga muvofiq, ikkinchi qonunga binoan, bunday sistemalar
entropiyasining o’zgarishi dS = diS > 0.
Hujayra metabolizmida, har doim diS va deS-ga mos jarayonlarni topish
mumkin. Masalan, glyukoza va boshqa oziq moddalarning tashqaridan kirib kelishi
va ular oksidlanishidan hosil bo’lgan mahsulotlarning tashqariga chiqarilishi shu
xil jarayonlardir. Fotosintezda yorug’lik erkin energiyasining sarfnalishi, CO2 va
H20 dan glyukoza monekulasining sintezlanishiga olib keladi, Jarayonlar bog’langanligi. Onzager aloqadorligi.
Jarayenlar bog’langanligi. O’zligidan kechuvchi har qanday jarayen, erkin
energiyaning kamayishi yo’nalishida amalga oshadi. Masalan, ATF, ADF gacha
gidroliznanganda ("makroerg bog’" uzilishi evaziga) G ancha kamayadi. Hujayrada kechadigan reaksiyalarning ko’pchiligi (biosintez moddalarning aktiv
tashilishi va h.k.) erkin energiyasining (G >0) oshishi bilan kechadi. Ular
o’znigidan emas, balki G < 0 tip boshqa kimyoviy reaksiyalar bilan bog’lanish
hisobiga amalga oshadi. Jarayonlarning bog’lanishida, energiyani qayta
o’zgartuvchi qurilma sifatida, ATFaza komplekslari ishlaydi. Modullar va elektr
zaryadlarining bog’langan oqimlari biologik sistemalarda amalga oshib turadigan
eng muhim oqimlardan hisoblanadi.