Мембрана потенциали, унинг келиб чиқиши. Мембраналарнинг тузилиши ва функцияси ҳақида замонавий тушунча

1. 
   Биоэлектрик ходисалар. Уларнинг очилиш тарихи. Гальвани тажрибалари.
   

2. 
   Мембрана потенциали, унинг келиб чиқиши. Мембраналарнинг тузилиши ва функцияси ҳақида замонавий тушунча.
   

Hozirgi vaqtda qo‘zg‘aluvchan to‘qimalarda sodir bo`ladigan elektr hodisalarni o‘rganish uchun mikroelektrodlardan keng foydalaniladi. Mikroelektrod tok o‘tkazuvchi eritmaga toidirilgan uchi juda ingichka (0,5 mkm) shisha pipetka bo`lib, yakka nerv hujayrasi yoki yakka nerv va muskul tolalari ichiga kiritilishi mumkin. Bu biologik ob‘yektlarda mavjud bo`lgan yoki ta‘sirlanganda yuzaga chiqadigan elektr potensiallar elektr kuchaytirgichlar yordamida ko‘p marta kuchaytirilib, ossillograflarda kuzatiladi va qayd qilinadi.
Membrananing tinchlik potensiali.
Hozirgacha mikroelektrodlar usulida tekshirilgan barcha hayvon va o‘simlik hujayralarining tashqi membranasining elektr qutblanganligi aniqlandi. Bu membrananing ichki yuzasi tashqi yuzasiga nisbatan manfiy potensialga ega. Buning isboti uchun 1-rasmda ko‘rsatilgan sxema bo‘yicha kerakli jihozlarni tayyorlash kerak. Mikroelektrod hujayra yoki tola membranasining tashqi yuzasida bo`lganida, potensiallar farqi qayd qilinmaydi. Mikroburama yordamida membranani teshib, mikroelektrod uchini hujayra ichiga kiritilganda, ossillograf manfiy zaryad borligini ko‘rsatadi. Demak, qo‘zg‘aluvchan to‘qima tinch holatda bo`lganida membrananing ichki yuzasi tashqi yuzasiga nisbatan manfiy potensialga ega. Tinch holatda bo`lgan nerv hujayrasi va tolalarining membrana potensiali taxminan –70 mV. Bu potensiallar farqi membrananing tinchlik potensiali (MTP) deyiladi.

3. 
   Ҳаракат потенциали, унинг босқичлари ва келиб чиқиш механизми.
   

Harakat potensialining vujudga kelishi nerv va muskul tolalari membranasining Na+ va K+ ionlariga nisbatan o‘tkazuvchanligining o‘zgarishiga bog‘liq. Ta‘sirlovchi, odatda elektr toki, membranani oz miqdorda depolyarizatsiyaga uchratadi. Bu boshlang‘ich depolyarizatsiya natriy kanallarining bir qismini ochib, hujayra ichiga qaratilgan kuchsiz natriy oqimi hosil qiladi. Oqim depolyarizatsiyani kuchaytiradi, ochilgan kanallar soni ko‘payib, membrananing natriy kationlari uchunn o‘tkazuvchanligi bir zumda 10-20 baravar oshib ketadi. Natijada musbat zaryadli natriy elektr kimyoviy gradiyent bo‘yicha katta tezlikda hujayra ichiga kira boshlaydi.
Membranadagi potensiallar qutbi o‘zgaradi: uning ichki yuzasi tashqi tomonga nisbatan musbat zaryadga ega bo`lib qoladi. Bu harakat potensialining depolyarizatsiya bosqichi. Demak, depolyarizatsiyani, ya‘ni natriy kanallarining ochilishi va hujayra ichiga musbat natriy ionlarining tez o‘tishini vujudga keltiradi.
Ion kanallarini membranani kesib o‘tgan juda ingichka nay, deb tasavvur qilish mumkin (4-rasm). Bu nayning devori oqsil makromolekulalaridan iborat. Kanal tashqi uchiga yaqin joyda 0,3-0,5 nm gacha torayadi. Demak, kanallardan diametri shunga yaqin bbo`lgan zarrachalar o‘tishi mumkin. Kanalning toraygan qismi kationlarni saralab o‘tkazadi. Shunning uchun u tanlovchi (selektiv) filtr deyiladi. Kanallarning soni aksariyat hujayralarda ko‘p emas: membraananing bir necha million lipid molekulalaridan iborat bo`lgan bir kvadrat mikrometr sathida 20-30 kanal mavjud. Kanalning hujayra ichiga qaratilgan qismi ancha keng, bbu yerda ikki tavaqali ―darvoza‖ joylashgan. Darvoza tavaqalarining ochilib-yopilishi biri-biriga bog‘liq emas. Shuning uchun ularni ikkita mustaqil darvoza deb hisoblashadi. Darvozalardan biri membrananing depolyarizatsiyalanishi ta‘sirida tez ochiladi. Bu aktivatsion darvoza. Uning ochilishi Na+ ning hujayra ichiga kirishiga yoi beradi. Hujayra tinch holatda bo`lganda bu darvozalar yopiq turadi. Ayni vaqtda ikkinchi xil darvozalar ochiq bo`ladi. Ular inaktivatsion darvozalar deyiladi. Inaktivatsion darvozalar membrana depolyarizatsiyalanganda, nisbatan sekin yopiladi. Shuning uchun harakat potensialining depolyarizatsiya bosqichining boshida aktivatsion darvozalar ochilgan bo`lsa, inaktivatsion darvoza yopilib ulgurmaydi.Bu davrda ikkala darvoza ochiq bo`lib, kanaldan natriy kationining o‘tishiga to‘siq bo`lmaydi. Ammo depolyarizatsiya hali davom etaveradi, u inaktivatsion darvozani sekin yopib, kanalni berkitadi. Natriyni hujayra ichiga o‘tishi to‘xtaydi. Depolyarizatsiya to‘xtagandan so‘ng inaktivatsion darvoza sekin ochiladi, aktivatsion darvoza esa tez yopiladi – kanallar asli holiga qaytadi.

4.