Organizmda moddalarning tashilishi va ularning turlari

4. Diffuzion tashish va uning turlari. Diffuzion tashilish osmotik kuchlar ta’sirida amalga oshadi, ya’ni shu tashiladigan moddaning konsentratsiyalari farqi (gradiyenti) bilan bog’liq. Strukturasiz muhit (masalan, hujayraning ichki va tashqi suyuq muhiti)ga moddalar konsentratsiyasining vaqtinchalik farqi kuzatiladi, masalan, boshqa qismdan bu qismga o’tishi yoki ularning shu qismda joylashgan fermentlar yordamida hosil bo’lishi. Diffuziya yordamida moddalar ishlab chiqarilgan zonadan talab etiladigan iste’mol zonasiga o’tkaziladi. Struktura jihatdan tuzilgan muhit membranada diffuziya membrananing ikki tomonidagi moddalarning farqi yuzasidan kelib chiqadi, masalan, plazmatik membrananing ichki va tashqi muhiti yoki mitoxondriya membranasining ichki va tashqi muhitlari o’rtasidagi farqlar. Diffuziyaning ikki turi mavjud – oddiy (passiv tashilishi) va yengillashgan (yengillashgan tashilish). Oddiy diffuziya yoki tashuvchisiz diffuziya tashiladigan moddalarning muhitda yoki membrana moddalarida (ayniqsa, uning lipid qavatida) eruvchanligi va konsentratsiyalar gradiyenti bilan belgilanadi. Strukturasiz muhit – hujayra shirasi, hujayralararo suyuqliklardagi ayrim qismlarda ortiqcha miqdorda moddalar to’plansa, hamma suvda eriydigan molekulalar oddiy diffuziya yo’li bilan aralashadi. Membrana orqali oddiy duffuziya yo’li bilan kichik biomolekulalar – suv, CO₂, O₂ , shuningdek ayrim ionlar, glyukoza va balki boshqa moddalar ham o’tishi mumkin. Yot moddalar agar lipofil bo’lsa, membrana orqali passiv tashilish yo’li bilan o’tishi mumkin.

Yengillashgan diffuziya oddiy diffuziyadan moddalarning konsentratsiya gradiyenti bo’yicha o’tishini yengillashtiruvchi harakatchan tashuvchilar bo’lishi bilan farq qiladi. Moddalarning membranadan tashqari va membranali yengillashgan diffuziya xillari bo’lishi mumkin. Membranadan tashqari diffuziyada modda biologik suyuqliklar (hujayralararo va hujayra ichki muhiti)da maxsus tashuvchilar bilan bog’lanadi. Tashuvchilar vazifasini ko’proq hujayra ichidagi oqsillar, masalan reseptorlar - oqsillar, bog’lovchi gormonlar va vitaminlar bajaradi. Yengillashgan membranali diffuziyada membranada joylashgan tashuvchi talab etiladi.

Oddiy diffusiyadan farqli ravishda yengillashgan diffuziyada moddalarning tashilish tezligi chegaralangan, chunki u faqat moddalarning membranani ikki tomonidagi farqiga emas, balki tashuvchi molekulalarning miqdoriga ham bog’liq. Yengillashgan diffuziya yo’li bilan moddalarning tashilishi organik kislotalar, monosaxaridlar, yog’da eriydigan vitaminlar, steroid gormonlarning o’tkazilishi uchun qo’llaniladi.

5. Faol tashishning ahamiyati va energiya manbai. Faol tashilishda moddalarning o’tkazilishi konsentratsiya gradiyentiga qarshi amalga oshadi, ya’ni moddalar konsentratsiyasi past bo’lgan zonadan uning konsentratsiyasi yuqori bo’lgan zonaga o’tadi. Bunday usulda tashish albatta energiya sarfini talab qiladi, chunki moddani osmotik kuchga qarshi o’tkazish kerak. Faol tashishda ATF yoki ayrim ionlar (vodorod , natriy )ning elektrokimyoviy potensiali energiya manbai bo’lib xizmat qiladi. Faol tashish mexanik va diffuzion tashishdan farqli ravishda fermentli jarayon hisoblanadi. U ATF energiyasidan yoki elektrokimyoviy potensial energiyadan moddalarni tashish uchun foydalanadigan maxsus fermentli tashuvchi sistemalar orqali amalga oshadi. Faol tashishning yana bir tomoni shundaki, u faqat membranalarda bo’lishi mumkin.

Faol tashish foydalanadigan energiya manbasiga qarab birlamchi va ikkilamchi bo’lishi mumkin. Birlamchiga shu tashiladigan moddaning konsentratsiya gradiyentiga qarshi membrananing ikkala tomonida ham ATF energiyasi sarflanadi. Ikkilamchida membranada qandaydir boshqa modda (masalan, natriy va vodorod ionlari) larining elektrokimyoviy gradiyentidan foydalaniladi, uning hosil bo’lishi uchun esa ATF sarflangan bo’ladi, yani bunda ATF energiyasi tashish uchun bilvosita – boshqa moddaning gradiyenti orqali sarflanadi. Natriydan hosil bo’lgan o’sha elekrokimyoviy gradiyent boshqa moddaning , masalan glyukozaning tashilishi uchun foydalaniladi. Ikkilamchi faol tashishda go’yoki bir modda ikkinchi moddaning o’tishi uchun sharoit yaratadi. Bu ikki moddaning membrana orqali o’tish yo’nalishi mos kelishi ham kelmasligi ham mumkin. Agar moddalar masalan , Na⁺ va glyukoza bir yo’nalishda o’tsa, unda bunday birgalikdagi tashilishga simport deb aytiladi. Agar moddalar membranadan qarama-qarshi tomonlarga o’tsa, unda bunday tashish antiport deb aytiladi.

Birlamchi faol tashish yo’li bilan membrana orqali natriy, kaliy, kalsiy, magniy, vodorod ionlari esa mitoxondriya membranasi orqali o’tkaziladi. Ular uchun tashuvchi sistemalar vazifasini maxsus fermentlar – adenozintrifosfatazalar (ATFazalar) bajaradi. Har bir ionning o’zini spetsifik ATF azasi bo’lib, ular yordamida faollanadi. Membrananing ikkala tomoni o’rtasida ionlar konsentratsiyasini hosil qiluvchi Na⁺, K⁺ - ATF aza, Ca ²⁺ - ATF aza, Mg²⁺ - ATF aza, H⁺- ATF azalar aniqlangan.

Na⁺, K⁺ - ATF azalar barcha o’simlik va hayvon organizmlarining hujayralari, bakteriyalarda mavjud. Bu uning tashuvchi sistema sifatida universal umumiy biologik ahamiyatini bildiradi. Odam organizmida ular moddalarning faol tashish jarayonlari ko’p amalga oshadigan nerv to’qimalari, buyrak va sekretor organlarda yuqori bo’ladi.

Na⁺, K⁺ - ATF azalar ta’sirida har doim natriy ionlari hujayradan tashqariga itarib beriladi, shu sababli Na⁺, K⁺ - ATF azalarni ko’pincha natriyli nasos deb ataladi; kaliy ionlari esa hujayra tashqarisidan ichiga o’tadi, ya’ni bu ionlarining antiporti kuzatiladi.

Bir molekula ATF gidrolizi natijasida Na⁺, K⁺ - ATFaza Na⁺ ning 3 ta ionini hujayradan tashqariga va 2 ion K⁺ ni hujayra ichiga o’tishini ta’minlaydi. Zaryadlangan zarrachalarning membranadan notekis o’kazilishi. Membrananing qutblanishini – uning tashqi tomonida musbat zaryad, ichki tomonida manfiy zaryad paydo qiladi. Shu sababli natriyli nasos elektrogen deyiladi. Na⁺, K⁺ – ATF azalarning membranada hosil qilgan Na+ gradiyenti turli xil moddalar, masalan, glyukoza, aminokislotalarni ikkilamchi faol tashish uchun ishlatiladi.

Na⁺, K⁺ ATF azalarni faolligini o’zgartiruvchi hamma tabiiy moddalar, dorilar va zaharlar membranadagi natriy – kaliy gradiyentga, elektr zaryadga ta’sir etadi. Na+ , K+ ATF aza boshqaruvchilari o’rtasida ingibitor va aktivatorlar mavjud. Kalsiy ionlari tabiiy boshqaruvchisi hisoblanadi. Tashqi tomondagi Ca²⁺ tashqi tomondagi K⁺ ni fermentning spetsefik qismi bilan bog’lanishini faollaydi va Na⁺ , K⁺ - ATF azani ionlar tashishi ishga tushadi.

Ca²⁺ - ATF aza faol tashishning bu fermenti ATF energiyasidan kaliy ionlari gradiyentiga qarshi o’kazilishida foydalanadi. Bu ferment hujayra membranasida, shuningdek endoplazmatik retikulum va mitoxondriyaning membranalarida ham joylashgan bo’ladi. Mushak to’qimalari, asosan sarkoplazmatik retikulumda, nerv to’qimasida, buyrakda, ya’ni faol tashish organ va to’qimalarning funksiyasini belgilovchi joylarda Ca²⁺ - ATF aza ning faolligi yuqori bo’ladi. Ca²⁺-ATF aza ATF energiyasi hisobiga Ca²⁺ ionlarini Na⁺ yoki Mg²⁺ ionlari o’rniga itarib beradi, ya’ni bunda bu kationlarning antiporti amalga oshadi. Bu jarayonda almashiniladigan kationlar miqdori bir xil. Shu sababdan kalsiyli nasos natriyli nasosdan farqli ravishda elektronetral.

Mg²⁺-ATF aza - kam darajada o’rganilgan tashuvchi sistema bo’lib , hujayra ichki va plazmatik membranada bo’ladi. Bu fermentning faolligi nisbatan past. Bu tashuvchi sistema Mg²⁺ ionlarining ikkita Na⁺ yoki H⁺ ioniga antiportini ta’minlaydi, bunda bir molekula ATF gidrolizlanadi, bu tashish turi elektronetral.

H⁺- ATFaza mitoxondriyaning ichki membranasi va xloroplastlar tilokoidlarida energiyaning qayta hosil bo’lishida ishtirok etadi. membranada H⁺ ionlarining gradiyenti yuqoridagi organoidlarda ikkilamchi faol tashish, masalan membranadan organik kislotalarning tashilishida qo’llaniladi.