O’zbekiston Milliy Universiteti Biologiya fakukteti 201-guruh talabasi

3.3-rasm. Biomembranada ion kanalining joylashish sxemasi.

1.3. Mitoxondriya membranalari orqali Са

2+

-transporti mexanizmlari

---

Mitoxondriyalarga 2 valentli kationlar va Са

2+

 ionlari akkumulyatsiyasi Са

2+

 -

uniporter orqali ta`minlanadi. Mitoxondriyalar 2 valentli kationlar (Mn

2+

, Sr

2+

, Ba

2+

)

va  Са

2+

  ionlarini  so`rib  olib,  uni  o`zida  saqlab  turish  xususiyatiga  ega

[Холмухамедов, 1991; Bernardi, 1992]. Ikki valentli kationlarning mitoxondriyaga

tarnsporti  maxsus  mexanizm  asosida  ta`minlanadi  [Гагельганс,  1981;  Асраров,

1999].

Са

2+

va ikki valentli kationlarning yutilishida membrana potensiali energiyasi

sarflanadi. Membrana potensiali generatsiyasi uchun bog`lovchi membranalardagi

past o`tkazuvchanlik talab qilinadi. Haqiqatdan ham, bog`lovchi membranalarda К

+

,

Н

+

, Mg

2+

, ГДФ

3-

, ГТФ

4-

 va СI

-

 ionlari uchun past o`tkazuvchanlikka ega [Панов, 1992].

Ayrim  hollarda  mitoxondriya  membranalari  Са

2+

,  АDP

3-

  va  АТP

4-

  ionlari  uchun

yuqori  o`tkazuvchanlikka  ham  ega  bo`ladi  [Панов,  1992].  Ikki  valentli  kationlar

akkumulyatsiyasi, shuningdek, adeninnukleotidlar transporti maxsus o`tkazgichlar

tomonidan ta`minlanadi [Kantrow et al., 2000]. Mitoxondriya ichki membranasida

kation, anion va metabolitlarning maxsus o`tkazuvchi tizimi mavjud. Shuni alohida

ta`kidlash  mumkinki,  mitoxondriyalarning  SsA-sezgir  poralari  Са

2+

  yordamida

boshqariladi [Gunter et al., 1998; Gunter, Gunter, 2001].

Bog`langan  uchastkadan  bir  juft  elektronlar  tashiladi  yoki  energiyalangan

mitoxondriyalarda membranalardan  Са

2+

 ioni tashiladi. Mitoxondriyalarga Са

2+

 ioni

tashilishining  xarakterli  xususiyati  shuki,  konsentratsiyaga  bog`liq  holda  Са

2+

  ioni

akkumulyatsiyasining  boshlang`ich  tezligiga  bog`liq.  Ikki  valentli  kationlarning

mitoxondriya membranasi orqali tashilishi, ikkita bir xil zaryadli ionlarning qarama-

qarshi yo`nalishda harakatlanishi (2Н

+

/Ме

2+

(kalsiy, kaliy yoki natriy va boshq.)) ga

bog`liq.  2Н

+

/Са

2+

  ёки  2Н

+

/Ме

2+

  almashinuvning  stexiometrik  koeffitsiyenti  2  ga

teng.  Ме

2+

  transporti  tashiluvchi  anionlar  (atsetat,  fosfat  va  arsenat)  ishtirokida

tezlashadi.

---

Са

2+

  transportining  harakatlantiruvchi  kuchi  mitoxondriyaning  membrana

potensiali  hisoblanib,  u  normada  150-180  мВ  га  тенг.  Taxmin  qilinishicha,

mitoxondriya  membranasi  orqali  Са

2+

  ionining  passiv  taqsimlanishi  quyidagicha,

mitoxondriya  ichida  uning  konsentratsiyasi  sitoplazmadagiga  nisbatan  5-6  marta

ko`p bo`ladi [Horikawa et al. 1998; Pivovarova et al. 1999; Gallitelli et al. 1999].

Ma`lumki,  mitoxondriya  membranasi  Са

2+

  ioni  transporti  vaqtida

depolyarizatsiyaga  uchraydi  va  Са

2+

  ionlari  oksidlanishli-fosforlanish  jarayonini

buzuvchi sifatida ta`sir ko`rsatadi. Sintez va hujayraichki ATF konsentratsiyasining

ortishi  natijasida Dy

m

  tiklanadi  [Duchen,  2000].  Mitoxondriyalar  Са

2+

  ionlari

yutilishi uchun asosiy organoidlardir [Nicholls, Budd, 2000; Hajnoczky et al. 2001].

Mitoxondriyalarga 

Са

2+

 

ionlarining 

yutilishi 

oksidlanishli-fosforlanishning

ingibirlanishiga  olib  keladi  [Holmuhamedov  et  al.  2001].  Avtorlarning  taxmin

qilishicha  [Hajnoczky  et  al.,  2001;  Pfeiffer  et  al.,  2001],  bir  qancha  mexanizmlar

borki, ular Са

2+

 ni kirishini oldini oladi va mitoxondriyalarni Са

2+

 yutilishidan va SsA-

sezgir  poralar  ochilishidan  himoya  qiladi.  Ma`lumki,  SsA-sezgir  poralarning  ochiq

holatga o`tishi membranalarning  permeabilizatsiyasiga olib keladi, bu esa sitoxrom

С  va  boshqa  apoptotik  faktorlarning  mitoxondriyadan  sitozolga  chiqishiga  sabab

bo`ladi.

Mitoxondriyalardagi  Са

2+

  konsentratsiyasi  ([Са

2+

]

m

)  submikromolyardan

kichik mikromolyargacha o`zgarib turadi. Tinch holatdagi hujayralarda Са

2+

 miqdori

100-240 nM chegarada o`zgarib turadi.

Stronsiy,  bariy  yoki  marganets  ta`sirida  mitoxondriyalarda  Са

2+

transporti

to`liq  ingibirlanadi,  barcha  ishqoriy  yer  metal  kationlarining  umumiy  ta`sir

mexanizmlariga  egaligini  bildiradi  [Гагельганс,  1981].  Shuningdek,  spetsifik

ingibitorlar aniqlangan, Са

2+

, Sr

2+

, Ba

2+

 va Mn

2+

 kationlarining transporti lantanidlar,

ruteniy  qizili,  va  geksaminokobaltoxlorid  yordamida  ingibirlanadi  [Гагельганс,

1981].

---

Permeabilizatsiyalangan  hujayralarda  Са

2+

transportining  yarim  aktivlanish

tezligi (К

0,5

) 3-10 mM chegarada namoyon bo`ladi. Mikrodemenlardagi  Са

2+

 ning

yuqori konsentratsiyasi Са

2+

 ni kirishi uchun sharoit yaratadi  [Pacher et al. 2002].

Hozirgi vaqtda mitoxondriyadan Са

2+

 ning 2 xil yo`l bilan chiqishi aniqlangan:

Na

+

 ga bog`liq va  Na

+

 ga bog`liq bo`lmagan [Pfeiffer et al. 2001]. Са

2+

 ionlarining

Na

+

 ga bog`liq chiqishi 3Na+:1Ca

2+

 stexiometrik tarzda amalga oshadi [Pfeiffer et al.

2001], va membrana potensiali ta`minlanadi. Bu mexanizm tana muskullari, nerv

sistemasi,  yurak  va  endotelial  hujayralarda  kuzatiladi  [Thayer  et  al.  2002].

Ionlarning  Na

+

-ga  bog`liq  bo`lmagan  chiqishi  jigar  va  silliq  muskul  hujayralari

mitoxondriyalari  uchun  muhim  ahamiyatga  ega.  Bu  mexanizm  Н

+

  ning  nH

+

:Ca

2+

ko`rinishda kirishi bilan amalga oshadi, bu yerda n=2, [Pfeiffer et al. 2001].

Са

2+

 ga bog`liq SsA-sezgir poralar Са

2+

 ning mitoxondriyadan chiqib ketishini

ta`minlaydi.  [Gunter  et  al.  2000].  Megakanalning  quyi  va  yuqori  o`tkazuvchanlik

holatda 

bo`lishi 

aniqlangan 

[Bernardi, 

1999]. 

Megakanalning 

yuqori

o`tkazuvchanlik holatidagi ochilishi natijasida membrana potensiali tushib ketadi va

matriksda  рН  va  Са

2+

  ning  konsentratsiyasi  ortishi  kuzatiladi.  Bu  holat  Са

2+

peregruzka vaqtida kuzatiladi va apoptotik faktorlar chiqishi mumkin. Megakanal

quyi  o`tkazuvchanlik  holatda  bo`lganda  Са

2+

  gomeostazning  fiziologik

boshqarilishida ishtirok etadi [Ichas et al. 1997]. Matriksda Са

2+

 ning ortib ketishi

quyi o`tkazuvchanlikdan yuqori o`tkazuvchanlikka o`tishga olib keladi. [Rizzuto et

al. 2000].

70 yillarda tabiiy va sun`iy yo`l bilan olingan bir qator moddalarning biologik

va  sun`iy  membranalarda  Н

+

/Ме

2+

  elektroneytral  almashinuvida  ionoforlik

xususiyatlari  aniqlangan  [Овчинников,  1978].  Hozirgi  vaqtda  inoforlar

membranalarning 

ion-transport 

sistemasini 

modullashtirishda 

keng

qo`llanilmoqda. Ba`zi bir ionoforlar (valinomitsin, siklik poliefirlar) ning strukturasi

tutashgan  xalqa  shaklida  bo`ladi.  Karboksilat  ionoforlar  nigeritsin,  dianmitsin,

---

monensin,  lazaloid  A  va  A  23187  kationlar  bilan  kompleks  hosil  qilganda  siklik

konformatsion  holatga o`tadi [Овчинников,  1978;  Досон  и  др.,  1991; Abramov,

Duchen, 2003].

O`simlik  preparatlari  salsolidin  va  geptanoilsalsolidin  bisloy  lipid

membranalarining  Са

2+

li  muhitda  integral  o`tkazuvchanligini,  shuningdek,

mitoxondriyalar membranasi orqali Са

2+

transport tezligini  oshiradi, lekin boshqa

kationlar  transportiga  ta`sir  ko`rsatmaydi,  ya`ni  Са

2+

-ionofor  xususiyatiga  ega

[Каликулов и др., 1999; Асраров и др., 1999].

Са

2+

-ionoforlik  xossasi  shuningdek,  bir  necha  seskviterpen  spirtlarning

efirlarida (ferutinin, ferolin, yuniferdin) ham kuzatilgan [Abramov et al, 2001].

Glitsirrizin  kislotasidan  farq  qilgan  holda  glitsirret  kislotasining  ham  Са

2+

-

ionofor  xususiyatiga  ega  ekanligi  aniqlangan  [Камбурова,  2003].  Ushbu  birikma

mitoxondriya  membranasining  lipidlarning  perekisli  oksidlanish  jarayoniga  Са

2+

ionlari singari ta`sir ko`rsatadi.