MEMBRANA POTENSIALLARI 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. Hujayra membranasining qutblanish sabablari aniqlangan. Buni tushunish uchun membrana tuzilishini, ba‘zi bir xossalarini va hujayra ichidagi hamda tashqarisidagi suyuqliklarning ion tarkibini ko‘rib chiqish kerak. Elektron mikroskop yordamida olingan ma‘lumotlarga ko‘ra, hujayra membranasi juda yupqa, biroq yetarli darajada mustahkam parda. Qalinligi 5-10 nm, lipidlar, oqsillar, mukopolisaxaridlardan tuzilgan. Membrana kalavasini (asosini) ikki qavat lipidlar molekulalari tashkil qiladi. Bu lipid molekulalar orasida o‘rnashgan oqsil molekulalari suv va ionlarni o‘tkazuvchi kanallarni hamda ion nasoslarni shakllantiradi. Lipid qavatning tashqi yuzasida joylashgan mukopolisaxaridlar retseptorlar (muayyan moddalarni ―tayanib‖, ular bilan birikishga ixtisoslashgan molekulalar) rolini bajaradi. To‘xtovsiz yangilanish jarayonida membranalarning ba‘zi bir xossalari o‘zgarishin mumkin. Hujayra membranasi ancha yuqori elektr qarshilikka va sig‘imga ega. Uning elektr qarshiligi ion kanallarining ochiq yoki yopiqligiga bog‘liq. Yog‘da eruvchi moddalar membranalarning lipid asosida erib, undan osonlik bilan o‘tadi. Suv va suvda eruvchi diametri kichik ionlar membranadagi kanallardan har ikki tomonga o‘ta oladi. Suvda eruvchi yirik moddalar, masalan organik kislotalarning anionlari membranalardan o‘ta olmaydi. Ularning hujayradan chiqishi yoki ichiga kirishi uchun maxsus mexanizmlar ishga tushishi zarur. Qo‘zg‘aluvchan to‘qimalar faoliyati uchun ularning membranalarida Na+, K+, CI-, Ca2+ ionlarini o‘tkazuvchi maxsus kanallar bo`lishi katta ahamiyatga ega. Ular tanlab o‘tkazuvchi (selektiv) o‘ziga xos (spetsifik) va o‘ziga xos bo`lmagan (nospetsifik) kanallarga bo`linadi. Tanlab o‘tkazuvchi kanallardan shu ionlardan faqat bittasi o‘tishi mumkin, har qaysi ionning o‘z kannali bor. Bu kanallar ochilib-yopiladigan darvoza mexanizmiga ega. Tinch holatda membranadagi natriy kannallarining hammasi yopiq, kaliy kanallarining aksariyati ochiq bo`ladi. Nospetsefik kanallar doim ochiq turadi, ularning har biridan K+, Na+, Ca2+, CI- ionlari ikki taraflarna o‘tishi mumkin. Hujayra ichidagi va tashqarisidagi suyuqliklarda ionlar miqdoridagi farq membrana tinchlik potensiali hosil bo`lishining asosiy sababi bo`ladi. Bu suyuqliklarda miqdorida eng ko‘p farq bbo`lgan kation kaliy kationidir. Hujayra ichidagi 100000 K+ kationiga to‘qima suyuqligida hammasi bo`lib 2000 kaliy kationi to‘g‘ri keladi.Demak, sitoplazma suyuqligida kaliy miqdori tashqaridagi suyuqliklardan 50 marta ko‘p. Natriy miqdoridagi farq buning aksi: hujayra ichidagi 10000 Na+ ga tashqaridagi suyuqlikda 108000 Na+ to‘g‘ri keladi. Demak, hujayralararo suyuqlikda natriy kationlari soni hujayra ichidagidan 11 marta ko‘p. Xlor anionining membrananing ikki tarafida taqsimlanishi ham K+ taqsimlanishining aksidir: CI- ning hujayra ichidagi miqdori tashqaridagidan 20-100 marta kam. Hujayra ichida mavjud bo`lgan anionlarning ko‘p qismini molekulasi katta bo`lgan oqsil ionlari va organik kislotalarning anionlari tashkil qiladi. Har xil ionlarning hujayra ichi va tashqi suyuqliklarida teng taqsimlanmaganligi MTP mavjudligining saqlanishining asosiy sababidir. Membrana kaliy kannallarining ko‘p qismi odatda ochiq. Ular orqali K+ ma‘lum miqdorda o‘zi ko‘p bo`lgan hujayra ichidagi suyuqlikdan diffuziyalanib tashqariga chiqadi. Membrananing tashqi yuzasida musbat zaryadlar miqdori ortadi. Bu zaryadlarni tashqarida ko‘p miqdordagi Na+ kationlarining sitoplazmaga o‘tishi yoki manfiy zaryadli anionlarning tashqariga chiqishi muvozanatlashi mumkin edi. Ammo, tinch holatda membrananing natriy va anionlar uchun o‘tkazuvchanligi past. Shuning uchun membrananing tashqi yuzasida musbat kaliy kationlarining miqdori ortadi, ichki yuzasida esa manfiy anionlar to‘planadi. Natijada membrana tinchlik potensiali vujudga keladi. Tinchlik potensiali hosil bo`lishining asosan kaliy kationiga bog‘liq bo`lishini kalmarning gigant aksonida o‘tkazilgan tajribalar yaqqol ko‘rsatgan. Bu nerv tolasi juda yo‘g‘on, diametri taxminan 1 mm. Aksondagi protoplazmani siqib chiqarib, o‘rniga tarkibi har xil bo`lgan eritmalarni kiritish mumkin. Potensiallar esa oddiy ingichka sim elektrodlar yordamida qayd qilinadi. Agar gigant aksonning protoplazmasi o‘rniga miqdori protoplazmadagicha kaliyga ega bo`lgan eritma kiritilsa, odatdagi tinchlik potensiali bborligikuzatiladi. Aksonni kaliysiz eritma bilan toidirsak, potensial yo‘qoladi. Kaliy miqdoridan tashqari MTP miqdoriga Na+ va CI- ionlarining diffuziya yo`li bilan hujayra ichiga o‘tishi ham ta‘sir qiladi. Na+ bu potensialni birmuncha kamaytirsa, CIuni ko‘paytiradi. Membrana potensialining ahamiyati katta. U membrana atrofida sezilarli taranglikka ega bo`lgan elektr maydon hosil qiladi. Natijada membrananing zaryadli makromolekulalari fazoda tartibli joylashadi. Membrana atrofida elektr maydon mavjudligi natriy kanallarining aktivatsion darvozalarini yopiq holda va inaktivatsion darvozalarini ochiq holda bo`lishini ta‘minlaydi. Bundan tashqari, membrana potensiali hujayra membranasi orqali moddalar almashinuviga ta‘sir qiladi.
