Reja membrananing struktural mozaikasi va komponentlarining funktsiyalari

Hozirgi vaqtda qo’zg’aluvchan to’qimalarda sodir bo’ladigan elektr hodisalarini o’rganish uchun mikroelektrodlardan foydalaniladi. Mikroelektrod tok o’tkazuvchi eritmaga to’ldiril-gani uchun juda ingichka (0,5 mkm) shisha pipetka bo’lib, yakka nerv hujayrasi yoki yakka nerv va muskul tolalari ichiga kiritilishi mumkin. Bu ob’ektlarda mavjud bo’lgan yoki ta’sirlanganda yuzaga chiqadigan elektr potentsiallar elektr kuchaytirgichlar yordamida ko’p marta kuchaytirilib, ostsellograflarda kuzatiladi va yozib olinadi.
Tinchlik holatida hujayraning tashqi yuzasi bilan sitoplazma o’rtasida 60-90 millivolt (mv) chamasida potentsiallar farqi bor. Bu membrananing tinchlik potentsiali (MTP) deyiladi.
Hujayra membranasining qutblanish sabablari aniqlangan. Buni tushunish uchun membrana tuzilishini, ba’zi bir xossalarini va hujayra ichidagi hamda tashqarisidagi suyuqliklarning ion tarkibini bilish kerak.
Elektron mikroskop yordamida olingan ma’lumotlarga ko’ra, hujayra membranasi juda yupqa, biroq yetarli darajada mustahkam parda. Qalinligi 5-10nm, lipidlar, oqsillar, mukopolisaxaridlardan tuzilgan. Membrana pardasining ikki qavati lipid molekulalari, o’rtadagi bir qavatini oqsil molekulalari tashkil qiladi. Lipid qavatning tashqi yuzasida joylashgan mukopolisaxaridlar retseptorlar (muayyan moddalarni «tanib», ular bilan birikishga ixtisoslashgan molekulalar) rolini bajaradi. To’xtovsiz yangilanish jarayonida membranalarining ba’zi bir xossalari o’zgarishi 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.
Tinchlik potentsialini tushuntirish uchun turli nazariyalar taklif etilgan. Bu muammo haqida birinchi tasavvurlarni rus olimi V.Yu.Chagovets yaratdi. U 1896 yilda talabalik vaqtidayoq bioelektrik jarayonlarning ion tabiati haqida fikrini bayon qildi va shu potentsiallarning kelib chiqishini izohlashga urinib ko’rdi. Keyinchalik 1902 yilda O.Yu.Bernshteyn membrana ion nazariyasini oldinga surdi, bu nazariyani 1952 yilda A.Xodjkin va A.Xeksli tajribada asoslab berdi. Membrana ion nazariyasiga binoan, bioelektrik potentsiallar hujayraning ichida va sirtida K, Na, Cl, ionlar kontsentratsiyasining har xilligidan va tashqi membrana bu ionlarni turlicha o’tkazganligidan kelib chiqadi, deb isbotlashdi.
Qo’zg’aluvchan to’qimalar faoliyati uchun ularning membranalarida Na, K, Cl^-, Ca² ionlarni 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 kanaldan shu ionlardan faqat bittasi o’tishi mumkin, har qaysi ionnning o’z kanali bor. Bu kanallar ochilib-yopiladigan darvoza mexanizmiga ega. Tinch holatda membranadagi natriy kanallarning hammasi yopiq, kaliy kanallarning aksariyati ochiq bo’ladi.
Nospetsifik kanallar doim ochiq turar, ularning har biridan K^, Ca²K, Cl^- , ionlari ikki taraflama o’tishi mumkin.
Hujayra ichidagi va tashqarisidagi suyuqliklarda ionlar miqdoridagi farq membrana tinchlik potentsiali hosil bo’lishining asosiy sababi bo’ladi. Bu suyuqliklarda eng ko’p farq bo’lgan kation kaliy kationidir. hujayra ichidagi 100.000 K ^ kationiga to’qima suyuqligida hammasi bo’lib 200 kaliy kationi to’g’ri keladi. Demak, sitoplazma suyuqligida kaliy miqdori tashqaridagi suyuqliklardan 50 marta ko’p. Natriy miqdoridagi farq buning aksi: hujayra ichidagi 10.000 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 tarafiga taqsimlanishi ham K^ taqsimlanishning aksidir. Cl^- hujayra ichidagi miqdori tashqaridagidan 20-100 marta kam. har xil ionlarning hujayra ichi va tashqi suyuqliklarida teng taqsimlanmaganligi membrana tinchlik potentsiali mavjudligining va saqlanishining asosiy sababidir. Membrana kaliy kanallarining 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 zarayadlar miqdori ortadi. Tinchlik potentsialining hosil bo’lishining asosan kaliy kationiga bog’liq bo’lishi kalmarning gigant aksonida o’tkazgan tajribalar yaqqol ko’rsatgan. 1962 yilda Xodjkin va uning hamkasblari kalmar degan molyuskaning juda yo’g’on, diametri taxminan 1 mm keladigan aksondagi protoplazmani siqib chiqarib, o’rniga tarkibi har xil bo’lgan eritmalarni kiritadi. Potentsiallar esa oddiy ingichka sim elektrodlar yordamida qayd qilinadi. Agar gigant aksonning protoplazmasi o’rniga miqdori protoplazmadagicha kaliyga ega bo’lgan eritma kiritilsa, odatdagi tinchlik potentsiali borligi kuzatiladi. Aksonni kaliysiz eritma bilan to’ldirilsa, potentsial yo’qoladi.
Kaliy ionlaridan tashqari membrana tinchlik potentsiali miqdoriga Na^ va Cl^- ionlarining diffuziya yo’li bilan hujayra ichiga o’tishi ham ta’sir qiladi. Na^ kamaytirilsa, Cl^-(xlor) uni ko’paytiradi. Membrana potentsialining ahamiyati katta. U membrana atrofida sezilarli taranglikka ega bo’lgan elektr maydon hosil qiladi. Membrana potentsiali hujayra membranasi orqali moddalar almashinuviga ta’sir qiladi.