Жасушалардағы электрогенез

Жасушалардағы электрогенез

Тыныштық потенциалы

            Тірі ұлпаларда туындайтын электрлік құбылыстарды оқып- зерттеудің басы 18 ғасырдың 2-ші жартысына келеді.  Ағзаның тіршілігіне қажетті барлық үрдістер жасушалар мен ұлпаларда ЭҚК-ң пайда болуымен қатар жүреді. Биоэлектрлік құбылыстар маңызды физиологиялық үрдістерде үлкен роль атқарады: жасушалардың қозуы, жүйке талшықтары арқылы қозудың берілуі, қаңқа, бірыңғай салалы бұлшық ет және жүрек бұлшық ет талшықтарының жиырылуы. Тірі ағзада биоэлектрлік құбылыстармен байланысты болмайтын физиологиялық үрдістер кемде- кем.

             Кезкелген тірі ағзаны сұйықтықтар мен түрлі химиялық қосылыстардың күрделі қоспасы ретінде қарастыруға  болады. Осы қосылыстардың көпшілігі (тағам түрінде түсетін қосылыстар да, одан зат алмасу үрдісі кезінде бөлінген қосылыстар да) ағзада  оң және теріс зарядталған бөлшектер- иондар түрінде болады. Иондардың үлестірілуі және тіршілік бойы олардың үнемі тасымалы – биоэлектрлік құбылыстардың пайда болуының басты себебі болып табылады. Электрлік потенциалдың өндірілуі мен таралуы тірі ұлпалар мен ағзалардағы маңызды физикалық құбылыс болып табылады. Ол жасушаның қозғыштығының, жасуша ішіндегі үрдістердің реттелуінің, жүйке жүйесінің жұмысының, бұлшық ет жиырылуының негізі болып табылады. Биопотенциал (биоток) тірі тіндер мен жасушалардың биоэлектрлік белсенділігінің көрсеткіші. Ол тірі тіннің екі нүктесі арасындағы потенциалдар айырмасымен анықталады. Биопотенциалдар – тірі жүйедегі электр тогы. Тірі ағза- толық электрленген жүйе. Тірі жасушаның маңызды қызметінің бірі- биопотенциалды өндіру.

Мембрананың сыртқы беті әдетте, қозбаған кезде оң, ал ішкі беті теріс зарядталған. Жасушаның іші мен сыртындағы иондар концентрациясының әртүрлі болуынан потенциалдар айырмасы пайда болады. Мембранада потенциалдың пайда болуы мембрана мен жасушааралық сұйықтағы иондардың концентрациясына байланысты.  

            Қозбаған жасушаның мембранасының беттері арасында тыныштық потенциалы деп аталатын потенциалдар айырмасы болатындығы тәжірибе жүзінде анықталған.

Барлық биопотенциалдардың негізі- тыныштық потенциалы (ТП) болып табылады. [pic 1]

Тыныштық потенциалы (мембраналық) - жасуша қозбаған кезде цитоплазма мен оны қоршаған орта арасындағы электр зарядтарының айырмашылығы. Немесе тыныштық потенциалы деп қозбаған күйдегі мембрананың ішкі және сыртқы беттеріндегі стационарлық (қалыптасқан) электр потенциалдарының айырмасын айтады.

                                       [pic 2]÷[pic 3]                                (1)[pic 4]

мұндағы [pic 5] - мембрананың тыныштық потенциалының айырмасы.

      Алайда, XX ғасырға дейін бұл мәселе (тірі ағзадағы электр тогы туралы) әлі дәлелденбеген болатын. Мысалы, электр тогының бұлшық еттің зақымдан кезінде, әлде  оған дейін де пайда болатындығы түсініксіз болды. Э. Бернштейн бұлшық еттер мен жүйкелердің электрлік қасиеттері олардың құрылымының ерекшеліктеріне емес, олардың жасушаларының мембраналарының қасиеттері мен ерекшеліктеріне байланысты екендігін анықтаған. Осы ғалым   биопотенциалдардың мембраналық теориясының негізін салушы болып  есептеледі.

Тыныштық потенциалының не екендігін және қалай пайда болатындығын қарастырайық. Жасушаның ішінде қандайда бір элементтің  (сурет 1.)  бос иондары көп деп және жасуша мембранасы тек осы иондарды ғана өткізеді деп есептейік. Шынында осы иондар жасушаның сыртына қарай қозғала бастайды және сыртқы ортаға қарай оң заряд та жылжи бастайды. Нәтижесінде мембрананың ішкі  және сыртқы беттерінің арасында потенциалдар айырмашылығы (айырмасы)  (сурет 2) пайда болады. Жасушаның сыртқы бетіндегі потенциал ішкі бетіндегі потенциалдан жоғары болады (осы кезде мембрананың ішкі және сыртқы беттеріндегі иондар концентрациясының  айырмашылығы әлі де жоғары болады). Осы потенциалдар айырмасы жасушаның сыртына  қарай келесі  оң иондардың қозғалысын тежеп, олардың жасуша ішіне ағынын арттырады. Ақырында осы ағындардың шамасы бірдей болады (динамикалық тепе-теңдік орнайды), ал барлық иондардың қосынды ағын 0-ге тең болады. Биомембрананың екі бетінің арасында орнатылған электрлік потенциалдардың айырмасы тыныштық потенциалы болып табылады.