Электрохимиялық потенциалдарының молекулярлық механизмі. Түрлі мүшелер электрлік белсенділігін зерттеу әдістері
Электрохимиялық потенциалдарының молекулярлық механизмі
жүктеу/скачать 159,95 Kb.
|
| Электрохимиялық потенциалдарының молекулярлық механизмі.
Биоэлектрлік құбылыс немесе Биопотенциал, Биоток — тірі жасушалардың барлығының биоэлектрлік белсенділігі, яғни тірі жасушалардың сыртқы жарғақшасында электр заряды бар. Бұл цитоплазмадағы және қоршаған ортадағы оң және теріс иондардың біркелкі таралмауынан іске асады.Соның нәтижесінде кез келген тірі жасуша тыныштық жағдайда сырттай-оң, ішкі жағында (цитоплазмада) теріс зарядталады. Бұл заряд тыныштық әлеуеті немесе жарғақшалық әлеует деп аталады және 60-70 милливольт (мВ) шамада болады. Диффузиялық потенциал сұйық ортаны бөліп тұрған шекарадағы иондардың қозғалғыштығының әр болуынан пайда болады. Мысалы, ортасында поры бар бөгет арқылы екіге бөлінген ыдыстың сол жағына тұз қышқылы ертіндісін (HCl), оң жағына су құяйық. Пор тек иондарды өткізсін делік. Диффузия құбылысы әсерінен және екі ортада концентрациялық градиенттің болуы себебінен иондар ыдыстың екінші жағына қарай қозғалады. Концентрациялық градиент деп белгілі бір бағыттағы бірлік ұзындыққа сәйкес келетін концентрация айрымына тең шаманы атайды. Мысалы, ертіндінің бірінші нүктедегі концентрациясы С1, одан l қашықтықта жатқан екінші нүктедегі концентрациясы С2 болса, онда gradC=С1- С2l тең болады. Сонымен концентрациялық градиенттің нолден өзгеше болуы және оң зарядталған сутегі иондарының қозғалғыштығының жоғары болуы себепті, оң зарядталған сутегі иондары теріс зарядталған хлор иондарын артқа тастап, ыдыстың оң жағына бұрын жетеді, нәтижесінде ыдыстың оң жақ бөлігі оң зарядталады, ал сол жақ бөлігінде оң зарядтардың аз болуы (сутегі иондарының біраз бөлігі оң жаққа ауысып кетті) теріс зарядтардың басым болуы себепті ол орта теріс зарядталады. Осылайша ыдыстың екі жағындағы екі түрлі зарядтардың арасында электр өрісінің айырымы туындайды оны диффузиялық потенциал деп атаймыз. Мембраналық потенциал (немесе тыныштық потенциал) дегеніміз – салыстырмалы физиологиялық тыныштық жағдайдағы мембрананың ішкі және сыртқы беттері арасындағы потенциалдар айырмашылығы. МП екі түрлі себептер нәтижесінде байқалады: мембрананың екі жақ бетіндегі иондар таралуының бірдей болмауы. Жасуша ішінде, сыртымен салыстырғанда, К+ иондары көп болады. Ал Na+ мен CI- иондары жасуша сыртында, ішіне қарағанда, көп болады. Иондардың мұндай таралуын иондық теңсіздік (асимметрия) деп атайды; иондар үшін мембрананың таңдамалы өткізгіштігі. Тыныштық жағдайда әртүрлі иондар үшін мембрананың өткізгіштігі бірдей болмайды. Жасуша мембранасы К+ иондарын жақсы өткізеді, Na+ иондарын аздап өткізеді, ал органикалық заттарды тіпті өткізбейді. Осы екі себептің есебінде иондар қозғалысына жағдай жасалады. Бұл қозғалыс иондар концентрациясының айырмашылығы нәтижесінде, ешқандай энергия жұмсамай, селқос тасымал – диффузия арқылы жүреді. К+ иондары жасушадан шығып, мембрананың сыртқы бетіндегі оң зарядтарды көбейтеді, ал CI- иондары жасушалар ішіне қарай селқос тасымал арқылы кіреді, осының салдарынан мембрана сыртындағы оң зарядтар одан сайын көбейеді. Мембрана бетіндегі оң зарядтардың көбеюіне, оның сыртында жинақталған Na+ иондары да үлесін қосады. Фазалық потенциалдар араласпайтын екі фазалық күйдегі заттар шекарасында (судағы электролит ертіндісі мен май) пайда болады. Мысалы, анионға салыстырғанда катиондар майлы ортада жақсы еритін болса, онда ол майлы ортадаға жылдам ауысып, ортаны оң зарядтайды. Тыныштық потенциалы немесе мембраналық потенциал, деп физиологиялық тыныштық жағдайында жасуша цитоплазмасы мен жасуша аралық сүйықтық арасында байқалатын биоэлектрлік потенциалдар айырмасын айтады. Тыныштық потенциалы жасуша мембранасының сырт және іш жағында калий, натрий жоне хлор иондары концентрациясының тең болмауының және мембрананың осы иондарды өткізу кабілетінің әртүрлі болуының салдарынан туындайды. Нерв және ет жасушаларында тыныштық потенциалының деңгейі 60-90 мВ шама-сында қалыптасады және де, мембрананың сыртқы беткейі оң, ішкі беткейі теріс зарядталады. Тыныштық жағдайында жасуша мембранасының калий иондары үшін өтімділігі өте жоғары болады. Онымен салыстырғанда натрий иондарының өтімділігі 25 есе, хлор иондарының өтімділігі - 2 есе аз деңгейде сақталады. Осының салдарынан нерв пен ет жасушаларының цитоплазмасында жасуша аралық сүйықпен салыстырғанда калий ион-дары 30-50 есе көп, натрий иондары 8-10 есе, хлор иондары - 50 есе аз болады. Қүрамында диссоциацияланған фосфаттар мен гидроксильдік тоіггардың болуымен байланысты мембрана катион-дармен салыстырғанда аниондарды нашар өткізеді. жүктеу/скачать 159,95 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|