Биоэлектрогенез.

Биопотенциалдарды алу үшін бионысандар мен күшейткіштің кіріс электрлік тізбегі арасындағы жанасу ролін атқаратын электродтар пайдаланылады. Олардың шығысы жайшылықта өздігінен жазатын немесе дабылдарды талдау құрылымына қосылған болып келеді. Электродтар конструкциясы әртүрлі және биопотенциалдарды дәл етіп тіркеу талаптарына сай, биоэлектрлік үрдістерді зерттеу әдісімен және мақсаттарымен анықталады. Алайда биопотенциалдарды тіркеудің қарапайымдылығына қарамастан бұл үрдістердің жаэбаларына физиологиялық ақпараттарды жекелеп бөліп алу күрделі мәселе болып есептеледі және бұл жағдай олардың генезінің жеткілікті айқын болжауымен байланысты.

Биоэлектрогенез табиғаты ерітінділердегі электролиттік диссоциация теориясы (Аррениус С. А., 1887) шыққаннан соң ғана тұжырымдалды.

Себебі, тірі ұлпаларды электролиттер ерітіндісі деп қарастыруға болады, онда электрогенез оларда иондардың біртегіс таралуымен байланысты. Биопотенциалдардың пайда болу тетігін электролиттік диссоциация теориясы тұрғысынан зерттеу тірі ұлпалардағы биоэлектрогенезді түсіндіретін бірқатар факторларды тағайындауға мүмкіндік береді:

1.
Жасушалар цитоплазмасы химиялық құрамы бойынша жасушалардың кеңістіктегі көп айырмашылықта болады. Мысалы омыртқалы жануарлардың жүйке және бұлшық жасушаларының цитоплазмасында жасуша аралық сұйықтарға қарағанда калий иондарының қанықпасы 30-40 есе көп, натрий иондарының қанықпасы 10 есе аз.

2.
Иондық қанықпалардың айырмасы жасуша сыртымен ішіндегі иондардың құрамын теңестіру үшін жағдай жасайды.

3.
Мембраналық жүйеде иондардыңбелсенді тасымалына иондық ассиметрияны ұстап тұрудың маңызды ролі жүктелген. Яғни, цитоплазма мен жасуша аралық сұйықтың иондық градиентін ұстап тұрады.

4.
мембраналық үрдістер әртүрлі иондар үшін плазматикалық мембрананың таңдамалық өтімділігін негіздейді. Осының салддарынан жасушалық мембрана арқылы катиондар мен аниондар диффузиясы бірдей жылдамдықпен жүреді; қанықпа градиентінің болуы мембраналық потенциалдардың тікелей пайда болуына қызмет етеді.

5.
тірі ұлпаларды қарастырғанда жасушалық мембрана арқылы иондардың диффузиясын еске алу қажет, жасуша ішінде және жасуша сыртында қанықпа әртүрлі және қанықпа мембрана арқылы өтуге қабілетті. Иондар диффузиясы Гольдман теңдеуімен жазылады:

Мұнда R - газ тұрақтысы (R = 8,316 Дж/(моль • К)); Т - ерітіндінің абсолютті температурасы; Р - Фарадей саны (F - 96500 Кл/моль); п - диффузиялайтын иондар валенттілігі; р - мембрана өтімділігі, ол әр ионға белгілі жағдай үшін берілген (тыныштық немесе қозу); - калий, натрий иондарының және аниондардың жасуша сыртындағы, - жасуша сыртындағысәйкес қанықпасы бұл теңдеудің жақсы термодинамикалық негіздемесі бар. Дегенмен ол үрдістердің жуықталған жазбасы болып табылады.

Гольдман теңдеуін талдау цитоплазма мен жасуша аралық ортаның арасындағы тыныштықтағы және әртүрлі жасушадағы қозу кезінде потенциалдар айырмасын жуықтап есептеуге мүмкіндік береді.

1-ші жағдайда потенцалдар айырмасын тыныштық потенциалы, 2-шіде қозу (әрекет) потенциалы деп аталады. Эксперименттік және есептеулер мәліметтері ағзаның барлық жасушалары тыныштық қалпында поляризацияның белгілі дәрежесімен сипатталатынын айғақтайды. Жасушалық мембрана әрқашанда зарядталған болып келеді, мұнда оның ішкі беті жасуша аралық ортаға қатысты теріс таңбалы. әртүрлі жасушалар үшін бұл потенциалдар айырмасы әртүрлі, және әрқашанда онаған мВ құрайды. Тыныштық потенциалы калий катиондарының мембрана арқылы жылдам диффузиясының цитоплазмада болатын органикалық полимерлер аниондарының диффузиясымен салыстырғанда тез жүруімен түзіледі. Мембрананың таңдама өтімділігі жасуша мен орта арасындағы иондар қанықпасын толық теңестіруге бөгет болатын қамтамасыз етеді.

Тыныштық потенциалы тірі ұлпалардың қозушылығын сипаттайтын яғни тітіркендірушінің әрекетінен күйі мен қасиетін өзгертуге қабілеттілігін сипаттайды. Ұлпаның қозуының белгісі жасушалық мембрана иондық өтімділігінің өзгеруі салдарынан әрекет потенциалының пайда болуы болып табылады. Әрекет потенциалының пайда болуын түсіндіру үшін А. Ходжкин мен А. Хаксли мынадай гипотеза ұсынды:

Ұлпалардың қозуында калий мен натрий иондары үшін жасушалық мембранасының өтімділігінің мәндерінің арақатынасы миллисекунд үлесінде өзгереді.

Өтімділіктің мұндай өзгерісі натрий катиондарының мембрана арқылы жасуша ішіне қарай диффузиясын үдетеді оның ішкі және сыртқы қабырғалары арасындағы потенциалдар айырмасын өзгертеді. Натрийлік потенциал немесе инверсия потенциалы деп аталатын потенциал секірмесі пайда болады. Олардың шамасы әртүрлі ұлпалар әртүрлі, бірақ әрқашан тыныштық потенциалына салыстырмалы түрде оң таңбаға ие болады. Бірнеше мыңдаған мВ жетеді. Мембранада әрекет потенциалының пайда болу мезетінде полярлану инверсиясы байқалады-ішкі беті жасуша аралық ортамен салыстырғанда оң зарядталады. Мұндай күй деполярлану деп аталады. Полярланудың бастапқы қалпына қайта оралуы реполяризация деп аталады. Жүйенің қозу импульстерінің арасындағы уақыт аралығы иондары белсенді тасымалымен жасушадан басы артық натрийді алып шығады, ол әрект потенцалының пайда болу моментінде жүреді, және цитоплазмаға жетпей тұрған калийді тығындап иондық градиентті қалпына келтіреді. әрекет потенциалына тән ерекшелігі оның жасушалық мембрана бойымен жергілікті аймағынан таралу қабілеті болып табылады. Берілген үрдіс көп рет қайталанылатын және мембрананың көршілес бөліктерін қамтитын әрекет потенциалының ретрансляциясы мен электр тоғының қозған бөліктен қозбаған бөліктен қозғалысын білдіреді.

Дата добавления: 2015-08-13