Активті транспорт – бұл концентрация градиентіне қарсы заттардың транслоказаның көмегімен мембрана арқылы тасымалдануы.
Заттың активті транспорты энергияны қажет етеді. Яғни транспортық жұйе затың тасымалдануын және осы процестін энергиямен қамсыздануын бір уақытта жүзеге асырту керек. Бұл мәселе бірнеше жолдар арқылы шешіледі.
• Плазмалемманың екі жағының арасында потенциалдың айырымы сақталады, электрлік заряд.
• Барлық клеткаларда сыртқы жағына қарағанда ішкі жағы теріс зарядталған
• Соған байланысты катиондар оң зарядталған клеткаға қарай жүреді, аниондар теріс итеріліде.
• Бірақ олардың концентрациясы да әсер етеді.
1.Көп клеткаларда ПМада натрийды1.Көп клеткаларда ПМада натрийды шығаратын натрийлық насос бар. Кейде натрийлық насос калий насоспен бірге істейді. Ондай насосты натрий-калийлық насос (Nа+, К+-насос) деп атайды. Активті тасмалданудың мысалы.
Насостар – интегральдық тасмалдаушы белоктар, иондардың активті тасмалдануын жүргізеді. Тасмалдану энергия пайдаланып электрохимиялық градиентке қарсы жүреді. Энергияны АТФтен, НАДНтан алады.
АТФ+НОН →АДФ +Фнг
АТФті гидролиздейтін фетменттер АТФаза деп аталады. К, Nа -АТРаза, Н-АТРаза, Са2-АТРаза, анионная АТРаза.
2.Н+-иондардың АТФтің энергиясын пайдаланып мембрана арқылы
тасмалдануы протондық помпа деп аталады (Н+помпа или Н -насос).
Ол клетканың рН-ын реттейді, мембрандық потенциал құрайды, энергияны сақтау және айналдыру, мембрандық және алысқа тасмалдау, минералдық элементтерді сіңіру ж. т.б.
Насос – ол ерекше белок, мембранаға барып тұратын.
• Ішкі жағынан натрий мен АТФ кіреді, сыртқы жағынан - калий.
• Белок конформациялық өзгергенде иондар тасмалданады. Белок АТФаза ретінде де жұмыс істейді. Шыққан энергияны тасмалдауға пайдаланаді.
• Оны бірінші ретті тасмалдану деп айтады.
• 2 калий ионның орынына 3 натрий ионы шығады.
Соның себебінде клетканың іші теріс зарадталады. Мембрананың екі жағында потенциалдың айырымы пайда болады.
• Шыққан натрий клеткаға қайтадан диффузияланады, бірақ өте баяу.
Екінші ретті активті тасмалдану. Онда тасмалдағыштар болып белгілі белоктар келеді, ал АТФтің энергиясы олардың мембрана арқылы
тасмалдануына пайдаланады. Заттың тасымалдануы және энергия беретін реакция бірге қосарланып жүреді. Көбінесе энергия беретін реакция ретінде
АТФ гидролизі болады. АТФ гидролизі нәтижесінде шыққан энергия пайдаланып мембрана арқылы заттардың тасымалдануы біріншілік активті транспорт (первичный активный транспорт) деп аталады.
а) Заттың тасымалдануын жүзеге асыратын транслоказа АТФ- азалық активтілігіне ие болады. Осындай механизм арқылы саркопазмалық ретикулумының цистерналарына Са 2+ - иондарын тасымалдайтын Са 2+ -насостары қызмет атқарады, Nа +,К + -АТФ-аза Nа + -, К + -иондарының плазмалық мембрана арқылы АТФ-тәуелді тасымалдануын іске асыртады.
б) Заттың транспорты АТФ гидролизін жүзеге асыртатын реакциялардың күрделі жиынтығымен байланысқан. Мысалы ретінде аминқышқылдардың мембрана арқылы тасымалдануы.
Активті транспорты энергиямен қамсыздандыру үшін екінші механизмі. Бұл механизмде екі зат қосарланып мембрана арқылы тасымалданады. Бір заттың, мысалы Х, концентрация градиенті бойы пассивті транспортты жүреді, екінші зат қосарланып концентрация градиентіне қарсы тасымалданады, яғни активті транспорты іске асады. Бұл транспорты екіншілік активті транспорт (вторично-активный транспорт) деп атайды.
Транспортың бұл түрінің екі варианты болады:
1. активті симпорт
2. активті антипорт.
Активті симпорт – екі зат транслоказа қатысумен мембрананың бір жағына тасымалданады. Мысалы ретінде, симпорт жолымен глюкоза ішек және бүйрек клеткаларының ішіне Na + -иондарымен бірге тасымалданады. Бір белок-тасымалдауші глюкоза мен Na + - иондарын байланыстырады да мембрана арқылы тасымалдайды.
Активті антипорт – транслоказа екі заттарды өзара кері бағытта тасымалдайды. Мысалы, плазмалық мембрананың құрамындағы Na + -Са + -насос активті антипорт түрінде екі иондарды тасымалдайды. Na + -иондары концентрация градиенті бойы клетканың ішіне тасымалданады, ал Са + -иондары концентрация градиентіне қарсы клеткадан шығып кетеді.
Активті антипорт арқылы заряды ұксас иондар тасымалданады.
37.
Биоэлектрлік потенциалдар теориясы.
Биоэлектрлік потенциалдар деп жануарлардың, адамдардың тканінде, клеткаларында пайда болатын потенциалдар айырмасын айтамыз. Биоэлектрлік потенциалдар өсімдіктерде де пайда болады. Тірі организмдегі потенциалдар айырмасының қалай пайда болатынын түсіну үшін еретінділердегі патенциалдардың қалай пайда болатынын қарастыра кетейік.
Ерітінділерде пайда болатын патенциалдар электронды және ионды болып екіге бөлінеді. Айталық, еретіндіге мыс және мырыш (цинк) салынған екен десек. Мыс еріген кезде бос электронды және ионды бөліп шығарып, өзі оң зарядталса, мырыш ол электрондарды қабылдайды да теріс зарядталады. Сөйтіп, ерітіндіде потенциалдар айырымы пайда болады. Ерітінділердегі иондардың әсерінен пайда болатын потенциалдарды ион типті потенциалдар деп атайды. Ион типті потенциалдар диффузиялық, мембраналық және фазааралық болып үшке бөлінеді.
Диффузиялық потенциалдар концентрациялары: әр түрлі екі ерітіндінің шекарасында байқалады. Айталық, бір ыдысқа әр түрлі концентрациялы екі ерітінді құйылған делік. Анығырақ болу үшін тұз қышқылын алайық (HCl – соляная кислота). Осыдан екі түрлі концентрация жасайық та, оларды ортасы қалқамен бөлінген бір ыдысқа құялық. Сонда иондар концентрациясы жоғары ерітіндіден концентрациясы төмен ерітіндіге қарай қозғала бастайды. Иондар диффузиясының жылдамдығы олардың қозғалғыштығына тікелей байланысты болады. Хлор ионының қозғалғыштығы – 65,5
см² · Омˉ¹ Г – экв, ал сутегі ионының қозғалғыштығы –315 см² · Омˉ¹ Г – экв. Сутегі ионы хлор ионына қарағанда тезірек қозғалады екен.
Биопотенциал (биоэлектрикалық потенциал, ескерілген. биоток) — зерттелетін тірі тін мысалға ми, жасуша және басқа да құрылымдардағы зарядтардың өзара қарым-қатынасының энергетикалық сипаты. Осында метаболикалық процестің характерін, яғни оның биоэлектрикалық белсенділігін сипаттайтын абсолюттік потенциалы емес, ал жасушаның екі нүкте арасындағы әртектілігі өлшенеді. Түрлі органдардың жағдайы мен қызметі туралы ақпаратты алу үшін биопотенциал пайдаланады.
Пайда болу салдары
Жеке жасушалардағы қоздырылған және қоздырылған емес бөліктер потенциалдардың әртектілігі қоздырылған жасуша бөлігі қоздырылмаған жасуша бөлігінен кіші болуымен сипатталады. Жасуша үшін потенциалдардың әртектілігі жеке жасуша потенциал жиынтығымен анықталады.
Электрикалық потенциалдардың әртектілігі, бір жағдайларда, организмнің тіршілігі үшін маңызды рөл атқарады (электрикалық тұтасқанат), ал кейбір жағдайда, биохимиялық алмасудың жанама әсері болу мүмкін.
38.
Іс-әрекет потенциалы және тыныштық потенциалы
Іс-әрекет потенциалы дегеніміз жасушаның қозуы кезінде пайда болатын потенциалды атаймыз. Көп жағдайда, ол тез арада өзінің максимунына (~0,1—10 миллисекунд ішінде) жетіп, кейін баяулап (миллисекундтан — секунд ішінде) нөлге дейін жетеді.
Тыныштық потенциалы — жасуша және оның құрамы орналасқан ортадағы бар потенциал аталады.
Зақымдану потенциалы— зақымдалған және зақымдалмаған жасуша бөлігі арасындағы потенциал. Жасушаның зақымдалған бөлігі зақымдалмаған бөлігіне қарағанда теріс потенциалға ие болады.
Биопотенциалдардың табиғаттағы көріністері
Кейбір жануарлардың организмінде қорғану және шабуыл жасау үшін жоғары потенциалды тудыратын арнайы жасушалар бар. Бұл электрикалық күш бірнеше жүздеген вольтқа дейін жетеді:
· Электрикалық тұтасқанат
· Электрикалық жыланбалық
39.
Медициналық диагностика
Потенциалдар айырмасының уақыт бойынша өзгеруін электрограмма дейді.
Жүректің биопотенциалдарының уақыт бойынша өзгеруін электрокардиограмма (ЭКГ) деп аталады.
ЭКГ- жүрек циклінің белгілі бір уақытында жүректе пайда болаты электрлік құбылысты тіркеп жазып алу әдісі болып табылады.
Ми қабатының биопотенциалының уақыт бойынша өзгеруін электроэнцефалограмма (ЭЭГ) деп атайды.
ЭЭГ- бас миының әртүрлі бөлігінен шығатын электірлік потенциалдар тербелісін тіркеу әдісі.
Бұлшық ет биопотенциалының уақыт бойынша өзгеруін электромиограмма (ЭМГ) дейді.
Жүректің биопотенциалдарының уақыт бойынша өзгеруін электрокардиограмма (ЭКГ) деп аталады.
Нерв импульстарының синапстық мембрана арқылы өткізілу заңдылығын түсіндір, электрік және химиялық синапстарға мысал келтіріңіз
Нерв жүйесінің маңызыНерв жүйесі организмді өзгеріп отыратын сыртқы орта факторларына бейімдеп, оның біртұтастығын қамтамасыз етеді. Нерв жүйесі жасушалардың ұлпалардың, мүшелер мен мүшелер жүйесінің қызметтерін реттеп, оларды өзара байланыстырады. Нерв жүйесі сыртқы және ішкі тітіркедіргіштерге организмнің жауап қайыру мүмкіндігін береді.Нерв жүйесінің жоғары бөлімдері психикалық іс-әрекеттің көрініс беріп жүзеге асуын қамтамасыз етеді. Нерв жүйесі – информацияны жылдам жеткізетін және басқаруды жүзеге асыратын күрделі үйымдасқан әрі жоғары дәрежеде маманданған жүйе.
Нерв жүйесі қызметтік жағынан 2 бөлімге жіктеледі:
1) Соматикалық нерв жүйесі.
2) Вегетативтік нерв жүйесі.
Нерв талшықтары, оларға тән қасиеттер
Нерв талшықтарының яғни нерв жасушала өсінділерінің ең негізгі қасиеті — өздері арқылы қозу импульстерін өткізу (тарату) болып есептеледі. Біртекті нерв жасушаларынан шығатын нерв талшықтары шоғырланып ортақ нерв жүйесі шеңберінде өткізгіш жолдар деп аталады.
Нерв талшықтарының морфологиялық белгісіне қарай балдырлы немесе миелинді және балдырсыз (миелинсіз) деп екі топқа айырады. Миелинді сезгіш және қозғағыш талшықтар сезім органдары мен қаңқа еттерін жабдықтайтын нервтердің, сондай-ақ вегетативтік нерв жүйесінің құрамына енеді. Миелинсіз талшықтар омыртқалы жануарларда негізінен симпатиқалық нерв жүйесіне тән.
Миелин қабығы миелоциттердің (Шванн жасушаларының) осьтік цилиндрді бірнеше қайтара орауының нәтижесінде пайда болады. Орамдар бір-бірімен кіргісіп тығыз майлы қорап — миелин қабығы түзіледі. Ол талшықтың бойында әрбір 1-2 мм сайын үзіліс жасайды. Мұндай ашық аймақтыі Ранвье үзілістері деп атайды, олардың диаметрі 1 мкм шамасында.
Балдырсыз талшықтарда миелин қабығы болмайды, олар тек Шванн жасушалаларымен (невриллемамен) ғана қапталған. Нерв талшықтарындағы құрылымдық элементтердің де әрқайсысының өзіне тиісті қызметі бар.
Невтерден қозу өтудің заңдары. Нерв арқылы қозу өтуге (таралуға) тән бірнеше ерекшеліктер бар.
1. Нерв талшығы морфологиялық функциональдық зақымданбаған, сау болуы керек. Мұны талшықтың анатомиялық және физиологиялық үзіліссіздік заңы деп атайды. Егер талшықты кесіп қиса немесе оның бір бөліміне жоғарғы не төменгі температурамен, я улы заттармен (мыс.тетродотоксинмен), анестетиктермен әсер етсе ол арқылы қозу өтпейді.
2. Екі бағытта өткізу, яғни нерв талшығы қозуды екі бағытта да өткізе алады. Бұл заңдылықты 1877 жылы өз тәжірибесінде Бабухин дәлелдеген.
3. Жекелеп өткізу. Қандай да болмасын шеткі нерв бағаны түрліше нерв талшықтарынан құралған. Онда қозғағыш, сезгіш және вегетавтивтік нерв талшықтары болады. Бірақ, єр нерв қозуды жекелеп өткізеді. Осыған орай бір нерв өзіндегі әр түрлі талшықтар арқылы түрлі шеткі органдарға импульстер жеткізіп, олардың қызметін өзгертеді. Мәселен, кезеген нерв көкірек қуысындағы барлық органдарды, құрсақ қуысындағы көптеген органдарды жабдықтайды.4. Нерв талшығыныњ салыстырмалы шаршамайтындығы. Егер нерв-ет препаратын ұзақ уақыт ырғақты тітіркендірсек, біраздан кейін ет шаршап, жиырылуын тоқтатады, ал нерв қозу өткізу қабілетін жоғалтпайды. Бұл қасиетті 1883 жылды Введенский байқаған.Синапс, құрылымдық-қызметтік ұйымдасуы
«Синапс» ұғымын ғылымға 1897 жылы ағылшын физиологы Ч.Шеррингтон енгізді. Синапс құрылымында негізгі үш бөлімді айырады:1-пресинапстық звеноны немесе пресинапсты (көп жағдайда ол аксонның ең ақырғы тармақтарынан тұрады); 2- постсинапстық звеноны немесе пастсинапсты (көбінесе ол келесі нейрон денесі немсе дендрит мембранасының байланыс түзетін аймағы); 3- пресинапс пен постсинапс арасындағы болар — болмас (10-50 нм-дей болатын) синапстық саңылауды. Пресинапс пен постсинапс мембраналарының бір-біріне дәл (сай) келетін байланыс түзетін аймағы көп жағдайда пресинапстық мембрана немесе мембрана деп те атайды.Аксон талшылықтарының жасуша денесінде түзетін синапстарын қандай жасуша
23:47:53
бөлімімен байланысуына қарай: аксоматикалық, аксо-дендриттік, аксо-аксональдық, одан басқа әр трлі нейрондар дендриттерінің арасында дендро-дендриттік, нейрон денелерін бір-бірмен байланыстыратың сомато-соматикалық және жасуша денесі мен дендриттер арасыңда сомато-дендриттік синапстар да болады.Синапстар арқылы қозу өтудің екі механизмін айырады: электрлік және химиялық. Ең көп тарағаны химиялық синапстар, содан соң –электрлік синапстар, ең азы – аралас синапстар. Электрлік механизмді синапстар қарапайым нерв жүйесі бар жануарларда басым болады. Синапстың қай механизм арқылы қозу өткізетіндігі көп жағдайда синапстық саңлаудың диаметрі айқындайды. Химиялық синапстарда оның шамасы 10-20 нм –дей. Пресинапстық тоқ саңылауға жеткенде ондағы төменгі кедергіге байланысты жайылып, күші кемиді де, субсинапстық мембранаға оның небєрі0,0001 бөлігі өтеді. Ал бұл мембраналоық потенциалдың қозу тууға жететіндей өзгерісін өрбіте алмайды. Сол себептен де химиялық синапста қозудың берілуі химиялық заттардың (медиаторлардың) қатысуымен жүзеге асады. Медиаторлар пресинапстың артындағы кеңейген аксон терминаль бөлігінің ішінде болатын диаметрі 30-50 нм шамасындай көпіршіктерде орналасады. Нерв талшығының бойымен келген импульстің єсерінен пресинапс мембранасындағыкальций каналдарының өткізгіштігі жоғарлайды да, ішке қарай өтетін кальций иондарының ағыны күшейіп, көпіршікткр маңындағы олардың концентрациясы артады. Бұл концентрация тиісті шамаға жеткенде көпіршіктер пресинапстық мембранаға қарай жақындап, тіпті онымекнсіңісіп кетеді. Осы кезде олар жарылып, ішіндегі медиатор кванттары босайды (єр көпіршікте 1 квант, єр квантта бірнеше мың молекула болады). Химиялық зат – медиатор синапстық саңылауға түсіп, субсинапстық мембранадағы арнайы билок-липоидты молекулалардан туратын сезгіш рецепторлық туындымен өзара єрекеттеседі. Субсинапстық мембрананың ион өткізгіштігі өзгереді. Егер медиатор қозу тудырушы болса мембанада деполяризация жүреді. Қоздырушы постсинапстық потенциал пайда болады. Медиатор кванттарының мөлшері жеткілікті болған жағдайда қоздырушы постсинапстық потенциал таралатын єрекет потенциалына айналады.
Электрлік синапстардағы саңылау диаметрі 2- 4 нм-ден артпайды. Онымен қоса бұл саңылауларда диаметрі 1-2 нм-дей болатын белокты молекуладан тұратын, пресинапстық мембрана мен субсинпстық мембранаға бойлай еніп оларды өзара байланыстыратын көпіршелер – каналдар болады. Каналдар біраз бейорганикалық иондардың, кейбір майда молекулалардың бір жасушадан екіншілеріне өтуіне көмектеседі. Осындай синапстарда электрлік кедергі өте аз болады да, пресинапстық ток күші әлсіреместен постсинапстық жасушаға өтеді.
Химиялық сиапстарға тән болатын бірнеше функциональдық ерекшеліктер бар: 1. Олар арқылы қозу кешігіп өтеді (сиапстық кешігу), мысалы, жылықандыларда 0,2-0,5 мс. Ал электрлік синапстарда мұндай кешігу болмайды. 2. Химиялық синапс арқылы қозу тек бір бағытта өтеді, өйткені тиісті сигналды жеткізуге тиісті медиатор пресинапстық звенода ғана орналасады. Электрлік синапстарда қозу көбінесе екі бағытта да өте алады. 3. Химиялық синапстардағы медиаторлар өздерінің табиғатына, қызметіне қарай, постсинапстық (субсинапстық) мембранада қозу да, тежелу де тудыра алады. Электрлік синапстар арқылы тек қозу ғана өте алады, өйткені пресинапстардан нерв импульстері постсинапстық звеноға ылғи да деполяризация толқыны түрінде жетеді.
Адам мен жоғары сатылы сүтқоректілердің орталық нерв жүйесінде қоздырушы және тежеуші медиаторлар ролін атқаратын мына заттарды атауға болады: ацетилхолин, катехлораминдер (адреналин, норадреналин, дофамин), серотонин, нейтральды амин қышқылдары (глутамин, аспарагин), қышқыл амин қышқылдары (глицин, гамма-амин май қышқылы — ГАМҚ), полипептидтер (энкефалин,соматостатин), т.б. заттар.
