36
anizm hesab olunur. Məsələn, adi şəraitdə tənəffüs zamanı xaric
olunan havada oksigenin miqdarının azalması, tənəffüsün tezlik
və dərinliyinin kifayət qədər artmasına səbəb olur. Yüksək dağlıq
ərazidə oksigenin aşağı miqdarına adaptasiyaolunma
mərhələsindən sonra (xaric edilən havada oksigenin aşağı
miqdarının təsiri) elə həmin təcrübə ilk nəfəsalmanın qısa
müddətli sürətlənməsinə səbəb olur.
35
III FƏSİL
HÜCEYRƏ FİZİOLOGİYASI
Orqanizmin funksiyalarını toxuma elementlərindən ibarət
olan orqan və orqanlar sistemi yerinə yetirir. Başqa sözlə,
orqanizmin funksiyasının yerinə yetirilməsi hüceyrənin
funksiyası ilə müəyyən edilir. Hüceyrənin hər hansı funksiyası
xüsusi zülallar vasitəsilə həyata keçirilir, hansı ki, kimyəvi
strukturu haqqında məlumat endogen hüceyrə proqramında –
gendə (genlər cəmi – hüceyrə genomu) qeyd edilmişdir.
Deməli, bütün funksiyalar genomda determinə olunmuşdur.
Eyni vaxtda müxtəlif tip hüceyrələr müxtəlif funksiyalar yerinə
yetirir. Bundan aydın olur ki, müxtəlif hüceyrələrdə müxtəlif
genlər fəaliyyət göstərir. Beləliklə, hüceyrənin fiziologiyasını
dərk etmək üçün nəinki genin ekspressiyasının necə getdiyini,
həm də genin diferensial ekspressiyasının necə həyata
keçirildiyini bilmək lazımdır. Başqa sözlə, genomun işinin necə
tənzim olunmasını bilmək lazımdır.
Hüceyrə üç əsas komponentdən ibarətdir: 1) Plazmatik
membran; 2) Nüvə (hüceyrə genomu ilə); 3) Sitoplazma
( sitozol – onda strukturlaşan subhüceyrə vahidi – orqanoidlər).
Sitozol orqanoidlər, sitosiklet və törəmələrdən ibarətdir.
Orqanoidlər (orqanoid) – dəqiq funksiyaları yerinə yetirməkdə
ixtisaslaşan sitoplazmanın metabolik fəal elementləridir (şəkil
3.1). Orqanoidlərə sərbəst ribosomlar, qranulyar endoplazmatik
tor (kələ-kötür endoplazmatik retikul), hamar endoplazmatik
tor (hamar endoplazmatik retikul), mitoxondri, Holci
kompleksi, hüceyrə mərkəzi, haşiyəli qovuqcuq, lizosomlar və
perooksisomlar aiddir.
Hüceyrə nəzəriyyəsinə əsasən bitki və heyvanların struktur
elementi hüceyrədir. Orqanizmin ən kiçik struktur, quruluş və
çoxalma vahidi hüceyrədir.
«Nüvə» termini ilk dəfə bitki hüceyrələrində sapvari struk-
36
turu ifadə etmək üçün işlədilmişdir.
Şəkil 3.1. Heyvan hüceyrəsinin ən əsas orqanoidlərinin təsvir ol-
unduğu sxematik şəkli: 1-xromatinlər, 2-nüvə membranı, 3-nüvə,
4-nüvəcik, 5-ifrazat qovuqcuğu, 6-lizosom, 7-ribosom, 8-
endoplazmatik retikul, 9-bazal cisim, 10-flagellum, 11-mitoxondri,
12-hüceyrə mərkəzi, 13-mikroxovcuqlar, 14-vakuol, 15-psev-
dopodillər (yalançı ayaqcıqlar), 16-mikroborucuqlar, 17-sitoskelet,
18-Holçi aparatı, 19-membran.
Nüvə komponentlərindən olan yaxşı rənglənən xromatinin
tərkibinə DNT zülalı kompleks şəkildə daxil olur. Həmçinin
RNT-də müşahidə olunur. DNT-də zülalların quruluşu
haqqında genetik məlumat yerləşir.
37
İngilis alimi R.Huk ilk dəfə müxtəlif bitkilərin mantar və
gövdəsinin kəsiyinə mikroskop altında baxmış, «Mikroqrafiya»
əsərində (1665) təsvir etmiş və hüceyrə sözünü elmə
gətirmişdir. İngilis botaniki H.Qryu hüceyrənin divarının
liflərlə örtülü olduğunu göstərmişdir (1682). 1830-cu ildə al-
man botaniki F.Meyenin fikrincə, bütün bitki orqanları
hüceyrəvi quruluşa malikdir. Alman alimləri M.Şleyden və
Şvan bitki və heyvan hüceyrəsinin mikroskopik quruluşu
haqqında zəngin material vermişdir (1831, 1838).
Hüceyrəni öyrənmək üçün lupadan (2-25 dəfə böyüdür),
işıq mikroskopundan (3600 dəfə böyüdür), elektron mik-
roskopundan (100 min dəfə böyüdür) və texniki tərəqqinin in-
diki ultramikroskop, mikroelektrodları sinir hüceyrəsinə
stereotoksis cihazın köməkliyilə yeritməklə, elektroensofolo-
qraf cihazlar və s. istifadə etməklə hüceyrənin funksiyasının
neyrohumoral tənzimi aydınlaşdırılır.
3.1. Hüceyrə mübadilənin fizioloji
prosesinin vahidi kimi
Plazmatik membran (plazmalemma). Heyvan hüceyrələri
plazmatik membranla əhatə olunmuşdur (şəkil 3.2). Əksər hü-
ceyrədaxili membranlarla çox oxşar olan plazmatik membran
quruluşu üzərində bir qədər ətraflı dayanaq. Membranın əsas
matriksi lipidlərdən, əsas etibarilə fosfotidilxolindən təşkil ol-
unmuşdur. Bu lipidlər hidrofil qruplu başcıqdan və ona birləşən
uzun hidrofob karbohidrat zəncirli quyruqcuqdan ibarətdir.
Suda bu cür lipidlər spontan olaraq 4-5 nm qalınlıqda ikiqat tə-
bəqə yaradırlar ki, burada da hidrofil qruplar sulu mühitə tərəf
istiqamətlənir. Hidrofob karbohidrat zəncirləri isə iki cərgədə
düzülərək susuz lipid faza yaradırlar. Hüceyrə membranları
məhz bu tipli ikiqat lipiddən ibarət olub, özlərində
qlikolipidləri, xolesterolu və fosfolipidləri saxlayır (şəkil 3.3).
Qlikolipidlərin hidrofil hissəsi oliqosaxaridlərdən təşkil olun-
38
muşdur. Qlikolipidlər plazma membranının xarici səthində
yerləşirlər və molekulun oliqosaxarid hissəsi ətraf mühitə çıxmış
tükcük şəklində istiqamətlənir. Fosfolipidlər arasına səpələnmiş
xolesterol molekulları isə onlarla birlikdə membranı
sabitləşdirir. Müxtəlif lipidlərin membranın xarici və daxili qat-
larında yayılması eyni deyildir və hətta bir qatda elə sahələr
vardır ki, onlarda xüsusi lipid növləri olur. Bu cür qeyri-bərabər
yerləşmə güman
Şəkil 3.2. Hüceyrənin ən əsas orqanoidlərinin təsvir olunduğu
39
sxematik şəkli: 1-qlikogenin qranulaları, 2-plazmatik membran, 3-
lipid damcıları, 4-fəal mikroflamentlər, 5-aqranulyar endo-
plazmatik retikul, 6-mikroborucuq, 7-peroksisom, 8-Holçi aparatı,
9-qranulyar endoplazmatik retikul, 10-nüvə, 11-xromatin, 12-mito-
xondri, 13-sentriol, 14-sərbəst ribosomlar, 15-lizosomlar, 16-
vezikula, 17-desmosomlar, 18-kiprikcik.
Şəkil 3.3. Plazmatik membranın sxematik təsviri. Zülallar ikiqat
düzülmüş fosfolipid molekullarına batmış, onlardan bəziləri bisloy
qatına daxil olduğu halda, digərləri ancaq ya xarici, ya da daxili
qatda hələ məskən salır: 1-xolesterol, 2-qlikolipidlər, 3-membranın
xarici qatında olan zülallar, 4-fosfolipid, 5-qlobulyar zülal, 6-
molekulanın hidrofob hissəsi, 7-molekulanın hidrofil hissəsi, 8-
membranın
α-spiral hissəsi, 9-membranın daxili qatında olan
zülallar.
olunur ki, hələlik məlum olmayan hər hansı funksional əhəmiy-
yət daşıyır. Membranın lipid matriksinə daxil olan əsas funksio-
nal elementlər zülallardır. Zülallar müxtəlif membranlarda küt-
ləcə 25 %-dən 75%-ə qədəri təşkil edir. Lakin zülal molekulları
lipid molekullarına nisbətən çox böyükdür, belə ki, 1 zülal
molekulu 50 lipid molekuluna uyğun gəlir (kütləcə 50 %-də
ekvivalent münasibət). Bir qisim zülallar membranın
40
xaricindən daxili qatına keçir, digərləri isə yalnız hər hansı bir
qatda yerləşir. Zülal molekulları adətən elə düzülür ki, onların
hidrofob qrupları lipid membrana batır, polyar, hidrofil qrupları
isə membranın xarici səthində sulu faza tərəfə düzülür. Mem-
branın xarici səthinin bir çox zülalları qlükoproteidlərdir. Onların
hidrofil şəkər qrupları hüceyrədən xarici mühitə tərəf səmtlənir.
Hüceyrə həcminin təqribən yarısı sitoplazmadan membran-
la ayrılmış orqanoidlərdan ibarətdir. Hüceyrə orqanoidlərı
membranlarının ümumi səthi plazma membranının səthindən
10 dəfə çoxdur. Daha geniş yayılmış membran sistemi – endo-
plazmatik retikulum (şəbəkə) öz növbəsində güclü burulmuş
borucuqlardan və ya kisəcikli uzanmış törəmələrdən ibarət tor-
dur. Endoplazmatik retikulumun böyük sahələri ribosomlarla
dolu olur ki, bu cür retikulum qranulyar və ya dənəvər endo-
plazmatik retikulum adını alıb (şəkil 3.2).
Lizosomlar və peroksisomlar – çox böyük olmayan ix-
tisaslaşmış qovuqcuqlardır (vezikullardır). Bu cür müxtəlif
orqanoidlərin membranlarında və onların ətraf sahələrində spe-
sifik fermentlər olur. Orqanellanın daxilində onların müxtəlif
funksiyalarının həyata keçirilməsində istifadə olunan xüsusi
mübadilə məhsulları yığılır.
Nüvə və mitoxondirilər onunla fərqlənir ki, bu
orqanoidlərin hər biri ikiqat membranla əhatə olunub. Nüvə
hüceyrədə əsasən metabolizmin genetik nəzarətinə cavab-
dehdir; mitoxondirinin daxili, girintili-çıxıntılı membranında
oksidləşdirici-fosforlaşdırıcı metabolizm proseslərinin getdiyi
yerdir. Burada piruvatın və ya yağ turşularının oksidləşməsinin
hesabına yüksək enerjili birləşmə-adenozintrifosfat (ATP)
sintez olunur.
Sitoskelet. Orqanoidlərı əhatə edən sitoplazmanı mütləq
amorf hesab etmək olmaz. Onun sitoskelet törəməsi vardır. Si-
toskelet mikroborucuqlardan, aktin filamentlərindən və aralıq
filamentlərdən təşkil olunur (şəkil 3.2) Mikroborucuqların
xarici diametri təxminən 25 nm təşkil edir. Onlar adi polimer
41
kimi tubulin zülal molekullarının yığılması nəticəsində yaranır.
Aktin filamentləri. Yığıcı liflər membran qatı yanında və
bütün hüceyrə boyu yerləşir. Xüsusilə hərəkətlə bağlı olan
proseslərdə iştirak edirlər.
Aralıq filamentləri. Bunlar müxtəlif hüceyrə tiplərində
saxlanılan müxtəlif kimyəvi tərkibli bloklardan təşkil olun-
muşlar. Onlar sitoskeletlərin digər iki elementi arasında
müxtəlif əlaqə yaradırlar. Orqanoidlər kimi plazmatik membran
da, sitoskeletlə birləşmiş vəziyyətdədir. Sitoskelet hüceyrənin
quruluşunu və onlarda orqanoidlərin vəziyyətinin saxlanılma-
sını təmin etməklə yanaşı hüceyrənin formasının dəyişməsini
və onun hərəkətliliyini şərtləndirir.
Sitozol. Müəyyən edilmişdir ki, hüceyrə həcminin təxminən
yarısını sitozol təşkil edir. Belə ki, sitozol təxminən 20%
(kütləcə) sulu məhlul yox, gel şəklində zülaldan ibarətdir, yəni
sitozol hüceyrə kütləsinin 20%-ni zülal mənşəli birləşmələr
əhatə edir. Kiçik molekullar, o cümlədən üzvi və qeyri-üzvi
ionlar, sulu fazada həll olur. Hüceyrələrlə ətraf mühit arasında
ion mübadiləsi gedir (bu mübadilə prosesinə növbəti bölmədə
baxılacaq). Hüceyrəxarici mühitdə ionların qatılığı demək olar
ki, sabit səviyyədə saxlanılır. Bu ionlardan hər birinin hüceyrə
xaricindəki miqdarından fərqli olaraq, onun hüceyrə
daxilindəki miqdarı spesifik səviyyəyə malikdir (cədvəl 3.1).
Hüceyrənin xarici mühitində Na
+
kationu daha geniş yayılmış-
dır. Hüceyrədaxilində onun qatılığı xarici mühitə nisbətən 10
dəfə azdır. K
+
kationunun qatılığı isə əksinə, hüceyrə daxilində
daha çoxdur. Hüceyrədaxili və hüceyrəxarici mühitdəki qatı-
lıqlar arasındakı daha böyük qradient (fərq) Ca
2+
ionları üçün
də mövcuddur. Sərbəst Ca
2+
ionlarının qatılığı hüceyrənin
xaricinə nisbətən onun daxilində on min dəfə azdır. Bütün
ionlar sitozolda həll olur, onların bir hissəsi zülallarla adsorb-
siya edir və ya orqanoidlərdə ehtiyat halında toplanır. Məsələn,
Ca
2+
-un misalında birləşmiş ionlar sitozolda sərbəst ionlara
nisbətən daha çoxdur. Sitozol zülallarının böyük hissəsi –
42
fermentlərdir, onların iştirakı ilə aralıq metabolizmin çoxlu
prosesləri həyata keçirilir: qlikoliz və qlikoneogenez amin
turşularının sintezi və parçalanması, ribosomlarda zülalın
sintezi (şəkil 3.1). Sitozolda həmçinin vacib molekulların
ehtiyatı kimi lipid damlaları və qlikogen qranulaları (dənələri)
vardır (cədvəl 3.1).
Cədvəl 3.1
Homoyoterm heyvanların
əzələ hüceyrələrində ionların
hüceyrədaxili və hüceyrəxarici qatılığı. (A
-
-«yüksəkmolekullu hüceyrə
anionları», sükunət potensialı – 90 mV).
İonlar
Hüceyrədaxili
qatılıq, mmol
⋅l
−1
İonlar
Hüceyrəxarici
qatılıq, mmol
⋅l
−1
Na
+
12 Na
+
145
K
+
155 K
+
4
Ca
2+
10
−8
-10
−7
Ca
2+
2
Cl
−
4
Cl
−
120
−
3
HCO
8
−
3
HCO
27
A
−
155 Sair
kationlar 5
3.2. Hüceyrə ilə ətraf mühit arasında
maddələr mübadiləsi
Bizim hüceyrənin quruluşunu qısaca şərh etməkdə
məqsədimiz hüceyrə fiziologiyasının məzmununu açmaqdır.
Hüceyrəni heç bir halda statik hesab etmək olmaz. Çünki
müxtəlif təbiətli hüceyrədaxili komponentlərlə, xarici mühit
arasında həmişə maddələr mübadiləsi gedir. Hüceyrə
quruluşları dinamik tarazlıqda olur. Bu isə onların öz aralarında
və ətraf mühitlə normal qarşılıqlı təsir nisbətini təmin edir.
Nəticədə orqanizmin normal həyat fəaliyyəti üçün təminat
yaranır.
Diffuziya – maddələrin daşınmasının sadə yoludur. Bir
maddənin atom və molekulları məhlullarda və qazlarda sərbəst
halda yayılır və bu mühitlərdə diffuziya hesabına qatılıq
43
bərabərləşir. Maye və ya qazla doldurulmuş 2 həcmə baxaq
(şəkil 3.4). c
1
və c
2
qatılığını göstərir. Onlar bir-birindən d
qalınlıqlı S səthli qatla ayrılıblar. t zamanı ərzində maddələrin
diffuziya ilə axın sürəti Fikin I qanunu ilə təsvir olunur:
dx
c
c
DS
dt
dm
2
1
−
−
=
və ya
dx
dc
DS
dt
dm −
=
(1)
D – diffuziya əmsalı olub, verilmiş maddə, həlledici və
temperatur üçün sabit kəmiyyətdir. Beləliklə də, diffuziyanın
sürəti (dm/dt), qatılıq qradiyenti (dc/dx) və diffuziyanın getdiyi
səthin sahəsi (S) ilə düz mütənasibdir. Sistemdə maddənin
ümumi axını, qatılıq az olan tərəfə olduğundan, tənlikdə mənfi
işarəsi yaranır.
Şəkil 3.4. Diffuziyanın miqdari sxemi. İki fəza d qalınlıqlı və S
sahəli qatla ayrılıb. c
1
– həcmin sol hissəsində hissəciklərin yük-
sək qatılığı, c
2
– sağ hissədə hissəciklərin aşağı qatılığı; A səthi –
diffuziya qatında qatılıq qradiyenti.
Diffuziya
– vacib proses olub, onun köməyilə maddə
hissəcikləri sulu məhlulda yayılır. Bir çox maddələr, xüsusilə
də su və onda həll olan qazlar – O
2
və CO
2
lipid membranından
sərbəst diffuziya edə bilir. Yağda həll olan maddələr də
membranlardan yaxşı diffuziya edir; bu etanol və sidik cövhəri
44
kimi kiçik ölçülü polyar (qütblü) molekullara da aiddir, şəkərlər
isə lipid qatından çətinliklə keçirlər. Bununla yanaşı lipid
qatları yüklənmiş molekullar və habelə qeyri-üzvi ionlar üçün
demək olar ki, pis keçiricidir. Qeyri-elektrolitlər üçün
membranın xarakteristikasını və diffuziya edən maddəni bir
parametirdə – keçiricilikdə (P) birləşdirərək yeni tənlik alınır:
)
c
c
(
PS
dt
dm
2
1
−
=
və ya
PSdc
dt
dm =
(2)
Şəkil 3.5-də müxtəlif molekullar üçün lipid membranının
keçiriciliyi (P) müqayisə edilir.
Кечириъилик
10
-2
10
-4
10
-6
10
-8
10
-10
10
-12
10
-14
, см •с
-1
H
2
O
Сидик туршусу
Г лисерол
Триптофан
Г лцкоза
Cl
-
K
+
Na
+
Кечириъилик
10
-2
10
-4
10
-6
10
-8
10
-10
10
-12
10
-14
, см •с
-1
H
2
O
Сидик туршусу
Г лисерол
Триптофан
Г лцкоза
Cl
-
K
+
Na
+
Şəkil 3.5. Süni lipid biqatlarının sxemi.
Maddələrin membrandan diffuziyası.
Plazmatik membran
və digər membranlar yalnız lipid qatından diffuziya edən
maddələr üçün deyil, həmçinin bir çox ionlar, şəkərli birləşmələr
45
amin turşuları və nukleotidlər üçün də keçiricidir. Bu maddələr
membranın üzərində olan məsamələr vasitəsilə keçirlər.
Məsamələri membranın divarına girmiş nəqliyyat zülalları
yaradırlar. Belə zülalların özünün daxilində su ilə dolmuş ±1 nm
diametrli kanallar var, onlardan kiçik molekullar diffuziya edə
bilir. Onlar qatılıq qradientinə əsasən hərəkət edirlər və əgər
onlar yüklüdürlərsə, belə halda onda onların kanallarla hərəkəti
membran potensialı sayəsində tənzimlənir. Membran kanalları
onlardan keçən molekul tiplərinə görə nisbi seçiciliyə malikdir.
Məsələn, kalium, natrium və kalsium kanalları mövcuddur ki,
onlar da spesifik ionlardan başqa digər ionlar üçün keçirici de-
yildir. Belə seçicilik maddənin kanalın divarına birləşmə yerinin
quruluşu və yükü ilə şərtlənir ki, bu spesifik molekulların nəqlini
asanlaşdırır və kanallarla digər maddələrin keçməsinin qarşısını
alır (şəkil 3.6,A).
İonların hərəkəti zamanı yaranan cərəyanı ölçməklə hətta
tək kanal üçün də membranda ion kanalının işini asanlıqla mü-
şahidə etmək mümkündür. Kalium kanalı üçün 2 pA (2
⋅10
-12
A)
ampilutudlu və bir neçə millisaniyə davam edən cərəyan
xarakterikdir. Bu dövr ərzində ondan 10 minlərlə ionlar keçir.
Zülalın bir konformasiyadan digərinə keçidi rentgen difraksi-
yası, messbauerov spektroskopiyası və nüvə-maqnit rezonansı
metodları ilə öyrənilir. Beləliklə, zülallar yüksək dinamiki
hərəkətli quruluşlar olub, zülal təbəqədən keçən kanal isə yalnız
su ilə dolu bərk borucuq deyil (şəkil 3.6, A) həm də, sürətlə
hərəkət edən molekulyar qrup və yüklərin labrintidir. Kanalın
bu dinamik xarakteristikası onun energetik profilində öz əksini
tapır (şəkil 3.6, B). Burada absis oxu boyunca kanalın ionları
qatılığı c
0
(«o» – outside – xarici) və potensialı 0 olan xarici
məhluldan, c
i
(«i» – inside – daxili) qatılıqlı və E potensiallı
daxili məhlula qədər olan uzunluğu göstərilir. Ordinat oxu
boyunca kanala birləşmə yerində ionun enerji səviyyəsi
göstərilir; qrafikdə pik keçiricilik səddini (baryerini) əks etdirir,
hansı ki, ionun enerjisi kanaldan keçmək üçün lazım olan
46
enerjidən çox olmalıdır, qrafikin dəyişilməsi isə nisbətən
sabitdir. Əgər energetik profil spontan olaraq tsiklik dəyişərsə,
energetik pik şəkilində maneəyə baxmayaraq ion kanaldan keçə
bilər. Bu yolla ion gözlənilmədən energetik pikin «o tərəfində»
ola bilər və hüceyrəyə doğru hərəkətini davam etdirə bilər.
İonun hidratlaşma dərəcəsindən, ölçüsündən, yükündən və
onun kanalın divarlarının quruluşları ilə birləşmə
qabiliyyətindən asılı olaraq kanalın energetik profili müxtəlif
ionlar üçün dəyişilir ki, bununla da ayrı-ayrı tip kanalların
seçiciliyi izah olunur.
Şəkil 3.6. A.Kalium kanalında əmələ gələn membranın ikiqat lipid
molekulları ilə əhatə olunmuş zülalın sxemi. Kanalın divarında dörd
47
mənfi yük qeyd edilmişdir. B. Şəkil A-da kanalın sxematik energetik
profili göstərilmişdir. Ordinat oxu üzərində kanalı keçmək üçün
kinetik enerjinin səviyyəsi; absis oxu üzərində membranın xarici və
daxil səthi arasında məsafə verilmişdir. Energetik minimum müsbət
yüklənmiş ionların kanalın divarında qeyd edilmiş mənfi yüklü
ionlarla birləşdiyi yerə uyğun gəlir. Energetik maksimum kanalın
diffuziyasına mane olan qüvvəyə uyğun gəlir. Belə hesab edirlər ki,
kanal zülalın konformasiyası spontan ossilyasiya edir; energetik
variantın profili bütöv və qırıq xətlərlə təsvir edilməsi bu ossilyasiya
energetik baryeri orqanqaldırma zamanı ionların birləşməsini
əhəmiyyətli dərəcədə asanlaşdırır (dəyişikliklə).
İonların diffuziya tarazlığı.
Müxtəlif ionların membran
kanalları ilə diffuziyası hüceyrədaxili və hüceyrəxarici mühitlər
arasında qatılıqlar fərqinin aradan götürülməsinə gətirə bilər.
Ancaq cədvəl 3.1-dən göründüyü kimi belə fərq saxlanılır, de-
məli, diffuziya ilə membrandan daşınmanın digər növləri ara-
sında tarazlıq mövcud olmalıdır. İonlar üçün diffuziya
tarazlığına onların yükləri təsir edir. Yüklənməmiş
molekulların diffuziyası qatılıqlarının dc fərqi ilə təmin edilir,
qatılıq bərabərləşən kimi diffuziya dayanır. Yüklənmiş
hissəciklərə əlavə olaraq elektrik sahəsi təsir edir. Məsələn, K
+
ionu hüceyrədən öz qatılığının qradienti hesabına çıxan zaman
özü ilə bir sərbəst yük aparır. Beləliklə, hüceyrədaxili mühit
daha çox mənfi yüklənmiş olur, nəticədə membranda
potensiallar fərqi yaranır. Hüceyrədaxili mənfi yük hüceyrədən
yeni kalium ionlarının çıxmasına maneçilik edir, ancaq o ionlar
ki, hüceyrədən xaric olacaqlar, bununla onlar membranda
yükün daha da artmasına səbəb olurlar. K
+
ionlarının axını o
vaxt dayanır ki, elektrik sahəsinin təsiri qatılıqlar fərqi
nəticəsində diffuziya təzyiqini əvəzləyə bilsin. Belə ki, ionların
mövcud qatılıqlar fərqi üçün membranda tarazlıq potensialı E
ion
movcuddur ki, bunun sayəsində membrandan ionların axını
dayanır. Tarazlıq potensialı Nernst bərabərliyinə əsasən
asanlıqla təyin edilə bilər.
48
гатылы
или
щцъейрядах
ионун
гатылы
иъи
щцъейряхар
ионун
ln
F
z
T
R
E
ion
⋅
⋅
=
(3)
Burada, R – qaz sabiti; T – mütləq temperatur; z – ionun
valentliyi (anionlar üçün mənfidir); F – Faradey ədədidir.
Əgər sabitləri bərabərlikdə yerinə yazsaq, onda cismin
temperaturu T=310K olduqda, K
+
ionları üçün tarazılıq
potensialı E
k
bu cür olur.
o
i
K
K
K
loq
mV
E
]
[
]
[
+
+
⋅
−
= 61
(4)
Əgər
39
=
+
+
o
i
K
K
]
[
]
[
olarsa, cədvəl 3.1-dən göründüyü kimi,
onda
E
k
= -61 mV• loq39 = -61 mV -1,59 = - 97 mV.
Həqiqətən də, müəyyən olunub ki, bütün hüceyrələr mem-
bran potensialına malikdir. Məməlilərin əzələ hüceyrələrində
onun səviyyəsi təxminən 90 mV təşkil edir. Şəraitdən və
ionların nisbi qatılıqlarından asılı olaraq hüceyrə 40-120 mV
membran potensialına malik ola bilər. Yuxarıda nümunə
gətirilən hüceyrə (cədvəl 1.1) üçün təxminən –90 mV bərabər
sükunət potensialı göstərir ki, kalium ionlarının membran
kanalları ilə axını təxmini tarazlıqdadır. Sükunət halında mem-
branda K
+
kanallarının açıq olması təbiidir, yəni membran daha
çox K
+
üçün keçirici olur. Lakin membran potensialı digər
ionların da axınları ilə müəyyən olunur. Yüklənməmiş
zərrəciklərin membranlardan asanlıqla diffuziyası miqdarca (3)
tənlikdə göstərilir. Yüklü zərrəciklər üçün keçiricilik bir qədər
mürəkkəb tənliklə ifadə olunur.
F
d
RT
P
⋅
⋅
=
µ
, (5)
µ – ionların membranlardakı hərəkətliliyi; d – membranın
|