8- mavzu. Moddalarning biomembranalar orqali tashilishi

3. Biologik membranalar. Mol kanallarining xossalari
Hujayra membranasining ion singdiruvchanligi, integran oqsillardan iborat. Ion kanallari tomonidan ham ta’minlanadi. Ion kanallarining ko’pchiligiga maxsuslik (tanlovchanlik): substrat konsentratsiyasi ko’payganda to’yinish , substrat analogi paydo bo’lganda (ionbnokatorlar tomonidan ham) raqobatni bosiqtirinish xossalari xarakterlidir. Har xil kanallar orqali 1 sekundda 10⁶ - 10⁹ ion o’tadi. Kanalda yuz beradigan konformatsion o’zgarishlar uni ochiq yoki yopiq holatga keltiradi. Bu xil o’zgarishlar membrana potensiali, kanalning ma’lum bir kimyoviy moddalar bilan ta’sirlashishi yoki kanal tarkibiy qismlarining maxsus fosforlanishi bilan shartlanishi mumkin.
Biologik membranalarda uchraydigan kanallar boshqarilishining, kami­da, uch xil usuli ma’lum.
Birinchi usuliga binoan, kanal elektr maydoni tomonidan boshqariladi. Membranada, qutblanganlik holatining o’zgarishidan ta’sirlanadigan, elektr zaryadiga ega qurilma mavjud bo’lib, u kuchlanish sensori nomi bilan yuritiladi.
Ikkinchi usuli, ion kanali, ma’lum bir kimyoviy birikma yoki bi­rikma bilan ta’sirlashadigan reseptorga ega bo’lishi mumkin. Sodir bo’ladigan ta’sirlashish natijasida kanal ochiladi.
Va nihoyat, kimyoviy moddalarning membranadagi reseptor bilan ta’sirlashishi hujayrada, proteinkinazaning faollanishiga sabab bo’luvchi, ikkilamchi vositachi (Masalan, s-AMF) ning paydo bo’lishiga olib keladi. Vositachi o’z navbatida, ion kanalini fosforlab ochadi.
Birinchi tip kanallar elektr yo’li bilan boshqariluvchi, . 2- va 3- tip kanallar esa kimyoviy yo’l bilan boshqariladigan kanallar deb ataladi.
Hujayra membranasining ion singdiruvchanligiga doir alohidalik­laridan yana biri, uning har xil ishora va kimyoviy tabiatga ega moddalarni farqlay olish xossasidir. Bu xil ion - tanlovchilik xos­saga asos bo’lgan prinsiplarni aniqlash - hujayra elektr faolligi tabiatini tushunishning zaruriy sharti hisoblanadi.
Eng oddiy hollarda, moddalarning poralar orqali tashilish jarayoni keng doirada, tashiluvchi modda konsentratsiyasiga bog’liq bo’lmay, odatdagi elektro diffuziya tenglamasiga muvofiq tasvirlanadi. Bun­day hollarda singdiruvchanlik koeffisiyenti (R) effektivligi memb­rana yuza birligiga to’g’ri keladigan kanallar soni (n), kanal radi­usi (r) va moddalarning suvdagi diffuziyalanish koeffisiyentiga (D) bog’liq bo’ladi, ya’ni
R = r nD/l ,
bu yerda, l- membrana qalinligiga teng, kanal uzunligi.
Agar kanalda zaryadni guruhlar mavjud bo’lsa, u holda kanal ichidagi ionlar konsentratsiyasi, kontroldagi o’rtacha potensial kattaligiga bog’liq holda yotadi, kamayadi. Natijada singdiruvchanlik o’zgaradi. Shular bilan bir qatorda, kanalga kirgan ionlar ham potensialga ta’sir etadi. Undan tashqari, agar kanal tor bo’lsa, unga kirgan ionlar bir birining harakatlanishiga xalaqit beradi. Myunnins tax­miniga ko’ra, kanaldan gidrat qobig’i bilan birgalikdagi radiusi pora radiusiga teng keladigan ionlar yaxshi o’tadi. Bunday holda, kanal devori o’tuvchi ion bilan ta’sirlashib, uning gidrat qobig’ini to’niqlaydi va ion suvni eritmadan membranaga o’tadi.
Membrananing ion tanlovchanligini tavsiflash maqsadida, ko’pincha Gondman-Xodjkin-Kas o’zgarmas maydon yondashuviga asoslanib hisoblab topiladigan singdiruvchanlik koeffisiyentlari ishlatiladi. Ko’pchilik biologik faol birikmalar kanal hosil qilish xossasiga ega. Zoo va fitotoksillar, dori moddalar, pestisidlar va boshqalar shular jumlasidandir. Masalan, qora qurt zaharida oqsil­natrotoksin bo’lib, u nerv tolalariga ta’sir etganda, membranada Sa²⁺ ga o’tkazuvchan ion kanallari paydo bo’ladi. Natijada nerv uchlarida Sa²⁺ ko’payib, mediator sekresiyalanishi kuchayadi. Bunday hol hatto shunday darajaga yetib boradiki, oqibatda sinapslardagi medi­atorlar tugab, ular endi nerv impulsini o’tkaza olmaydigan bo’lib qoladi.