Тыныштық потенциалы.
Мембраналардың электрохимиялық потенциалдарының молекулалық механизмі.
Тыныштық потенциалы.
Тірі ұлпаларда пайда болатын электрлік құбылыстарды оқып- зерттеудің басы 18 ғасырдың 2-ші жартысына келеді. Ағзаның тіршілік етуіндегі барлық үрдістер жасушалар мен ұлпаларда ЭҚК-ң пайда болуымен қатар жүреді. Биоэлектрлік құбылыстар маңызды физиологиялық үрдістерде үлкен роль атқарады: жасушалардың қозуы және жүйке талшықтары арқылы қозудың берілуі, қаңқа, бірыңғай салалы бұлшықет және жүрек бұлшықет талшықтарының жиырылуы. Тірі ағзада биоэлектрлік құбылыстармен байланысты болмайтын физиологиялық үрдістер кемде- кем.
Кезкелген тірі ағзаны сұйықтықтар мен түрлі химиялық қосылыстардың күрделі қоспасы ретінде қарастыруға болады. Осы қосылыстардың көпшілігі (ас түрінде түсетін қосылыстар да, одан зат алмасу үрдісі кезінде бөлінген қосылыстар да, осы кездегі аралық заттар да) ағзада оң және теріс зарядталған бөлшектер- иондар түрінде болады. Иондардың үлестірілуі және тіршілік үрдісі бойы үнемі жүретін олардың тасымалы – биоэлектрлік құбылыстардың (Б.қ.) пайда болуының себебі болып табылады. Электрлік потенциалдың өндірілуі мен таралуы- тірі ұлпалар мен ағзалардағы маңызды физикалық құбылыс болып табылады, ол жасушаның қозғыштығының, жасуша ішіндегі үрдістердің реттелуінің, жүйке жүйесінің жұмысының, бұлшықет жиырылуының негізі болып табылады.
Практикада Б.құбылыстар тірі ұлпаның екі нүктесінің арасындағы потенциалдар айырмасымен анықталады және оны күшейткіш аппаратурамен қосылған арнайы электр құралдарымен тіркеуге болады. Микроэлектродтар көмегімен мысалы, жасуша қабықшасының (мембарананың) ішкі және сыртқы жағындағы потенциалдар айырмасын өлшеуге болады. Осы айырма тыныштық потенциалы не мембраналы потенциал деп аталады. Оның пайда болуы жасушаның іші (цитоплазмадағы) мен оны қоршаған ортада иондар мөлшерінің (әсіресе натрий мен калий иондарының) бірдей болмауымен, жасуша мембранасының түрлі иондарға өтімділігінің әртүрлі болуымен байлансты. Басқаша айтқанда тыныштықтағы, қалыпты жұмыс істеп тұрған тірі жасушада әрқашан цитоплазма мен оны қоршаған орта арасында потенциалдар айырмашылығы болады, оны тыныштық потенциалы деп атайды.
Мембраналы потенциалдың шамасы әртүрлі болады. Әрбір тірі жасушаның мембраналық потенциалы болады. Жасушаның тіршілігі тоқтаған сәтте ол жойылады. Жүйке жасушалары, бұлшықет жасушалары қозған кезде жасуша ішіндегі орта мен сыртқы орта арасындағы мембраналы потенциал өзгереді, ол өшетін тербеліс сияқты болады және әрекет потенциалы деп аталады. Немесе белгілі бір тінде тітіркендіргіштің әсерінен қозу үрдісі пайда болған сәтте туатын потенциал әрекет потенциалы деп аталады. Қозу үрдісінің туғанын әрекет потенциалының пайда болуынан білуге болады, осы кезде ұлпа тыныштық қалпынан қызмет жағдайына көшеді, оның белсенділігі жоғарылайды. Оның тыныштық потенциалынан айырмашылығы, ол қозу толқыны түрінде жасуша бетімен секундына бірнеше ондаған метрге дейін жылдамдықпен таралады. Әрбір қозған бөлікте потенциал кері таңбаға ие болады. Әрекет потенциалының пайда болуы жасуша мембранасының натрий иондарына өтімділігінің таңдамалы артуымен байланысты. Әрекет потенциалы пайда болған мезетте плазмолеммада поляризация инверсиясы байқалады: цитоплазманың қозған бөлігі өзінің теріс потенциалын жасушааралық ортамен салыстырғанда оң потенциалға өзгертеді. Осындай күй деполяризациядеп аталады, ал алдыңғы поляризацияға қайтып келу- реполяризациядеп аталады.
Тірі ағза тек биопотенциалдардың генераторы (өндірушісі) ғана емес, сонымен қатар электр тогын өткізгіш болып табылады. Биоэлектрлік құбылыстардың ерекше түрі электрокинетикалық потенциалболып табылады. Ол мысалы, қанның тамырлар бойымен қозғалуы кезінде пайда болады. Осы кезде тамыр қабырғасы мен қозғалған қан арасында потенциалдар айырмасы пайда болады. Кейбір патологиялық жағдайларда осы потенциал шамасы өзгереді, сондықтан оны диагностикалық мақсатта қолдануға болады.
Тірі ағзада ұлпаларды «қозғыш», «қозбайтын» деп екі топқа бөледі. Қозғыш тіндерге жүйке, бұлшықеттер, сөл бөлетін бездер,, ал екінші топқа дәнекер тін, шеміршек, терінің беткей тіндер эпителийлері жатады.