Harakatlar potentsiali

Source: http://webspace.ship.edu/cgboer/actionpot.html

C. George Boeree

Signalning neyron va uning aksoni orqali harakati barcha ionlarga tegishli. Ion Na+, natriy ioni kabi zaryadlangan zarrachadir. U musbat zaryadga ega, chunki bitta elektron yo’q. Boshqa ionlar, albatta, manfiy zaryadlangan.

Hujayralarda lipid molekulalaridan (yog’lardan) iborat membranalar mavjud va ular ko’p narsalarni hujayraga kirish yoki chiqishini oldini oladi. Ammo hujayra membranasining har ikki tomonida joylashgan proteinlar mavjud. Ulardan ba’zilari ion kanallari.


ion kanali

Ko’pgina ion kanallari shunchaki ionlarning hujayraga yoki tashqariga chiqishiga imkon beradi. Diagrammalarni chizishda biz odatda ushbu kanallarni hujayra membranasida ozgina teshik bo’lganidek tasavvur qilamiz. Ular, men aytganimdek, chindan ham murakkab proteinlardir. Agar ion ushbu oqsillardan biriga yopishsa, oqsil shaklini o’zgartiradi va shu bilan ionni membrananing boshqa tomoniga o’tkazadi. Hujayraning ichida va tashqarisidagi hamma narsa shunday tarzda muvozanatlanishiga odatiy moyillikdir: agar bir tomondan juda ko’p kimyoviy moddalar bo’lsa, u muvozanat bo’lmaguncha boshqa tomonga oqib chiqadi; Agar bir tomondan ijobiy yoki manfiy ionlar juda ko’p bo’lsa, ular muvozanat hosil bo’lmaguncha boshqa tomonga o’tishga moyildirlar.

Ba’zi kanallarga eshiklar deyiladi. Ular atrof-muhitga qarab ochiq yoki yopiq bo’lishi mumkin. Ba’zilar uchun kimyoviy moddalar o’zlarini darvozaning bir qismiga yopishtirish masalasi. Boshqalar uchun bu ijobiy-salbiy balansning o’zgarishi, ularning ochilishiga yoki yopilishiga olib keladi. Neyronda bunday eshiklar ko’p, shu jumladan natriy va kaliy eshiklari. Ularning ikkalasi ham ijobiy-salbiy balans o’zgarishiga javob beradi.

  
yopiq…………ochiq

Kimyoviy eshikning misollaridan biri neyronning dendritlaridagi retseptorlari joylashgan joylar: Neyrotransmitter deb ataladigan kimyoviy birikma darvoza ostidagi joyga yopishganda, natriy ionlari hujayraga kirish uchun eshik ochiladi.

  
yopiq…………ochiq

Boshqa ion kanallariga nasoslar deyiladi. Agar xohlasangiz, ular hujayra tomonidan etkazib beriladigan energiyani haqiqatan ham hujayrada yoki undan tashqarida nasos olish uchun ishlatadilar. Eng yaxshi misollar – bu neyronning membranalarida natriy-kaliy nasoslari. Ushbu nasoslar natriy ionlarini hujayradan tashqariga, kaliy ionlarini (K+) hujayraga suradilar. Ular aslida ushbu kimyoviy muvozanatni saqlamoqda.


ion nasosi

Agar siz hushyor bo’lsangiz, natriy ham, kaliy ionlari ham ijobiy ekanligini sezasiz. Neyronlar aslida ichidagi musbat zaryaddan farqli o’laroq, ularning ichida juda kuchli manfiy zaryadga ega. Buning sababi anion deb ataladigan boshqa molekulalardir. Ular salbiy zaryadlangan, ammo har qanday kanal orqali chiqish uchun juda katta. Ular turadilar va hujayraga ichkarida salbiy zaryad beradi.

Shunday qilib, akson tinch holatda bo’lganida, anionlar uni zaryad qiladi, natriy nasoslari natriyni va kaliyni tashqariga chiqaradi, natriy va kaliy eshiklari esa barchasi yopiq bo’ladi. Ichki va tashqi tomondan ijobiy-salbiy farq tufayli bu dam olish holati dam olish potentsiali deb nomlanadi. So’z salohiyati bir bor haqiqatni ifoda etadi salohiyati bu erda o’zgarishi uchun. Biz xuddi shu atamani faqat u erda o’tirgan, hech narsaga ulanmagan batareyani nazarda tutamiz: u ham dam olish imkoniyatiga ega.

Dendritlar va hujayraning tanasida membranalarda yuz beradigan o’zgarishlar aksonga etib borganda, natriy eshiklari javob beradi: ularning ba’zilari ochilib, natriy ionlarini ichkariga solib qo’yadi, shunda ichi kamroq salbiylashadi. Agar bu chegara deb ataladigan ma’lum bir darajaga yetsa, ko’proq natriy eshiklari javob qaytaradi va ko’proq ionlarni qabul qiladi…

Keyin bizda harakat potentsia l deb nomlangan narsa bor – akson uzunligi bo’ylab harakatlanadigan ionlarning almashinuvi. Bunga ko’pgina natriy ionlari kiradi, qisqa vaqt ichida hujayraning tashqi va ichki o’rtasidagi farq o’zgaradi: ichki  musbat va tashqi  manfiy.

Keyin vaziyat o’zgaradi: Natriy eshiklari yopiladi va kaliy eshiklari ochiladi. Kaliy hujayradan tashqariga chiqadi, bu hujayradagi zaryadni avvalgi holatga keltiradi – ichki salbiy, tashqi tomondan ijobiy.

Shunga e’tibor beringki, natriy hozirda hujayra ichida va kaliy tashqarida, ya’ni ular noto’g’ri joyda. Shunday qilib, natriy-kaliy, ishga qayta qabul qilish va natriy orqa haydaydi chiqib va kaliy orqa yilda va narsalar qaytib, biz boshlagan qaerda kerak.

Endi bularning barchasi bir vaqtning o’zida aksonning kichik bir qismida sodir bo’ladi: Natriy birinchi qismga kiradi; bu Triggerlar ketadi boshlash uchun kaliy chiqib bo’limda bir va bo’limida kelishi boshlash uchun natriy da ikki; bu o’z navbatida kaliyni ikkinchi qismga va natriyni uchinchi qismga kirishiga olib keladi; va hokazo – bir qator domenlar pastga tushishi kabi.

Aksonni aks ettiruvchi ushbu kichik grafikada qizil rang natriyni, apelsin esa tashqariga chiqayotgan kaliyni bildiradi:

Mielin qatlami juda ko’p akson bo’ylab ancha bu jarayonni tezlashtiradi: juda Keyingi oz segment harakat tetiklenmesi o’rniga bir kichik parcha, keyingi g’ilofga bir teshikka dan o’zgarishlar “sakrash”. Lotin so’zidan “sakrash” so’zidan olingan bu tuzatish o’tkazuvchanligi deb ataladi  (shuningdek, suzish kabi so’zlarda ham uchraydi).

Harakatlar potentsiali akson tugashiga yetganda, u hujayraga yana bir ion (kaltsiy, Ca++) kirib borishiga olib keladi, bu esa o’z navbatida vesikulalarni – neyrotransmitterlar bilan to’lgan mayda pufakchalarni o’z tarkibini sinaptik bo’shliqqa chiqarishiga olib keladi…

Ajablanarli, shunday emasmi?


© Copyright 2004, C. George Boeree