Мембрана құрылысының бұзылуы

Молекулярные основы

ИиБСТ

Тақырып: Мембрана биофизикасы

Орындаған:

Биркен К. К.

Аекина С. С

Алтынбекова А. С.

Айтжан А. С.

Беркинова Н. Б.

ОМ 1-001

Сұрақтар тізімі:

1. Мембрана құрылысының бұзылуы

2. Мембрананы қалпына келтіру

3. Тыным потенциалының пайда болу механизмі және бұл процессте

Na+-K+ АТФ-аза-ң маңыздылығы ?

4. Әрекет потенциалының пайда болу механизмі. Әрекет потенциалының негізгі

Фазаларын сипаттап беріңіз. Әрбір фазаның молекулярлық механизмін

түсіндіріңіз, сипаттаңыз?

5. Натрий каналының блоктары-тетродотоксин (ТТХ) . Блоктардың мембрана тасымалына әсерінің механизмін түсіндіріңіз?Блокатордың әсерінен кейін мембрана қандай күйде болады?

6. Калий каналының блоктары-тетраэтиламмоний(ТЭА) Блокатордың

мембрана механизмін түсіндіріңіз?Блокатордың әсерінен кейін

мембрана қандай күйде болады?

1. Мембрана құрылысының бұзылуы

Мембрана ( лат . membrana - қабығынан ) - әдетте периметрдің айналасында бекітілген жұқа икемді пленка немесе пластина.

Мембраналар құрылымын бұзу шартты түрде бөлінуі мүмкін:

Көлік

Функционалды-метаболизм

құрылымдық

Жасуша мембранасының патологиясы мембраналық тасымалдың бұзылуына, мембраналардың өткізгіштігінің өзгеруіне, жасушалардың байланысының өзгеруіне және олардың « танылуына », мембраналар мен жасуша нысандарының өзгеруіне, мембраналардың биогенезінің бұзылуына байланысты. Көптеген жағдайларда кез - келген патогендік фактордың әсері жасушалық мембранадағы патогенді ақпаратты алуымен бірге жүреді, сондықтан плазмалық мембранада байқалатын құрылымдық өзгерістерді зерттеу арқылы клетканың ультретуральды патологиясылары зерттелуде.

2. Мембрананы қалпына келтіру

Заживление тканевой раны широко изучается. Он включает в себя скоординированную активацию нескольких внутриклеточных и межклеточных путей, а также ремоделирование от последовательного привлечения различных типов клеток к месту раны. Однако существует не менее важный процесс, который происходит на уровне отдельной клетки, когда нарушается целостность плазматической мембраны. Отдельные эукариотические клетки могут быстро восстанавливать свою плазматическую мембрану после повреждения посредством процесса, который восстанавливает внутренний гомеостаз и предотвращает гибель клеток. Несмотря на его важность, исследования этого увлекательного механизма были ограничены. Только недавно мы начали понимать, что восстановление плазматической мембраны похоже на заживление тканей в том смысле, что оно также включает последовательные, сильно локализованные этапы ремоделирования, которые в конечном итоге устраняют все следы травмы.

Тыныштық потенциалы - қоздырылмаған жасушаның (нейрон, кардиомиоцит) мембраналық потенциалы. Бұл мембрананың ішкі және сыртқы жағындағы электрлік потенциалдардың айырмашылығы -55-тен -100 мВ-қа дейін. Нейрондар мен жүйке талшықтарында әдетте -70 мВ құрайды.

Тыныштық потенциалының қалыптасуы

ТП екі кезеңде қалыптасады. Бірінші кезең: Na + пен K + 3: 2 қатынасында (шығарылған әрбір 3 натрий ионының ішінде 2 калий ионы бар) алмасу жұреді. Осылайша, жасуша оң зарядты жоғалтқаннан гөрі жоғалтады, нәтижесінде теріс зарядтайды. Ион алмасу натрий-калий сорғысымен АТФ энергия шығыны арқылы жүзеге асады. Нейронның барлық энергия тұтынуының 70% дейін натрий-калий сорғыларының жұмысына кетуі мүмкін. ТП түзілуінің бірінші кезеңінде мембраналық иондық сорап-алмастырғыштардың жұмысының нәтижелері келесідей:

Жасушада натрий иондарының (Na +) жетіспеушілігі.

Жасушада калий иондарының (К +) артық болуы.

Мембранада әлсіз электрлік потенциалдың пайда болуы (-10 мВ) .

Екінші кезең: мембрана арқылы одан К + иондарының ағуына байланысты жасуша ішінде елеулі (-60 мВ) негативтілік құру. Калий иондары К + жасушадан шығып, теріс зарядты -70 мВ -қа дейін жеткізеді.

Демек, тыныштық мембраналық потенциал-бұл натрий-калий сорғысының жұмысынан және (одан да көп дәрежеде) жасушадан оң калий иондарының ағуынан пайда болатын жасуша ішіндегі оң зарядтардың жетіспеушілігі.

Тыным потенциалдарының пайда болу және бұл процессте Na+ - K+ АТФ-азасының маңыздылығы.

Тыныштық потенциалы мембрананың екі жағындағы концентрациялардың және мембрана арқылы өтетін иондардың әртүрлілігімен анықталады. Міне сондықтан мембрана арқылы иондар ағыны және жасушаның потенциалдың айырымы пайда болады. Мембраналық потенциалдың пайда болу себебі - жасушадан сытрқа қарағандағы К+ иондарының диффузиясы.

Иондар концентрациясының айырмасын ұстап тұру АТФ энергиясын иондық арналардың көмегімен жүзеге асады. Бұдан басқа, К+, Na+ арналар жасушадан үш натрий ионын сыртқа шығарып, жасушаға екі калий ионын алып келетін болғандықтан, трансмембараналық потенциалдың өсуіне мүмкіндік жасайды, бұл жасуша аралық ортаның оң зарядын, сонымен қатар тыныштық потенциалын арттырады.

Мембараналық потенциал - бұл жасуша мембрана беті мен оның протоплазмасы арасындағы потенциалдар айырмасы.

Мембрананың сыртқы беті «+» зарядталған; Мембранаың ішкі беті «-» зарядталған.

Бұлшықет талшығының мембараналық потенциал мөлшері: 60-90 мв.

Жасушаның ішкі жағында калий ионының жасуша аралық концентрациясымен салыстырғанда жоғары болып, ал натрий ионы төмен болуының физиологиялық мәні зор. Ca2+ АТФ-азада АТФ гидролизденуде бөлінетін энрегия арқылы кальцийдің екі ионы ал Н+ помпада екі протон тасымалданады. Сонымен толық циклда жасушадан үш натрий ионы шығып, цитоплазманың екі калий ионымен қанығуы және АТФ бар молекуласының гидролизі жүреді.

4. Әрекет потенциалы

Әрекет потенциалы қозғыш жасушаның (нейрон немесе кардиомиоцит) шағын аймағында мембраналық потенциалдың қысқа мерзімді өзгеруі түріндегі тірі жасушаның мембранасы бойымен қозғалатын толқын. Нәтижесінде бұл аймақтың сыртқы беті мембрананың ішкі бетіне теріс зарядталады, ал тыныштықта оң зарядталады. Әрекет потенциалы жүйке импульсінің физиологиялық негізі болып табылады.

ӘП пайда болу механизмі

1 ) Алғашында Na ионы үшін мембрана өткізгіштігі жоғарылайды. Натрийлік каналдар тек қозған кезде ғана ашылады. Na ионы мембрана арқылы жасуша ішіне өтіп, нәтижесінде мембрананың ішкі үстілігі өзінің « - » зарядын « + » зарядына өзгертеді, яғни мембрананың деполяризациясы жүреді. Натрийлік канал өте аз уақытқа ғана ( 0, 5-1 мс ) ашылады. Осы уақыт ішінде мембраналық потенциал -70мВ тан + 30мв өзгереді (импульстің генерациясы 90мВ шамасында) .

2 ) Импульс генерациясы кезінде натрийлік канал жабылады және калийлік канал ашылады. Біртіндеп К ионы жасушаның сыртқы жағына шығып, мембрананың ішкі жағы қайта қалпына келіп теріс зарядқа иеленеді. Импульс кезінде мембрана өткізгіштігі 1000 есеге жоғарлайды. Бір импульстің генерациясының барлық уақытында талшық үстілігінің микрон квадраты арқылы натрий және калийдің 2 ионы өтеді.

3 ) Рефрактерлік кезең басталады, мембрананың импульсті қабылдамай, негізгі физиологиялық күйге көшуімен сипатталады.

Фазалары:

Деполяризация фазасы, жасушаға электрохимиялық потенциал градиенті бойынша өзімен оң зарядтарды алып, мембрананың қайта зарядталуымен Na үлкен ағыммен жасушаға кіруімен сипатталады. Na ионының концентрация градиенті түріндегі қозғаушы күш болғанға дейін жасуша ішіне қарай аға береді . Мембраналық потенциал максимал мəнге жеткен кезде ( тепе - теңдік натрийлік потенциал Ф = + 30мВ ), натрий ағыны тоқталады ( натрийлік каналдар жабылады ) . Бұл фазада мембрана өз қалыпты зарядын ( поляризациясын ) жоғалтады, сондықтан оны деполяризация стадиясы деп атайды. Деполяризация нөлдік сызықтан өтеді де оң таңбалы болады. Потенциалдың оң фазасы овершут деп аталады .

Одан кейін реполяризация фазасы бұл уақытта калийлік каналдар ашылып, К иондары үлкен ағынмен жасушадан оң зарядтарды ( жасушаның ішкі оң заряды, яғни « + » белгісі теріс заряд « - » белгісіне ауысады ) ала шығады . Калий ионының ағыны мембрананың сыртқы үстілігіне тыным потенциалы ( тепе - теңдік калийлік потенциал ) орнағанға дейін ағады .

Сондай - ақ, гиперполяризация фазасы . Әрекет потенциалы басталғаннан кейін 1 мс . кейін реполяризация қисық сызығының бүктелуі байқалады, соңынан келетін өзгерістер деполяризациялық іздік потенциал деп аталады . Басқа ұлпаларда, мысалы, нейрондарда деполяризацияның қисық сызығы тыныштық потенциалдың деңгейінен әр қарай жедел өтіп кетеді де потенциалдың теріс шамасы бастапқы тыныштық потенциалмен салыстырғанда жоғарылау болып қалады . Бұл құбылыс гиперполяризациялық іздік потенциалы!

5. Натрий каналының блокаторы-тетродотоксин

Тетродотоксин-нейропаралитикалық әсері бар табиғи ақуызсыз күшті уу. Тетроодонтиформалар тұқымдасынан шыққан балықтарда тетродотоксиннің көп мөлшері кездеседі, оның гастрономиялық қызығушылығына байланысты олардың ішіндегі ең атақтысы фугу.

Тетродотоксин представляет собой соединение с гуанидиновой группой. Гуанидиновая группа по своим размерам и форме похожа на гидратированные ионы натрия и имеет сильную тропность к натриевым каналам нервных волокон. Благодаря подходящей форме молекулы, тетродотоксин закупоривает натриевые каналы, как пробка, в результате чего нервные волокна теряют способность проводить импульсы

Натрий арналарының арнайы блокаторлары балық түрлері мен саламандр ұлпаларында синтезделетін қосылыс . Бұл қосылыс арнаның сыртқы саңылауына кіреді әзірге белгісіз индифферентті емес химиялық топпен байланысады және арнаны « бітеп » тастайды . Радиоактивті белгіленген тетродотоксинді қолдана отырып мембранадағы натрий арналарының тығыздығын есептеген . Әр түрлі жасушаларда бұл тығыздық мембрананың бір шаршы метр микронына ондаған және бірнеше ондаған мың натрий арналары келетіні есептеліп шығарылған

Среди всего многообразия молекулярного вооружения, которое эволюция подарила живым организмам, наиболее эффективным и смертоносным оружием являются нейротоксины - вещества, специфично воздействующие на нервную систему атакуемой жертвы. Один из наиболее интересных и загадочных нейротоксинов - тетродотоксин (ТТХ), обнаруженный у многих морских и наземных животных. Это один из сильнейших нейропаралитических ядов, в 100 раз более эффективный, чем цианид калия. Ученые до сих пор пристально присматриваются к самому элегантному низкомолекулярному убийце и пытаются разгадать все его тайны.

Ұқсас жұмыстар

Жасуша патологиясы

АСПАРАГИН ҚЫШҚЫЛЫ

Апоптоз қарулары

Жас ушалар мен тіндердің патологиясы

Прокариоттар мен эукариоттардың генетикалық ақпаратының құрылысының ерекшелігі

Жасушалар мен тіндердің патологиясы Несеп жолындағы тас пайда болуы. Себебі. Патогенезі

Биологиялық мембраналардың қызметтері

Биологиялық мембрананың өткізгіштік механаимі. Иондық каналдар және тасымалдаушылардың құрылысы мен функциясы. Электрогенез механизмі

Жасуша мембранасының атқаратын қызметтері

ЖАСУША ҚҰРЫЛЫСЫ

Пәндер