Membran potensialı, bitişik elektrolidlərdə membran və boşluq yüklərindən ibarət olan elektrokimyəvi cüt qatdakı elektrik gərginliyidir. Membran hüceyrə zarı və ya hüceyrə orqanoidinin membranı olub, işarə konvensiyası “daxili mənfi xarici potensial ” kimi işarə olunur.
Bir kondensatorda olduğu kimi, bir membran potensialı xaricdən verilən bir yükdən, məsələn, sinir liflərinin miyelinli hissələrində yarana bilər. Digər tərəfdən, bioloji bir kontekstdə, selektiv keçiricilik, nəzarət olunan keçiricilik və ionların membran vasitəsilə aktiv nəqli ilə əlaqəli olaraq membranın hər iki tərəfindəki konsentrasiyadakı fərqlər nəticəsində membran potensialının əmələ gəlməsi daha vacibdir. Sinir və ya əzələ hüceyrələri kimi böyük hüceyrələrdə membran potensialı yerləşmə baxımından dəyişir. Orada siqnal ötürülməsi və ya yayılması üçün, xüsusən də duyğu hüceyrələrində və mərkəzi sinir sistemində, məlumatın işlənməsi üçün istifadə olunur. Xloroplastlarda və mitoxondridə membran potensialı enerji mübadiləsinin energetik birləşmələrinə xidmət edir.
Mikroskopik quruluşlarda membran potensialının, mümkün elektrik, kimyəvi və mexaniki müdaxilə olmadan ölçülməsi çətindir.
Fizioloji mahiyyəti:
Standart membranının fosfolipid ikiqat təbəqəsi, boşluq yüklərini beş nm məsafədə saxlayan hidrofobik bir nüvəyə malikdir. Heyvan hüceyrələrinin sakit halda potensialı −70 mV-dir. Bu, 107 V / m-dən çox sahə gücünə və ya havanın dielektrik gücündən təxminən dörd dəfə çox olmasına səbəb olur. Elektroporasiya 0,5 ilə 1 volt arasında baş verir. Membran potensialı ion cərəyanlarını idarə edir konsentrasiya qradiyenti boyunca ionların yayılmasının səbəbi Braun molekulyar hərəkətidir. Konsentrasiya və potensial qradiyentlər eyni istiqamətdə hərəkət edərsə, membran potensialı bu diffuziyanı dəstəkləyə bilər. Məsələn: Depolarizasiya edildikdən və bununla da müsbət membran potensialını aldıqdan sonra bir sinir hüceyrəsindən kalium ionlarının çıxması (bax: fəaliyyət potensialı). Potensial qradiyent konsentrasiya qradiyentinə ziddirsə, ionlar konsentrasiya qradiyentinə görə yalnız passiv şəkildə diffuziya edə bilər, əgər konsentrasiya qradiyentinin təsiri membran potensialının əks təsirindən çoxdur, lakin potensial qradiyentin təsiri konsentrasiya qradiyentinin əks təsirindən çox olarsa, ionların konsentrasiya qradiyentinə qarşı diffuziya etməsi də mümkündür. Hüceyrə membranı hiperpolarizasiya olunduqdan sonra apoblastdan qoruyucu hüceyrəyə kalium ionlarının axını buna misal ola bilər. İndi ionlar elektrokimyəvi potensiala görə bir tərəfdən digərinə axırsa, onların konsentrasiyası nisbətləri dəyişdirilir və bu da hüceyrəyə müxtəlif təsir göstərir:
Material qradiyentləri enerji yığma funksiyasını yerinə yetirə bilər: Əgər ionlar biomembranın bir tərəfindən digər tərəfinə “könüllü” (ΔG <0, aşağıya baxın) diffuziya edərsə, ya ATF (kimyosmotik birləşmə) sintezi və ya digər maddələrin daşınması üçün istifadə olunan enerji sərbəst buraxılır. İonların konsentrasiya nisbətindəki dəyişiklik eyni zamanda bir bölmənin ozmotik potensialının dəyişməsinə gətirib çıxarır: daha yüksək ion konsentrasiyası olan tərəfdə akvaporinlərin köməyi ilə daha çox su axır. Həcmin artması səbəbindən embrion hüceyrələr böyüyür (böyümə). Osmotik təzyiqi dəyişdirərək, stomatanın açılması və bağlanması kimi hərəkətlər və ya mimozadakı yarpaq hərəkətləri bitkilərdə həyata keçirilə bilər. Sitosol axan su ilə seyrəldilir və beləliklə bütün maddələrin konsentrasiyası azalır. Siqnal kimi potensialdakı dəyişikliklər informasiyanın işlənməsi və ötürülməsi üzrə ixtisaslaşmış heyvan və bitki hüceyrələrində membran potensialı həyəcansız vəziyyətdə (sakitlik potensialı) sabit saxlanılır. Həyəcanlandıqda, membran potensialı müəyyən ionlar üçün hüceyrə membranının keçiriciliyini dəyişdirərək qısa müddətə dəyişir (hərəkət potensialı). Bu siqnal hüceyrəyə yayıla bilər, sinapslarda ötürücü maddələrin sərbəst buraxılmasına səbəb olur və əzələ hüceyrələrində isə yığılmaya səbəb olur.
Membran potensialındakı dəyişikliklər; membran potensialı, ionların membran vasitəsilə nəqlinin yalnız transmembran zülallarının əmələ gətirdiyi passiv kanallar vasitəsilə mümkün olur. Bu kanallar maddə seçicidirlər, buna görə də yalnız müəyyən ionların keçməsinə və bəzi hallarda istiqamət seçici olurlar lki, buna görə də ionların membrandan yalnız bir istiqamətə yayılmasına imkan verirlər. Bu kanallardan bəziləri kimyəvi siqnallar (liqand nəzarətli kanallar) və ya potensial dəyişikliklər (gərginliklə idarə olunan kanallar) səbəbindən açıla və ya bağlana bilər. Membran potensialındakı dəyişiklik, membranın müəyyən ionlar (ümumiyyətlə kalium, sodium və ya kalsium kationları və ya xlor anionları) üçün keçiriciliyinin dəyişməsindən və ya ATFazalar kimi aktiv nəqliyyat zülallarından qaynaqlanır. Burada əsas 2 mümkün hal var: Depolarizasiya və hiperpolarizasiya. Depolarizasiya halında membran potensialı azalır, çünki kationlar membranın tərəfinə mənfi potensialla və anionlar isə müsbət potensialla axır.
Hiperpolarizasiya vəziyyətində membran potensialı artır, çünki kationlar membranın tərəfinə müsbət potensialla və anionlar isə mənfi potensialla axır. İon kanalları vaxtında bağlanmırsa, diffuziya tarazlığı meydana gəlir, çünki diffuziya səbəbindən konsentrasiya və potensial nisbəti dəyişir. Bu tarazlıq içəridə və xaricində eyni ion konsentrasiyaları olduqda və membran potensialı 0 mV olduqda əldə edilə bilər. Bununla birlikdə, tarazlıq vəziyyəti də mümkündür ki, burada membran potensialı sıfırdan fərqlənir və daxili və xaricində fərqli konsentrasiya əmələ gəlir.
Repolarizasiya isə membran potensialının başlanğıc vəziyyətinə qayıtmasıdır (sinir hüceyrələrində sakitlik potensialı). Repolarizasiya baş verdikdə və nə qədər sürətlə baş verməsi müvafiq hüceyrə tiplərinin işindən asılıdır. Metazoa sinir hüceyrələrində hərəkət potensialının depolarizasiya və repolarizasiya fazaları hər biri 2 msan. davam edir; hərəkət potensialı yarada bilən bitkilərin müəyyən hüceyrələrində hər iki fazada bir neçə saniyə davam edə bilər.
Membran potensiallarını fərqli xüsusiyyətləri və funksiyaları olan iki qrupa bölmək olar: yüksək amplitudlu potensial membranlar hissi hüceyrələrdə (sensor potensialı, reseptor potensialı və ya generator potensialı adlanır) və postsinaptik membranlarda (postsinaptik potensial, PSP) meydana gəlir. Fəaliyyət potensialları aksonun ucunda və sinir hüceyrəsinin aksonunda və ya əzələ hüceyrələrinin subsinaptik membranında əmələ gəlir.
Yazar: Yusubova Şəbnəm
Society of Biologists 
Əla yazıdır👍
BəyənBəyən