සෛල ශක්තිය. සෛලයේ ජෛව ශක්ති ක්රියාවලීන් (සෛලයේ පරමාණුක ශක්තිය). ශක්තිය ලබා ගැනීමට වෙනත් ක්රම තිබේද?
ඒක සෛලික ජීවීන්ගේ පෙනුමේ සිට සෛල න්‍යෂ්ටියේ “නිපදවීම” දක්වා සහ තවත් නවෝත්පාදන ගණනාවක උපත දක්වා වසර බිලියනයකට වඩා වැඩි කාලයක් ගත විය. සතුන්, ශාක හා දිලීර යන රාජධානි තුන බිහි වූ පළමු බහු සෛලීය ජීවීන් සඳහා මාර්ගය විවෘත වූයේ ඉන් පසුවය. යුරෝපීය විද්‍යාඥයින් මෙම පරිවර්තනය සඳහා නව පැහැදිලි කිරීමක් ඉදිරිපත් කර ඇති අතර එය කලින් පැවති අදහස්වලට පටහැනි වේ.
ප්‍රථමයෙන් වඩාත් දියුණු න්‍යෂ්ටික සෛල පැරණි ශක්ති යාන්ත්‍රණ මත යැපෙමින් ප්‍රොකැරියෝට වලින් බිහි වූ බවත් පසුව අලුතින් බඳවා ගත් අය මයිටොකොන්ඩ්‍රියා අත්පත් කර ගත් බවත් සාමාන්යයෙන් පිළිගැනේ. යුකැරියෝටේ තවදුරටත් පරිණාමය කිරීමේදී දෙවැන්නට වැදගත් කාර්යභාරයක් පැවරී ඇති නමුත් එහි පදනමට යටින් පවතින මුල්ගලෙහි භූමිකාව නොවේ.
“පළමු විකල්පය ක්රියා නොකරන බව අපි පෙන්වා දී ඇත්තෙමු. සෛලයකට සංකීර්ණත්වය වර්ධනය වීමට නම් එයට මයිටොකොන්ඩ්‍රියා අවශ්ය වේ,” මාර්ටින් පැහැදිලි කරයි. "අපගේ කල්පිතය යුකැරියෝටික් සෛල වෙත සංක්‍රමණය වීමට අවශ්ය වන්නේ සුදුසු විකෘති පමණක් බව සාම්ප්රදායික මතය ප්‍රතික්ෂේප කරයි," ලේන් දෝංකාර දෙයි.
ඔවුන් එකට වර්ධනය වූ අතර, එන්ඩොසිම්බියන්ට් ක්‍රමයෙන් එක් කුසලතාවයක් - ATP සංශ්ලේෂණය වැඩි දියුණු කළේය. අභ්යන්තර සෛලය ප්‍රමාණයෙන් අඩු වූ අතර එහි කුඩා ජාන කිහිපයක් න්යෂ්ටිය වෙත මාරු විය. එබැවින් මයිටොකොන්ඩ්‍රියා රඳවා තබා ගත්තේ ඔවුන්ට “සජීවී බලාගාරයක්” ලෙස ක්රියා කිරීමට අවශ්ය වූ මුල් DNA කොටස පමණි.
සෛලය ඇතුළත මයිටොකොන්ඩ්‍රියා (ප්‍රතිදීප්ත කොළ). ඇතුළත් කිරීම: මාටින් (වමේ) සහ පටුමග. නව පර්යේෂණයේ විස්තර Nature ලිපියෙන් සහ UCL මාධ්‍ය නිවේදනයෙන් සොයාගත හැකිය (ඡායාරූප Douglas Kline, molevol.de, nick-lane.net).
න්‍යෂ්ටික සෛල සාමාන්යයෙන් න්‍යෂ්ටියක් නොමැති සෛල වලට වඩා දහස් ගුණයකින් විශාල වන නිසා ශක්තිය අනුව මයිටොකොන්ඩ්‍රියාවේ පෙනුම කරත්තයෙන් පසු රොකට්ටුව සොයා ගැනීම හා සැසඳිය හැක.
දෙවැන්න, උපාංගයේ ප්‍රමාණයෙන් සහ සංකීර්ණත්වයෙන් ද වර්ධනය විය හැකි බව පෙනේ (මෙහි කැපී පෙනෙන උදාහරණ කිහිපයක් තිබේ). නමුත් මෙම මාර්ගයේ, කුඩා ජීවීන් අල්ලා ගැනීමකට මුහුණ දෙයි: ඔවුන් ජ්යාමිතිකව වර්ධනය වන විට, මතුපිට ප්රමාණය පරිමාවට අනුපාතය ඉක්මනින් පහත වැටේ.
මේ අතර, සරල සෛල ඒවා ආවරණය කරන පටලය භාවිතයෙන් ශක්තිය ජනනය කරයි. එබැවින් විශාල ප්‍රොකරියෝටික් සෛලයකට නව ජාන සඳහා ඕනෑ තරම් ඉඩ තිබිය හැකි නමුත් මෙම “උපදෙස්” අනුව ප්රෝටීන සංස්ලේෂණය කිරීමට ප්රමාණවත් ශක්තියක් එයට නොමැත.
බාහිර පටලයේ නැමීම් වැඩි කිරීම ඇත්ත වශයෙන්ම තත්වයට උදව් නොකරයි (එවැනි සෛල දන්නා නමුත්). බලය වැඩි කිරීමේ මෙම ක්රමය සමඟ බලශක්ති පද්ධතියේ ක්රියාකාරිත්වයේ දෝෂ ගණන ද වැඩි වේ. සෛලය තුළ අනවශ්‍ය අණු එකතු වී එය විනාශ කළ හැකිය.
තනි සෛලයක ඇති මයිටොකොන්ඩ්‍රියා (රතු පැහැයෙන් පෙන්වා ඇති) සංඛ්යාව තනි පිටපතක සිට (බොහෝ විට ඒක සෛල යුකැරියෝට් වල) සිට දෙදහස දක්වා (උදාහරණයක් ලෙස, මිනිස් අක්මා සෛලවල) (ඔඩ්‍රා නොයෙල්ගේ නිදර්ශනය) වෙනස් වේ.
මයිටොකොන්ඩ්‍රියා යනු ස්වභාවධර්මයේ විශිෂ්ට සොයාගැනීමකි. ඔවුන්ගේ සංඛ්යාව වැඩි කිරීමෙන්, එහි පිටත පෘෂ්ඨය වර්ධනය නොවී සෛලයේ බලශක්ති හැකියාවන් වැඩි කිරීමට හැකි වේ. එපමනක් නොව, සෑම මයිටොකොන්ඩ්‍රියාවකටම ගොඩනංවන ලද පාලන සහ අලුත්වැඩියා යාන්ත්‍රණ ඇත.
නවෝත්පාදනයේ තවත් ප්ලස්: මයිටොකොන්ඩ්රියල් DNA කුඩා වන අතර ඉතා ලාභදායී වේ. එය පිටපත් කිරීම සඳහා බොහෝ සම්පත් අවශ්ය නොවේ. නමුත් බැක්ටීරියා වලට ඔවුන්ගේ ශක්ති හැකියාවන් වැඩි කර ගැනීම සඳහා, ඔවුන්ගේ සම්පූර්ණ ජෙනෝමයේ බොහෝ පිටපත් පමණක් නිර්මාණය කළ හැකිය. නමුත් එවැනි වර්ධනයක් ඉක්මනින් ශක්තිය අවසන් වීමට තුඩු දෙයි.
විවිධ සෛලවල ශක්තිය සහ ඒවායේ පරිපථ සංසන්දනය කිරීම. අ) – සාමාන්ය ප්‍රොකරියෝටය ( Escherichia), b) - ඉතා විශාල prokaryote ( තියෝමාර්ගරිටා) සහ (ඇ) සාමාන්ය යුකැරියෝට් ( ඉයුග්ලේනා).
රූපසටහන් පෙන්නුම් කරන්නේ (ඉහළ සිට පහළට): සෛල ග්‍රෑම් එකකට බලය (වොට්) (d), ජානයකට (e) බලය (femtowatts) සහ හැප්ලොයිඩ් ජෙනෝමයකට බලය (picowatts) (f) (නික් ලේන්, විලියම්ගේ නිදර්ශන මාටින් / නේචර්) .
කාර්යයේ කතුවරුන් ගණනය කළේ සාමාන්ය යුකැරියෝටික් සෛලයකට සාමාන්ය බැක්ටීරියාවට වඩා 200,000 ගුණයකින් වැඩි ජාන න්‍යායාත්මකව ගෙන යා හැකි බවයි. යුකැරියෝට් යනු බොහෝ රාක්ක සහිත පුස්තකාලයක් ලෙස සැලකිය හැකිය - එය ඔබේ සිතට දැනෙන පරිදි පොත් වලින් පුරවන්න. හොඳයි, සෛලයේ ව්යුහය සහ එහි පරිවෘත්තීය තවදුරටත් වැඩිදියුණු කිරීම, නව නියාමන දාමයන් මතුවීම සඳහා වඩාත් විස්තීර්ණ ජෙනෝමය පදනම වේ.
සජීවී සෛලයක ශක්තිය
සජීවී සහ අජීවී ස්වභාවය අතර වෙනස තීරණය කරන ප්රධාන ක්රියාවලීන් සෛල මට්ටමින් සිදු වේ. සජීවී සෛලයක් තුළ ශක්තිය පරිවර්තනය කිරීම සහ මාරු කිරීම සඳහා ඉලෙක්ට්‍රෝන චලනය තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. නමුත් කිසිම ආකාරයකින් ශක්තිය සෛල තුළම ආරම්භ නොවේ: එය පිටතින් පැමිණේ. විශේෂ අණුක යාන්ත්රණයන් දස දහස් වාරයක් එහි චලනය මන්දගාමී කරයි, සෛලයට ප්රයෝජනවත් කාර්යයක් සිදු කිරීමේදී අනෙකුත් අණුවලට මෙම ශක්තිය අර්ධ වශයෙන් භාවිතා කිරීමට ඉඩ සලසයි. වියදම් නොකරන ලද ශක්තිය තාප ස්වරූපයෙන් බාහිර පරිසරයට ගැලවී යයි. Tatyana Vasilyevna POTAPOVA, භෞතික විද්‍යාව සහ රසායනික ජීව විද්‍යාව පිළිබඳ පර්යේෂණ ආයතනයේ ප්‍රමුඛ පර්යේෂකයෙකු ලෙස නම් කර ඇත. ඒ.එන්. බෙලෝසර්ස්කි, ජීව විද්‍යා වෛද්‍ය.
සූර්යයාගේ දරුවන්
විශ්වය ශක්තියෙන් පිරී ඇත, නමුත් ජීවීන් සඳහා සුදුසු වන්නේ එහි වර්ග කිහිපයක් පමණි. අපේ පෘථිවි ග්‍රහලෝකයේ ජීව විද්යාත්මක ක්‍රියාවලීන්ගෙන් අතිමහත් බහුතරයක් සඳහා ප්රධාන බලශක්ති ප්‍රභවය වන්නේ සූර්යාලෝකයයි.
සෛලය යනු ජීවයේ මූලික ඒකකයයි; එය එහි ව්යුහය පවත්වා ගැනීම සඳහා අඛණ්ඩව ක්රියා කරයි, එබැවින් නිරන්තර නිදහස් බලශක්ති සැපයුමක් අවශ්ය වේ. තාක්‍ෂණිකව, එවැනි ගැටළුවක් විසඳීම පහසු නැත, මන්ද ජීව සෛලයක් තනුක ජලීය පරිසරයක නියත (හා තරමක් අඩු) උෂ්ණත්වයකදී ශක්තිය භාවිතා කළ යුතුය. පරිණාමයේ දී, වසර මිලියන සිය ගණනක් පුරා, ඉතා මෘදු තත්වයන් යටතේ අසාමාන්ය ලෙස ඵලදායී ලෙස ක්රියා කළ හැකි අලංකාර සහ පරිපූර්ණ අණුක යාන්ත්රණයන් පිහිටුවා ඇත. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, සෛල ශක්තියේ කාර්යක්ෂමතාව මිනිසා විසින් සොයා ගන්නා ලද ඕනෑම ඉංජිනේරු උපකරණයකට වඩා බෙහෙවින් වැඩි බව පෙනී යයි.
සෛල බලශක්ති ට්රාන්ස්ෆෝමර් යනු ජීව විද්යාත්මක පටලවල තැන්පත් කර ඇති විශේෂ ප්රෝටීන වල සංකීර්ණ වේ. ආලෝකය ක්වොන්ටා (ප්‍රභාසංශ්ලේෂණ ක්රියාවලියේදී) හෝ වායුගෝලීය ඔක්සිජන් සමඟ ආහාර නිෂ්පාදන ඔක්සිකරණය වීමේ ප්‍රති result ලයක් ලෙස (ශ්වසන ක්රියාවලියේදී) නිදහස් ශක්තිය බාහිරින් සෘජුවම සෛලයට ඇතුළු වන්නේද යන්න කුමක් වුවත්, එය ඉලෙක්ට්‍රෝන චලනය අවුලුවයි. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ඇඩිනොසීන් ට්‍රයිපොස්පේට් (ATP) අණු නිපදවන අතර ජීව විද්යාත්මක පටල හරහා විද්යුත් රසායනික විභව වෙනස වැඩි වේ.
ATP සහ පටල විභවය යනු සියලු වර්ගවල අන්තර් සෛලීය වැඩ සඳහා සාපේක්ෂව ස්ථාවර ශක්ති ප්රභවයන් දෙකකි. ඇඩිනොසීන් ට්‍රයිපොස්පේට් අණුව ඉතා වටිනා පරිණාමීය අත්පත් කර ගැනීමක් බව අපි සිහිපත් කරමු. බාහිර ප්‍රභවයකින් ලබාගත් ශක්තිය පොස්පේට් කාණ්ඩ අතර "අධි ශක්ති බන්ධන" ආකාරයෙන් ගබඩා වේ. ATP ඉතා පහසුවෙන් එහි පොස්පේට් කාණ්ඩ ජලයට හෝ වෙනත් අණුවලට පරිත්‍යාග කරයි, එබැවින් එය රසායනික ශක්තිය මාරු කිරීම සඳහා අත්‍යවශ්‍ය අතරමැදියෙකි.
විදුලි සංසිද්ධි
සෛල ශක්තිය තුළ
ATP නිර්මාණය කරන යාන්ත්‍රණය වසර ගණනාවක් පුරා අභිරහසක්ව පැවතියේ එම ක්රියාවලිය අත්‍යවශ්‍යයෙන්ම විද්යුත් බව සොයා ගන්නා තුරුය. අවස්ථා දෙකේදීම: ශ්වසන දාමය සඳහා (ඔක්සිජන් සමඟ උපස්ථර ඔක්සිකරණය සිදු කරන ප්රෝටීන සමූහයක්) සහ සමාන ප්‍රභාසංස්ලේෂක කඳුරැල්ලක් සඳහා, ප්රෝටීන ගිලී ඇති පටලය හරහා ප්‍රෝටෝන ධාරාවක් ජනනය වේ. ධාරා ATP සංස්ලේෂණය සඳහා ශක්තිය සපයන අතර සමහර ආකාරයේ වැඩ සඳහා බලශක්ති ප්රභවයක් ලෙසද සේවය කරයි. නවීන ජෛව බලශක්තිය තුළ, ATP සහ ප්‍රෝටෝන ධාරාව (වඩාත් නිවැරදිව, ප්‍රෝටෝන විභවය) විකල්ප සහ අන්‍යෝන්‍ය වශයෙන් පරිවර්තනය කළ හැකි බලශක්ති මුදල් ලෙස සැලකීම සාමාන්ය දෙයකි. සමහර කාර්යයන් එක් මුදලකින් ගෙවනු ලැබේ, සමහරක් තවත් මුදලකින්.
© ටී.වී. පොටපෝවා
20 වන සියවසේ මැද භාගය වන විට. බැක්ටීරියා සහ මයිටොකොන්ඩ්‍රියා වලදී ඉලෙක්ට්‍රෝන උපස්ථර අඩු කිරීමේ සිට ඔක්සිජන් බවට පත්වන්නේ ශ්වසන දාමය ලෙස හැඳින්වෙන ඉලෙක්ට්‍රෝන වාහක කඳුරැල්ලක් හරහා බව ජෛව රසායන විද්යාඥයන් නිසැකවම දැන සිටියහ. අභිරහස වූයේ ඉලෙක්ට්‍රෝන හුවමාරුව සහ ATP සංශ්ලේෂණය සම්බන්ධ වූ ආකාරයයි. වසර 10 කට වැඩි කාලයක් තිස්සේ රහස සොයා ගැනීමේ බලාපොරොත්තුව ඇවිළී යලිත් වියැකී ගියේය. තීරණාත්මක කාර්යභාරය ඉටු කරනු ලැබුවේ තාක්ෂණික දුෂ්කරතා මඟහරවා ගැනීමෙන් නොව, සංකල්පීය සංවර්ධනය මගිනි. සම්බන්ධ කිරීම ප්‍රතිපත්තිමය වශයෙන් රසායනික නොවේ, නමුත් විද්යුත් විය. 1961 දී ඉංග්‍රීසි විද්යාඥ P. Mitchell විසින් Nature සඟරාවේ ශතවර්ෂයේ ජෛව රසායනික අභිරහස විසඳීම සඳහා රැඩිකල් අදහසක් ප්රකාශයට පත් කරන ලදී: රසායන විද්‍යා උපකල්පනය. මිචෙල්ගේ අදහස සැබවින්ම විප්ලවීය සුසමාදර්ශ මාරුවක්, සංකල්පීය රාමුවේ පරිවර්තනයක් වූ අතර මුලදී උණුසුම් විවාදයක් ඇති විය.
1966 දී මිචෙල් සිය පළමු පොත ලිවීය, "ඔක්සිකාරක සහ ප්‍රභාසංස්ලේෂණ පොස්පරීකරණයේ රසායනික සංයෝගය". එම වසරේම රුසියානු විද්යාඥයන්, ජෛව භෞතික විද්යාඥ ඊ.ලිබර්මන් සහ ජෛව රසායනඥ වී. ජීව විද්යාත්මක පටලයක් විනිවිද යන කෘතිම අයන භාවිතා කරමින්, ශ්වසනය සහ පොස්පරීකරණය සැබවින්ම ප්‍රෝටෝන විභවය හරහා සම්බන්ධ වන බව පෙන්නුම් කළහ. මිචෙල්ට සහාය දැක්වීමේ තවත් බැරෑරුම් පියවරක් මොස්කව් ප්‍රාන්ත විශ්ව විද්යාලයේ ජීව විද්‍යා පීඨයේ ජීව භෞතික විද්‍යාඥයින් විසින් A. Bulychev, V. Andrianov, G. Kurella සහ F. Litvin විසින් සිදු කරන ලදී. ක්ෂුද්‍ර ඉලෙක්ට්‍රෝඩ භාවිතා කරමින්, විශාල ක්ලෝරෝප්ලාස්ට් ආලෝකමත් කරන විට ට්‍රාන්ස්මෙම්බ්‍රේන් විද්යුත් විභව වෙනසක් ඇතිවීම වාර්තා කළහ.
ලොව පුරා විවිධ රසායනාගාරවල තවත් වසර කිහිපයක වාද විවාද සහ සූක්ෂම පරීක්ෂණ - සහ මිචෙල්ගේ අදහස් අවසානයේ හඳුනා ගන්නා ලදී. ඔහු මහා බ්‍රිතාන්‍යයේ රාජකීය සංගමයට ඇතුළත් කරන ලදී (සහ, ඒ අනුව, සර් බවට පත් විය), කීර්තිමත් ජාත්‍යන්තර සම්මාන රාශියක් ලබා ගත් අතර, 1978 දී නොබෙල් ත්‍යාගය ප්‍රදානය කරන ලදී, සම්ප්‍රදායට පටහැනිව, මෙවර ප්‍රදානය කරනු ලැබුවේ එය සොයා ගැනීම සඳහා නොවේ. නව සංසිද්ධිය, නමුත් එහි පැවැත්ම ගැන අනුමාන කිරීම සඳහා.
ඉලෙක්ට්‍රෝන හුවමාරු දාමය හුදෙක් පටලයට සම්බන්ධ නොවී, ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් උපස්ථරයේ සිට ඔක්සිජන් දක්වා ගමන් කරන විට එයට වියන ලද බව පෙනී ගියේය.
අපි අභ්යන්තර පෘෂ්ඨයේ සිට පිටත දක්වා ගමන් කරමු. පටලය ප්‍රෝටෝන හරහා යාමට ඉඩ නොදෙන සංවෘත බුබුලක් සාදයි, එබැවින් ප්‍රෝටෝන "පිටතට පොම්ප කිරීමේ" ප්‍රතිඵලයක් ලෙස පටලය හරහා විභව වෙනසක් ජනනය වේ: ඇතුළත විද්යුත් සෘණතාව. ඒ සමගම, pH අගය වැඩි වේ: බුබුල ඇතුළත පරිසරය ක්ෂාර බවට පත් වේ. පිටතින් ඇති ප්‍රෝටෝන අභ්‍යන්තරයට වඩා බොහෝ ඉහළ විද්යුත් රසායනික විභවයකින් යුක්ත වේ, විද්යුත් විභවය සහ pH අනුක්‍රමය යන දෙකින්ම “පීඩනය” යටතේ මෙන්, ප්‍රෝටෝන පටලය හරහා වෙසිලිය වෙත ආපසු තල්ලු කරයි. සජීවී සෛලයක් විවිධ ආකාරයේ වැඩ කිරීමට එවැනි ප්‍රෝටෝනවල ශක්තිය භාවිතා කරයි.
ප්රෝටීන වල X-ray ව්‍යුහාත්මක විශ්ලේෂණයේ විශ්මයජනක දියුණුව නිසා ශ්වසන දාමය සෑදෙන තනි ප්රෝටීන් සංකීර්ණවල සම්පූර්ණ අවකාශීය ව්‍යුහයන් දැකීමට හැකි වී ඇත. මයිටොකොන්ඩ්‍රිය පටලවල ස්ථානගත කර ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රවාහන දාම ප්රෝටීන, ඉලෙක්ට්‍රෝන ලබා ගැනීම සහ පරිත්‍යාග කිරීම, ඒවායේ අවශෝෂණ වර්ණාවලිය වෙනස් කිරීමට සමත් වේ. ක්ෂුද්‍ර වර්ණාවලි ක්රම මඟින් ප්රෝටීන දාමයක් ඔස්සේ ඉලෙක්ට්‍රෝන හුවමාරු අනුක්‍රමය සොයා ගැනීමටත්, ATP සංශ්ලේෂණය සඳහා ඉලෙක්ට්‍රෝනවල නිදහස් ශක්තියෙන් කොටසක් භාවිතා කරන්නේ කොතැනදැයි නිවැරදිව සොයා ගැනීමටත් හැකි වේ.
මිචෙල්ගේ අදහසට අනුව, මයිටොකොන්ඩ්රියල් පටලවල ADP සහ ෆොස්ෆේට් වලින් ATP සංස්ලේෂණය කිරීමට විද්යුත් ශක්තිය භාවිතා වේ. එබැවින්, පටලය හරහා විභව වෙනස ඉවත් කළහොත්, සංශ්ලේෂණය නතර වනු ඇතැයි උපකල්පනය කළ හැකිය. ප්‍රෝටෝන සඳහා පටලවල සන්නායකතාවය තියුනු ලෙස වැඩි කරන විශේෂයෙන් සංස්ලේෂණය කරන ලද අයන භාවිතා කරමින් කෘතිම පටල පිළිබඳ අත්හදා බැලීම් වලදී පෙන්නුම් කළේ හරියටම මෙම බලපෑමයි. 1
මිචෙල්ගේ කල්පිතයේ වලංගුභාවය පිළිබඳ පළමු පර්යේෂණාත්මක සාක්ෂි සමහරක් අපේ රටේ දී | 1970 නායකත්වය යටතේ ඊ.ඒ. Liberman * සහ V.P. ස්කුලචේවා. I පටලය මත විද්යුත් ක්ෂේත්රයේ වෙනස්වීම් දර්ශක ලෙස, කෘතිම අයන භාවිතා කරන ලදී, ඒවායේ ස්වභාවය සහ ආරෝපණ ලකුණ වෙනස් නමුත් එක දෙයකින් සමාන වේ: | ඒවා සියල්ලම පහසුවෙන් ෆොස්ෆොලිපිඩ් පටලයට විනිවිද ගියේය.බොහෝ උත්සාහයකින් පසු = පහත දැක්වෙන අලංකාර පර්යේෂණාත්මක ආකෘතිය මතුවිය.
කාබනික ද්‍රාවකයක විසුරුවා හරින ලද ෆොස්ෆොලිපිඩ් බින්දුවක් ටෙෆ්ලෝන් තහඩුවක කුඩා සිදුරකට ගෙන එන අතර එය පැතලි ද්විඅණුක පටලයකින් - කෘතිම පටලයකින් ක්ෂණිකව වසා ඇත. කෘතිම පටලයක් සහිත ටෙෆ්ලෝන් තහඩුවක් ඉලෙක්ට්‍රෝලය සහිත භාජනයක ගිල්වා, එය එක් එක් මිනුම් ඉලෙක්ට්‍රෝඩයක් සහිත මැදිරි දෙකකට බෙදා ඇත. ඉතිරිව ඇත්තේ කෘතිම පටලයට විදුලිය ජනනය කළ හැකි ප්‍රෝටීනයක් කාවැද්දීම සහ විද්යුත් විච්ඡේදකයට විනිවිද යන අයන එකතු කිරීම පමණි. එවිට පටලය මත ඇති විභව වෙනස වෙනස් කරන ප්රෝටීන් උත්පාදකයේ ක්රියාකාරිත්වය ෆොස්ෆොලිපිඩ් පටලය හරහා විනිවිද යන අයන චලනය වීමට තුඩු දෙනු ඇත, එය මැදිරි අතර විභව වෙනසෙහි වෙනසක් ලෙස සටහන් වේ.
සෛලීය ඉන්ද්‍රියයන් සහ තනි ප්රෝටීන මගින් ජනනය වන විද්යුත් ධාරාව සෘජුව මැනීමට ඉඩ සලසන වඩාත් ඒත්තු ගැන්වෙන පර්යේෂණාත්මක ආකෘතියක් එල්.ඒ. ඩ්රැචෙව්, ඒ.ඒ. Kaulen සහ V.P. ස්කුලාචෙව්. විද්යුත් ධාරාව ජනනය කරන අංශු (මයිටොකොන්ඩ්‍රියා, බැක්ටීරියා වර්ණදේහ හෝ ලිපිඩ වෙසිලි සහිත තනි ප්රෝටීන සහිත ඒවා) පැතලි කෘතිම පටලයකට ඇලී සිටීමට බල කෙරුනි. ආලෝකයේ දැල්වීමකට ප්‍රතිචාර වශයෙන් උත්පාදක අණු මගින් ජනනය වන ප්‍රෝටෝන ධාරාව හෝ සුදුසු රසායනික උපස්ථර එකතු කිරීමෙන් පසුව කෘතිම පටලයේ දෙපස ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝඩ මැනීම මගින් සෘජුවම අනාවරණය කර ගන්නා ලදී.
1973 දී U. Stockenius සහ D. Osterhelt
ඇමරිකා එක්සත් ජනපදයේ 0 විසින් වයලට්-ජේ පටලවල අසාමාන්ය ආලෝක සංවේදී ප්‍රෝටීනයක් සොයා ගන්නා ලදී: ලුණු විල්වල ජීවත් වන බැක්ටීරියා
කැලිෆෝනියානු කාන්තාරවලින් 1 rakh. මෙම ප්‍රෝටීනය, සත්ව ඇසේ දෘශ්‍ය වර්ණකය වැනි - රොඩොප්සින්, විටමින් A - දෘෂ්ටි විතානයේ ව්‍යුත්පන්නයක් අඩංගු වූ අතර, එය බැක්ටීරියෝහොඩොප්සින් ලෙස නම් කරන ලදී. ඇමරිකානු විද්‍යාඥයින් වන Racker සහ Stokenius විසින් ශක්ති සම්බන්ධ කිරීමෙහිදී බැක්ටීරියෝහොඩොප්සින් වල සහභාගීත්වය ඉතා අලංකාර ලෙස ප්‍රදර්ශනය කරන ලදී. "අලුතින් සොයාගත් වයලට් බැක්ටීරියා වල ආලෝක සංවේදී ප්‍රෝටීනය ATP සින්තේස් සමඟ ආකෘති ෆොස්ෆොලිපිඩ් පටලයක ඒකාබද්ධ කිරීමෙන්, ආලෝකය ක්රියාත්මක වන විට ATP සංස්ලේෂණය කළ හැකි අණුක සමූහයක් ඔවුන් ලබා ගත්හ.
1973 අවසානයේ ශාස්ත්රාලික යූ.ඒ. Ovchinnikov සත්ව හා බැක්ටීරියා ආලෝකයට සංවේදී වර්ණක සංසන්දනාත්මක අධ්යයනයක් සඳහා Rhodopsin ව්යාපෘතිය සංවිධානය කළේය. V.P හි රසායනාගාරයේ ව්යාපෘතියේ කොටසක් ලෙස. මොස්කව් රාජ්ය විශ්ව විද්යාලයේ Skulachev, කෘතිම පටල මත ආදර්ශ අත්හදා බැලීම් වලදී, එය bacteriorhodopsin යනු විදුලි ධාරාවේ ප්රෝටීන් උත්පාදකයක් බව ඔප්පු විය. බිල්ට්-ඉන්
වඩාත්ම දුෂ්කර ගැටළු වලින් එකක් වන්නේ සෛලය තුළ ශක්තිය ගොඩනැගීම, සමුච්චය කිරීම සහ බෙදා හැරීමයි.
සෛලයක් ශක්තිය නිපදවන්නේ කෙසේද?සියල්ලට පසු, එහි න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් හෝ බලාගාරයක් හෝ වාෂ්ප බොයිලේරු නොමැත, කුඩාම එක පවා නැත. සෛලය තුළ උෂ්ණත්වය නියත වන අතර ඉතා අඩු වේ - 40 ° ට වඩා වැඩි නොවේ. එසේ තිබියදීත්, සෛල බොහෝ ද්රව්ය සකසන අතර ඕනෑම නවීන ශාකයක් ඔවුන්ට ඊර්ෂ්‍යා කරයි.
මෙය සිදු වන්නේ කෙසේද? ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන ශක්තිය සෛලය තුළ පවතින අතර තාපය ලෙස මුදා හැරෙන්නේ නැත්තේ ඇයි? සෛලයක් ශක්තිය ගබඩා කරන්නේ කෙසේද? මෙම ප්‍රශ්නවලට පිළිතුරු දීමට පෙර, සෛලයට ඇතුළු වන ශක්තිය යාන්ත්රික හෝ විද්යුත් නොවන නමුත් කාබනික ද්‍රව්‍යවල අඩංගු රසායනික ශක්තියක් බව පැවසිය යුතුය. මෙම අදියරේදී තාප ගති විද්යාවේ නීති ක්රියාත්මක වේ. ශක්තිය රසායනික සංයෝගවල අඩංගු නම්, එය ඔවුන්ගේ දහනය හරහා මුදා හැරිය යුතු අතර, සමස්ත තාප සමතුලිතතාවය සඳහා ඒවා ක්ෂණිකව හෝ ක්‍රමයෙන් දහනය වේද යන්න ගැටළුවක් නොවේ. සෛලය දෙවන මාර්ගය තෝරා ගනී.
සරල බව සඳහා, අපි සෛලයක් "බලාගාරයකට" සමාන කරමු. විශේෂයෙන් ඉංජිනේරුවන් සඳහා, සෛලයේ "බලාගාරය" තාපජ බව අපි එකතු කරමු. දැන් අපි බලශක්ති අංශයේ නියෝජිතයින්ට තරඟයකට අභියෝග කරමු: ඉන්ධන වලින් වැඩි ශක්තියක් ලබාගෙන එය වඩාත් ආර්ථික වශයෙන් භාවිතා කරන්නේ කවුද - සෛලයක් හෝ ඕනෑම, වඩාත්ම ආර්ථිකමය, තාප බලාගාරය?
පරිණාමයේ ක්රියාවලියේදී, සෛලය එහි "බලාගාරය" නිර්මාණය කර වැඩිදියුණු කරන ලදී. ස්වභාවධර්මය එහි සියලුම කොටස් ගැන සැලකිලිමත් විය. සෛලය "ඉන්ධන", "මෝටර්-ජනකය", "එහි බල නියාමකයින්", "ට්රාන්ස්ෆෝමර් උපපොළ" සහ "අධි වෝල්ටීයතා සම්ප්රේෂණ මාර්ග" අඩංගු වේ. අපි බලමු ඒ සියල්ල මොන වගේද කියලා.
සෛලය විසින් දහනය කරන ලද ප්රධාන "ඉන්ධන" කාබෝහයිඩ්රේට වේ. ඒවායින් සරලම වන්නේ ග්ලූකෝස් සහ ෆෲක්ටෝස් ය.
ග්ලූකෝස් යනු අත්‍යාවශ්‍ය පෝෂකයක් බව එදිනෙදා වෛද්‍ය ප්‍රතිකාර වලින් දන්නා කරුණකි. දැඩි මන්දපෝෂණයෙන් පෙළෙන රෝගීන් සඳහා, එය සෘජුවම රුධිරයට ඇතුල් කරනු ලැබේ.
වඩාත් සංකීර්ණ සීනි බලශක්ති ප්රභවයන් ලෙස ද භාවිතා වේ. නිදසුනක් වශයෙන්, විද්‍යාත්මකව සුක්‍රෝස් ලෙස හඳුන්වන සාමාන්ය සීනි සහ ග්ලූකෝස් අණු 1 කින් සහ ෆෲක්ටෝස් අණු 1 කින් සමන්විත, එවැනි ද්රව්යයක් ලෙස සේවය කළ හැකිය. සතුන් තුළ, ඉන්ධනය ග්ලයිකෝජන්, දාමයකට සම්බන්ධ ග්ලූකෝස් අණු වලින් සමන්විත බහු අවයවයකි. ශාක ග්ලයිකෝජන් වලට සමාන ද්රව්යයක් අඩංගු වේ - මෙය සුප්රසිද්ධ පිෂ්ඨය වේ. ග්ලයිකෝජන් සහ පිෂ්ඨය යන දෙකම ගබඩා කරන ද්රව්ය වේ. වැස්ස දවසකට දෙන්නම පැත්තකට දානවා. පිෂ්ඨය සාමාන්යයෙන් අර්තාපල් වැනි අල වැනි ශාකයේ භූගත කොටස්වල දක්නට ලැබේ. ශාක පත්‍රවල පල්ප් සෛලවල පිෂ්ඨය විශාල ප්‍රමාණයක් ද ඇත (අන්වීක්ෂයක් යටතේ පිෂ්ඨය ධාන්ය කුඩා අයිස් කැබලි මෙන් දිදුලයි).
ග්ලයිකෝජන් සතුන්ගේ අක්මාව තුළ එකතු වන අතර අවශ්ය පරිදි එහි සිට භාවිතා කරයි.
ග්ලූකෝස් වලට වඩා සංකීර්ණ සියලුම සීනි පරිභෝජනයට පෙර ඒවායේ මුල් “ගොඩනැගිලි කොටස්” - ග්ලූකෝස් අණු වලට කැඩී යා යුතුය. කතුර, පිෂ්ඨය සහ ග්ලයිකෝජන් වල දිගු දාමයන් තනි මොනෝමර් වලට කපා දමන විශේෂ එන්සයිම ඇත - ග්ලූකෝස් සහ ෆෲක්ටෝස්.
කාබෝහයිඩ්රේට හිඟයක් තිබේ නම්, ශාක ඔවුන්ගේ "ගිනි පෙට්ටියේ" කාබනික අම්ල භාවිතා කළ හැකිය - සිට්රික්, මැලික්, ආදිය.
පැළ වූ තෙල් බීජ මේදය පරිභෝජනය කරයි, එය මුලින්ම බිඳී පසුව සීනි බවට පරිවර්තනය වේ. බීජවල ඇති මේදය පරිභෝජනය කරන විට සීනි ප්රමාණය වැඩි වන බව මෙයින් පැහැදිලි වේ.
එබැවින්, ඉන්ධන වර්ග ලැයිස්තුගත කර ඇත. නමුත් සෛලය වහාම එය පුළුස්සා දැමීම ලාභදායී නොවේ.
සීනි සෛලය තුළ රසායනිකව පුළුස්සා දමනු ලැබේ. සාම්ප්රදායික දහනය යනු ඔක්සිජන් සමඟ ඉන්ධන සංයෝජනය, එහි ඔක්සිකරණය වේ. නමුත් ඔක්සිකරණය වීමට නම්, ද්රව්යයක් ඔක්සිජන් සමඟ ඒකාබද්ධ විය යුතු නැත - හයිඩ්රජන් පරමාණු ස්වරූපයෙන් ඉලෙක්ට්‍රෝන එයින් ඉවත් කළ විට එය ඔක්සිකරණය වේ. මෙම ඔක්සිකරණය ලෙස හැඳින්වේ විජලනය("හයිඩ්රෝස්" - හයිඩ්රජන්). සීනිවල බොහෝ හයිඩ්රජන් පරමාණු අඩංගු වන අතර ඒවා එකවර බෙදී නොයන නමුත් එකින් එක බෙදේ. සෛලය තුළ ඔක්සිකරණය සිදු කරනු ලබන්නේ ඔක්සිකරණ ක්රියාවලීන් වේගවත් කිරීම සහ මෙහෙයවීම සඳහා විශේෂ එන්සයිම කට්ටලයක් මගිනි. මෙම එන්සයිම කට්ටලය සහ ඔවුන්ගේ කාර්යයේ දැඩි අනුපිළිවෙල සෛල බලශක්ති උත්පාදකයේ පදනම වේ.
සජීවී ජීවීන්ගේ ඔක්සිකරණ ක්රියාවලිය ශ්වසනය ලෙස හැඳින්වේ, එබැවින් තවදුරටත් අපි මෙම වඩාත් තේරුම්ගත හැකි ප්‍රකාශනය භාවිතා කරමු. ශ්වසනයේ භෞතික විද්යාත්මක ක්‍රියාවලියට සාදෘශ්‍ය ලෙස නම් කරන ලද අන්තර් සෛලීය ශ්වසනය එයට ඉතා සමීපව සම්බන්ධ වේ. හුස්ම ගැනීමේ ක්රියාවලීන් ගැන අපි ඔබට තවදුරටත් කියන්නෙමු.
අපි දිගටම සෛලයක් බලාගාරයක් සමඟ සංසන්දනය කරමු. දැන් අපි එහි බලාගාරයේ එම කොටස් සොයා ගත යුතු අතර එය නොමැතිව එය ක්රියා විරහිත වේ. කාබෝහයිඩ්රේට සහ මේද දහනය කිරීමෙන් ලැබෙන ශක්තිය පාරිභෝගිකයාට සැපයිය යුතු බව පැහැදිලිය. මෙයින් අදහස් කරන්නේ සෛලීය, "අධි වෝල්ටීයතා සම්ප්රේෂණ මාර්ගයක්" අවශ්ය බවයි. සාම්ප්රදායික බලාගාරයක් සඳහා, මෙය සාපේක්ෂව සරල ය - අධි වෝල්ටීයතා වයර් ටයිගා, පඩිපෙළ සහ ගංගා හරහා දිගු කර ඇති අතර ඒවා හරහා ශාක හා කර්මාන්තශාලා වෙත ශක්තිය සපයනු ලැබේ.
කූඩුව එහිම විශ්වීය "අධි වෝල්ටීයතා වයර්" ද ඇත. එහි පමණක් ශක්තිය රසායනිකව සම්ප්‍රේෂණය වන අතර “වයර්” ස්වාභාවිකවම රසායනික සංයෝග වේ. එහි ක්රියාකාරිත්වයේ මූලධර්මය අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා, බලාගාරයේ ක්රියාකාරිත්වයට කුඩා සංකූලතාවයක් හඳුන්වා දෙමු. අධි වෝල්ටීයතා රේඛාවකින් ලැබෙන ශක්තිය වයර් හරහා පාරිභෝගිකයාට සැපයිය නොහැකි යැයි සිතමු. මෙම අවස්ථාවේ දී, පහසුම ක්රමය වනුයේ අධි වෝල්ටීයතා රේඛාවකින් විදුලි බැටරි ආරෝපණය කිරීම, ඒවා පාරිභෝගිකයා වෙත ප්රවාහනය කිරීම, භාවිතා කරන ලද බැටරි ආපසු ප්රවාහනය කිරීම යනාදිය බලශක්ති ක්ෂේත්රයේ, මෙය, ඇත්ත වශයෙන්ම, ලාභ නොලබයි. ඒ හා සමාන ක්රමයක් සෛලයට ඉතා ප්රයෝජනවත් වේ.
සෛලය සියලුම ජීවීන් සඳහා විශ්වීය සංයෝගයක් භාවිතා කරයි - ඇඩිනොසීන් ට්‍රයිපොස්පරික් අම්ලය (අපි දැනටමත් ඒ ගැන කතා කර ඇත) සෛලය තුළ බැටරියක් ලෙස.
අනෙකුත් ෆොස්ෆොස්ටර් බන්ධනවල (කිලෝ කැලරි 2-3) ශක්තියට ප්‍රතිවිරුද්ධව, ATP හි ඇති පර්යන්තයේ (විශේෂයෙන් පිටතම) පොස්පේට් අපද්‍රව්‍යවල බන්ධන ශක්තිය ඉතා ඉහළය (කිලෝ කැලරි 16 දක්වා); එබැවින් එවැනි සම්බන්ධතාවයක් ලෙස හැඳින්වේ " macroergic».
ශක්තිය අවශ්ය ඕනෑම තැනක ATP ශරීරයේ දක්නට ලැබේ. විවිධ සංයෝගවල සංශ්ලේෂණය, මාංශ පේශිවල වැඩ, ප්‍රොටෝසෝවා වල ෆ්ලැජෙල්ලා චලනය - ATP සෑම තැනකම ශක්තිය ගෙන යයි.
සෛලය තුළ ATP "ආරෝපණය කිරීම" මේ ආකාරයෙන් සිදු වේ. Adenosine diphosphoric අම්ලය - ADP (1 ෆොස්ෆරස් පරමාණු නොමැති ATP) ශක්තිය මුදා හරින ස්ථානයට සුදුසු වේ. ශක්තිය බන්ධනය කළ හැකි විට, ADP පොස්පරස් සමඟ සංයෝජනය වන අතර එය සෛලය තුළ විශාල වශයෙන් දක්නට ලැබේ, සහ ශක්තිය මෙම බන්ධනයට "අගුලු" දමයි. දැන් අපට ප්‍රවාහන සහාය අවශ්‍යයි. එය විශේෂ එන්සයිම වලින් සමන්විත වේ - ෆොස්ෆොෆරේස් ("ෆෙරා" - මම රැගෙන යයි), ඉල්ලුම මත ATP "අල්ලා" එය ක්‍රියාකාරී ස්ථානයට මාරු කරයි. ඊළඟට පැමිණෙන්නේ අවසාන, අවසාන “බලාගාර ඒකකය” - පියවර-පහළ ට්රාන්ස්ෆෝමර් වල වාරයයි. ඔවුන් වෝල්ටීයතාව අඩු කර පාරිභෝගිකයාට ආරක්ෂිත ධාරාවක් සැපයිය යුතුය. එම ෆොස්ෆරස් මෙම කාර්යභාරය ඉටු කරයි. ATP සිට වෙනත් ද්රව්යයකට ශක්තිය මාරු කිරීම අදියර කිහිපයකින් සිදු වේ. පළමුව, ATP මෙම ද්රව්යය සමඟ ඒකාබද්ධ වේ, පසුව පොස්පරස් පරමාණු වල අභ්යන්තර ප්‍රතිසංවිධානයක් සිදු වන අතර, අවසානයේ, සංකීර්ණය බිඳී යයි - ADP වෙන් කරනු ලැබේ, සහ ශක්තියෙන් පොහොසත් පොස්පරස් නව ද්‍රව්‍යයේ “එල්ලෙමින්” පවතී. අතිරික්ත ශක්තිය හේතුවෙන් නව ද්රව්යය වඩාත් අස්ථායී වන අතර විවිධ ප්රතික්රියා වලට හැකියාව ඇත.
ඔබ මනුෂ්‍යත්වයේ මූලික කෘතීන් ගැන දැනගත් විට, විද්යාවේ දියුණුවත් සමඟ පිළිතුරු වලට වඩා ප්රශ්න වැඩි බව ඔබ බොහෝ විට සිතනවා. 1980 සහ 1990 ගණන් වලදී, අණුක ජීව විද්‍යාව සහ ජාන විද්‍යාව සෛල සහ සෛල අන්තර්ක්‍රියා පිළිබඳ අපගේ අවබෝධය පුළුල් කළේය. අන්තර් සෛලීය අන්තර්ක්‍රියා නියාමනය කරන සෛලීය සාධක සමූහයක් හඳුනාගෙන ඇත. බහු සෛලීය මිනිස් සිරුරේ සහ විශේෂයෙන්ම ප්රතිශක්තිකරණ පද්ධතියේ සෛලවල ක්රියාකාරිත්වය අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා මෙය වැදගත් වේ. නමුත් සෑම වසරකම ජීව විද්‍යාඥයින් එවැනි අන්තර් සෛලීය සාධක වැඩි වැඩියෙන් සොයා ගන්නා අතර සම්පූර්ණ ජීවියෙකුගේ පින්තූරයක් ප්‍රතිනිර්මාණය කිරීම වඩ වඩාත් අපහසු වේ. මේ අනුව, පිළිතුරු වලට වඩා ප්රශ්න වැඩි වේ.
මිනිස් සිරුරේ අනභිභවනීයත්වය සහ එය අධ්යයනය කිරීම සඳහා ඇති සීමිත හැකියාවන් ක්ෂණික හා පසුව පර්යේෂණ ප්රමුඛතාවයන් සඳහා අවශ්යතාවය පිළිබඳ නිගමනයට හේතු වේ. අද එවැනි ප්‍රමුඛතාවයක් වන්නේ ජීවමාන මිනිස් සිරුරක සෛලවල ශක්තියයි. ශරීරයේ සෛලවල බලශක්ති නිෂ්පාදනය සහ බලශක්ති පරිවෘත්තීය පිළිබඳ ප්රමාණවත් දැනුමක් බරපතල විද්යාත්මක පර්යේෂණවලට බාධාවක් වේ.
සෛලය යනු ශරීරයේ මූලික ව්‍යුහාත්මක ඒකකයයි: සියලුම අවයව සහ පටක සෛල වලින් සමන්විත වේ. සෛල ශක්ති සහ අන්තර් සෛල ශක්ති අන්තර්ක්‍රියා පිළිබඳ ප්රමාණවත් දැනුමක් නොමැතිව ඖෂධ හෝ ඖෂධ නොවන ක්රම දියුණු කළහොත් ඒවායේ සාර්ථකත්වය අපේක්ෂා කිරීම අපහසුය. බහුලව භාවිතා වන සහ නිර්දේශිත නිෂ්පාදන සෞඛ්‍යයට හානිකර වන උදාහරණ ඕනෑ තරම් තිබේ.
සෞඛ්ය සේවයේ ප්‍රමුඛ ප්‍රවේශය ද්රව්ය ප්‍රවේශයයි. ද්රව්ය යනු ද්‍රව්‍යයකි. සුව කිරීමේ තර්කය අතිශයින්ම සරල ය: ශරීරයට අවශ්ය ද්රව්ය (ජලය, ආහාර, විටමින්, ක්ෂුද්‍ර මූලද්‍රව්‍ය සහ, අවශ්ය නම්, ඖෂධ) ලබා දීම සහ ශරීරයෙන් පරිවෘත්තීය නිෂ්පාදන ඉවත් කිරීම (අසූචි, අතිරික්ත මේද, ලවණ, විෂ, ආදිය. ) ඖෂධ ව්යාප්තිය අඛණ්ඩව ජයග්රහණය කරයි. බොහෝ රටවල නව පරම්පරාවේ මිනිසුන් මහා පරිමාණ අත්හදා බැලීමක ස්වේච්ඡා සහභාගිවන්නන් බවට පත්වෙමින් සිටිති. ඖෂධ කර්මාන්තයට නව රෝගීන් අවශ්‍යයි. කෙසේ වෙතත්, සෞඛ්ය සම්පන්න පුද්ගලයින් අඩු හා අඩු වේ.
ඖෂධ පිළිබඳ ජනප්‍රිය විමර්ශන ග්‍රන්ථයක නිර්මාතෘවරයා වරක් ඔහු පෞද්ගලිකව කොපමණ ඖෂධ ප්‍රමාණයක් අත්හදා බැලිය යුතු දැයි විමසා ඇත. කිසිවක් නැත - පිළිතුර විය. පෙනෙන විදිහට, මෙම බුද්ධිමත් මිනිසා සෛල ජෛව රසායනය පිළිබඳ දීප්තිමත් දැනුමක් ඇති අතර මෙම දැනුම ජීවිතයට ප්රයෝජනවත් ලෙස භාවිතා කරන්නේ කෙසේදැයි දැන සිටියේය.
කුඩා ජීව ද්රව්ය කැබැල්ලක්, ඉලිප්සයිඩ්, තැටියක, බෝලයක හැඩයෙන්, ආසන්න වශයෙන් මයික්‍රෝන 8-15 (µm) විෂ්කම්භයකින් යුත්, ඒ සමඟම සංකීර්ණ ස්වයං-නියාමන පද්ධතියක් ගැන සිතන්න. සාමාන්ය සජීවී සෛලයක් අවකලනය ලෙස හැඳින්වේ, එහි සංයුතිය සෑදෙන බොහෝ මූලද්‍රව්‍ය එකිනෙකට සාපේක්ෂව පැහැදිලිව වෙන් වී ඇති බව අවධාරණය කරයි. "වෙනස් නොකළ සෛල" යන සංකල්පය, රීතියක් ලෙස, නවීකරණය කරන ලද සෛලයකට යොමු කරයි, උදාහරණයක් ලෙස, පිළිකා සෛලයකි. විවිධ සෛල ව්යුහය හා අභ්යන්තර පරිවෘත්තීය පමණක් නොව, විශේෂීකරණය, උදාහරණයක් ලෙස, වකුගඩු, අක්මාව සහ හෘද සෛල වෙනස් වේ.
සාමාන්යයෙන්, සෛලයක් කොටස් තුනකින් සමන්විත වේ: සෛල පටල, සයිටොප්ලාස්ම් සහ න්යෂ්ටිය. සෛල පටලයේ සංයුතිය, රීතියක් ලෙස, තුනෙන් හෝ හතරකින් යුත් පටලයක් සහ පිටත කවචයක් ඇතුළත් වේ. පටලයේ ස්ථර දෙක ලිපිඩ (මේද) වලින් සමන්විත වන අතර, එහි ප්රධාන කොටස අසංතෘප්ත මේද - ෆොස්ෆොලිපිඩ්. සෛල පටලය ඉතා සංකීර්ණ ව්යුහයක් සහ විවිධ කාර්යයන් ඇත. පටලයේ දෙපැත්තේ ඇති විභව වෙනස මිලිවෝල්ට් සිය ගණනක් විය හැක. පටලයේ පිටත පෘෂ්ඨය සෘණ විද්යුත් ආරෝපණයක් අඩංගු වේ.
සාමාන්යයෙන් සෛලයකට එක් න්‍යෂ්ටියක් ඇත. න්යෂ්ටි දෙකක් හෝ වැඩි ගණනක් ඇති සෛල ඇතත්. න්‍යෂ්ටියේ කාර්යය වන්නේ පාරම්පරික තොරතුරු ගබඩා කිරීම සහ සම්ප්‍රේෂණය කිරීමයි, උදාහරණයක් ලෙස, සෛල බෙදීමේදී මෙන්ම සෛලයේ සියලුම භෞතික විද්යාත්මක ක්රියාවලීන් පාලනය කිරීම. න්යෂ්ටිය සෛලයේ ජාන කේතය රැගෙන යන DNA අණු අඩංගු වේ. හරය ද්වි-ස්ථර පටලයකින් වසා ඇත.
සයිටොප්ලාස්ම් සෛලයේ විශාල ප්‍රමාණයක් සෑදී ඇති අතර ඉන්ද්‍රියයන් සහ එහි ඇතුළත් කිරීම් සහිත සෛලීය තරලයකි. අවයව යනු නිශ්චිත වැදගත් කාර්යයන් ඉටු කරන සයිටොප්ලාස්මයේ ස්ථිර සංරචක වේ. මේවායින්, අපි බොහෝ විට මයිටොකොන්ඩ්‍රියා ගැන උනන්දු වෙමු, ඒවා සමහර විට සෛලයේ බලාගාර ලෙස හැඳින්වේ. සෑම මයිටොකොන්ඩ්‍රියාවකටම පටල පද්ධති දෙකක් ඇත: පිටත සහ අභ්යන්තර. පිටත පටලය සිනිඳුයි, එය ලිපිඩ සහ ප්රෝටීන වල සමාන කොටස් අඩංගු වේ. අභ්යන්තර පටලය මිනිස් සිරුරේ වඩාත් සංකීර්ණ ආකාරයේ පටල පද්ධති වලට අයත් වේ. එහි රිජ් (ක්‍රිස්ටේ) ලෙස හැඳින්වෙන බොහෝ නැමීම් ඇත, එම නිසා පටල මතුපිට සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි වේ. මෙම පටලය මයිටොකොන්ඩ්‍රියන්හි අභ්යන්තර අවකාශයට යොමු කර ඇති බොහෝ බිම්මල් හැඩැති වැඩීමක ස්වරූපයෙන් ඔබට සිතාගත හැකිය. එක් මයිටොකොන්ඩ්‍රියාවකට එවැනි වර්ධනයන් 10 සිට 4-10 සිට 5 දක්වා ඇත.
මීට අමතරව, තවත් 50-60 එන්සයිම අභ්යන්තර මයිටොකොන්ඩ්රියල් පටලයේ පවතී, විවිධ වර්ගවල අණු මුළු සංඛ්යාව 80 දක්වා ළඟා වේ. මේ සියල්ල රසායනික ඔක්සිකරණය සහ බලශක්ති පරිවෘත්තීය සඳහා අවශ්ය වේ. මෙම පටලයේ භෞතික ගුණාංග අතර, හොඳ ධාරිත්‍රකයක් වැනි ශක්තිය රැස් කර ගැනීමේ හැකියාව ඇති ඊනියා සංසර්ග පටලවල ලක්ෂණයක් වන ඉහළ විද්යුත් ප්‍රතිරෝධයක් සටහන් කළ යුතුය. අභ්යන්තර මයිටොකොන්ඩ්රියල් පටලයේ දෙපැත්තේ ඇති විභව වෙනස 200-250 mV පමණ වේ.
නිදසුනක් වශයෙන්, අක්මා සෛලයක, හෙපටෝසයිටයක මයිටොකොන්ඩ්‍රියා 2000ක් පමණ තිබේ නම්, සෛලයක් කෙතරම් සංකීර්ණ දැයි ඔබට සිතාගත හැකිය. නමුත් සෛලය තුළ තවත් බොහෝ අවයව, එන්සයිම, හෝමෝන සහ අනෙකුත් සංකීර්ණ ද්රව්ය සිය ගණනක් ඇත. සෑම ඉන්ද්‍රියයකටම තමන්ගේම ද්රව්ය සමූහයක් ඇති අතර ඇතැම් භෞතික, රසායනික හා ජෛව රසායනික ක්රියාවලීන් එහි සිදු කරනු ලැබේ. සයිටොප්ලාස්මික් අවකාශයේ ඇති ද්රව්ය එකම ගතික තත්වයක පවතී; ඒවා ඉන්ද්‍රියයන් සමඟ සහ සෛලයේ බාහිර පරිසරය සමඟ එහි පටලය හරහා අඛණ්ඩව හුවමාරු වේ.
තාක්ෂණික විස්තර සඳහා මම පාඨකයාගෙන් - විශේෂ ist යෙකුගෙන් සමාව අයදිමි, නමුත් සෛලය පිළිබඳ මෙම අදහස් නිරෝගීව සිටීමට කැමති සෑම පුද්ගලයෙකුටම දැන ගැනීමට ප්රයෝජනවත් වේ. ස්වභාවධර්මයේ මෙම ආශ්චර්යය අප අගය කළ යුතු අතර ඒ සමඟම අප ප්රතිකාරයේ යෙදෙන විට සෛලයේ දුර්වලතා සැලකිල්ලට ගත යුතුය. නිතිපතා ඇනල්ජින් තරුණ, නිරෝගී පුද්ගලයෙකුගේ පටක ඉදිමීමට තුඩු දුන් අවස්ථා මම නිරීක්ෂණය කර ඇත්තෙමි. සමහර අය සිතන්නේ නැතිව පෙති ගිලින ආකාරය පුදුම සහගතය!
සෛල ශක්තිය ගැන කතා නොකරන්නේ නම් සෛල ක්රියාකාරිත්වයේ සංකීර්ණත්වය පිළිබඳ අදහස් සම්පූර්ණ නොවනු ඇත. සෛලයේ ශක්තිය විවිධ කාර්යයන් ඉටු කිරීම සඳහා වැය වේ: යාන්ත්රික - තරල චලනය, ඉන්ද්රියයන්ගේ චලනය; රසායනික - සංකීර්ණ කාබනික ද්රව්ය සංශ්ලේෂණය; විද්යුත් - ප්ලාස්මා පටල මත විද්යුත් විභවයන් තුළ වෙනසක් නිර්මාණය කිරීම; ඔස්මොටික් - සෛලයට සහ පිටුපසට ද්රව්ය ප්රවාහනය කිරීම. සියලුම ක්රියාවලි ලැයිස්තුගත කිරීමේ කාර්යය අප විසින්ම සකස් කර නොගෙන, අපි සුප්රසිද්ධ ප්රකාශයට සීමා කරමු: ප්රමාණවත් බලශක්ති සැපයුමක් නොමැතිව, සෛලයේ සම්පූර්ණ ක්රියාකාරිත්වය සාක්ෂාත් කරගත නොහැක.
සෛලයට අවශ්ය ශක්තිය ලැබෙන්නේ කොහෙන්ද? විද්යාත්මක න්‍යායන්ට අනුව, පෝෂ්‍ය පදාර්ථවල (කාබෝහයිඩ්‍රේට්, මේද, ප්රෝටීන්) රසායනික ශක්තිය ඇඩිනොසීන් ට්‍රයිපොස්පේට් (ATP) සාර්ව (ශක්තිය විශාල ප්‍රමාණයක් අඩංගු) බන්ධනවල ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වේ. මෙම ක්රියාවලීන් සෛල මයිටොකොන්ඩ්‍රියාවේ ප්රධාන වශයෙන් ට්‍රයිකාබොක්සිලික් අම්ල චක්‍රය (ක්‍රෙබ්ස් චක්‍රය) සහ ඔක්සිකාරක පොස්පරීකරණයේදී සිදු කෙරේ. අධි ශක්ති බන්ධන කැඩී ගිය විට ATP හි ගබඩා කර ඇති ශක්තිය පහසුවෙන් මුදා හරින අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ශරීරයේ බලශක්ති පරිභෝජනය සිදුවේ.
කෙසේ වෙතත්, මෙම අදහස් පටකවල බලශක්ති සැපයුමේ සහ බලශක්ති හුවමාරුවේ ප්‍රමාණාත්මක හා ගුණාත්මක ලක්ෂණ මෙන්ම සෛල ශක්තියේ සහ අන්තර් සෛලීය අන්තර්ක්‍රියාකාරිත්වයේ වෛෂයික තක්සේරුවක් ලබා දීමට අපට ඉඩ නොදේ. සාම්ප්රදායික න්‍යායට පිළිතුරු දිය නොහැකි වැදගත්ම ප්‍රශ්නය (G.N. Petrakovich) වෙත අවධානය යොමු කළ යුතුය: අන්තර් සෛලීය අන්තර්ක්‍රියා සිදු කරන්නේ කුමන සාධක නිසාද? සියල්ලට පසු, ATP සෑදී පරිභෝජනය කරයි, මයිටොකොන්ඩ්‍රියා තුළ ශක්තිය මුදා හරිනු ලැබේ.
මේ අතර, අවයව, පටක සහ සෛල සඳහා බලශක්ති සැපයුමේ යහපැවැත්ම ගැන සැක කිරීමට ප්රමාණවත් හේතු තිබේ. මේ සම්බන්ධයෙන් මිනිසා ඉතා අසම්පූර්ණ බව කෙනෙකුට කෙලින්ම පැවසිය හැකිය. සෑම දිනකම බොහෝ දෙනෙක් අත්විඳින තෙහෙට්ටුව මෙයට සාක්ෂි දරයි, එය කුඩා කල සිටම පුද්ගලයෙකුට කරදර කිරීමට පටන් ගනී.
ගණනය කිරීම් වලින් පෙන්නුම් කරන්නේ මිනිස් සිරුරේ ශක්තිය ඇඟවුම් කරන ලද ක්රියාවලීන් (ක්‍රෙබ්ස් චක්‍රය සහ ඔක්සිකාරක පොස්පරීකරණය) හරහා නිපදවන්නේ නම්, අඩු බරකදී බලශක්ති හිඟය 30-50% ක් වන අතර අධික බරක් සමඟ - 90% ට වඩා වැඩි වනු ඇත. මිනිසුන්ට ශක්තිය සැපයීම සම්බන්ධයෙන් මයිටොකොන්ඩ්‍රියා ප්රමාණවත් ලෙස ක්රියා නොකරන බව නිගමනය කළ ඇමරිකානු විද්‍යාඥයින් විසින් කරන ලද පර්යේෂණ මගින් මෙය සනාථ වේ.
සිද්ධීන් දෙකක් සිදු නොවූයේ නම්, න්‍යායාත්මක හා ප්‍රායෝගික වෛද්‍ය විද්‍යාව සෙමින් ගමන් කරන සෛල හා පටකවල ශක්තිය පිළිබඳ ප්රශ්න දිගු කලක් පාර අයිනේ පැවතිය හැකිය. අපි කතා කරන්නේ නව හුස්ම ගැනීමේ උපකල්පනය සහ අන්තරාසර්ග හුස්ම ගැනීම පිළිබඳ සොයා ගැනීම ගැන ය.
ඔක්සිජන්
ඔක්සිජන්: ජීවය දීමේ අවශ්‍යතාවයක්
සහ "බුද්ධිමත් ඝාතකයා"
ජීවිතයේ අවශ්‍යතාවයක් ලෙස ඔක්සිජන්
ඔක්සිජන් යනු ශරීරයේ වැදගත්ම ද්රව්යය වන අතර එය මිනිසුන්ගේ සහ සතුන්ගේ ජීවිතයට අත්‍යවශ්‍ය වේ. සියලුම සෛල සඳහා ජීවයේ මූලාශ්‍රය ඔක්සිජන් වේ. එය නොමැතිව අපට විනාඩි කිහිපයක්වත් ජීවත් විය නොහැක. ඔක්සිජන් මූලික වශයෙන් සෛල තුළ ශක්තිය නිෂ්පාදනය සඳහා අවශ්ය වේ. මෙය සිදු වන්නේ මයිටොකොන්ඩ්‍රියාවේ අභ්යන්තර පටලයේ ඇති ඊනියා ශ්වසන දාමයේ ය. ATP විශ්ව ශක්ති අණුවේ ප්රධාන සංයුතිය සෑදී ඇත්තේ මෙහිදීය. ඔක්සිජන් නොමැතිව ශක්තියක් නොමැති අතර, ශක්තියෙන් තොරව එය ජෛව රසායනිකව හෝ මාංශ පේශි මගින් සිදු කළද, කිසිදු කාර්යයක් කළ නොහැකිය.
සෛල ශක්තිය ලබා ගන්නා ආකාරය
වෛද්‍ය ඔටෝ වෝර්බර්ග් සෛලීය ජීවිතයේදී ඔක්සිජන් වල වැදගත්කම පිළිබඳව කළ පර්යේෂණ සඳහා දෙවරක් නොබෙල් ත්‍යාගය පිරිනමන ලදී. කෙටියෙන්, ඔහුගේ නිගමන පහත පරිදි වේ.
සෞඛ්ය සම්පන්න සෛල ආහාර වලින් අවශෝෂණය වන කාබෝහයිඩ්‍රේට් ග්ලූකෝස් බවට බිඳ දමයි. ග්ලූකෝස් ශරීරය විසින් ගබඩා කර ඇත. සෛලවලට ශක්තිය අවශ්ය වූ විට, ඒවා රසායනික ප්රතික්රියා දාමයක් හරහා ග්ලූකෝස් බිඳ දමයි, එහි අවසාන පියවරට ඔක්සිජන් අවශ්ය වේ. මෙය ශක්තිය නිපදවන අතර එය සෛලවල ශක්ති අණුව වන ATP ආකාරයෙන් ගබඩා වේ.
හුස්ම ගැනීමේදී ඔක්සිජන් පෙණහලුවලට ඇතුල් වන අතර එය රුධිරයට අවශෝෂණය කර ශරීරයේ බිලියන ගණනක් සෛල වෙත ප්රවාහනය කරයි. වාහකය රතු රුධිරාණු වල හිමොග්ලොබින් වේ. සෛල වෙත ළඟා වන ඔක්සිජන් ATP, තාපය සහ ජලය සෑදීම සමඟ ආහාරයට ගන්නා ආහාර පරිවර්තනය කිරීම සඳහා වැය වේ. කෙසේද
තාපය හෝ ශක්තිය සඳහා අපගේ අවශ්යතාවය වැඩි වන තරමට ඔක්සිජන් අවශෝෂණය වඩාත් තීව්‍ර වේ.
පෝෂ්‍ය පදාර්ථ ශරීරයේ බලශක්ති නිෂ්පාදනය සඳහා ඉන්ධන සපයන අතර ඔක්සිජන් එම ඉන්ධන දහනය කරයි. මෙම දහන ක්රියාවලිය ඔක්සිකරණය ලෙස හඳුන්වනු ලබන අතර, ඉන්ධන මූලික වශයෙන් කාබෝහයිඩ්රේට වන අතර, ඔක්සිජන් සහභාගීත්වයෙන් ඔක්සිකරණය (පිළිස්සීම) වේ. සෛලවලට අඛණ්ඩ හා ප්රමාණවත් ඔක්සිජන් සැපයුමක් අවශ්ය වන්නේ එබැවිනි. මෙම අවස්ථාවේ දී පමණක් ඔවුන් සාමාන්යයෙන් ක්රියා කරනු ඇත, සෞඛ්ය සම්පන්නව සිටීම සහ ශරීරයට ශක්තිය සැපයීම.
රුධිරය ප්රධාන කොටස් තුනකින් සමන්විත වේ: ප්ලාස්මා, රතු රුධිර සෛල සහ සුදු රුධිරාණු. ප්ලාස්මා වල සෛල සඳහා අවශ්ය සියලුම ද්රව්ය, විශේෂයෙන් ඔක්සිජන් අඩංගු වේ. කෙසේ වෙතත්, මිනිස් සිරුරේ සෛල, මාළු මෙන් නොව, රුධිර ප්ලාස්මාවේ අසීමිත ඔක්සිජන් ජීවත් වීමට ප්රමාණවත් වේ, ප්ලාස්මා ලබා දිය හැකි වඩා ඔක්සිජන් අවශ්ය වේ. මෙම අවශ්යතාවය රතු රුධිර සෛල මගින් සපුරාලන අතර, ඒවා ශරීරයේ විවිධ පටක වලට ඔක්සිජන් විශාල ප්‍රමාණයක් ප්රවාහනය කළ හැකි බැවින් නිශ්චිතවම වැදගත් වේ.
කෙසේ වෙතත්, රතු රුධිර සෛල ප්ලාස්මාවෙන් ඔක්සිජන් ලබා ගන්නා බව දැන ගැනීම වැදගත් වේ, එය කේශනාලිකා වෙත මාරු කරනු ලැබේ, එහිදී ඔක්සිජන් ප්ලාස්මා වෙත ලබා දී සෛල පටල හරහා සෛල තුළ සිදුවන පරිවෘත්තීය භාවිතය සඳහා ප්රවාහනය කරයි. එබැවින් ප්ලාස්මාවේ ඔක්සිජන් ප්රමාණය වැඩි කළ හැකි නම්, සෛල වෙත ළඟා වන ඔක්සිජන් ප්රමාණය ද වැඩි වනු ඇතැයි උපකල්පනය කිරීම තර්කානුකූල ය.
සෛල පටල හරහා සෛල තුළට ඔක්සිජන් සාමාන්ය ප්රවාහනය සඳහා බාහිර සෛල තරලයේ යම් පරිසරයක් අවශ්ය වේ. ශරීරය ඉහළ නිරවද්යතාවයකින් එහි සංයුතිය නියාමනය කරයි. මෙම පරිසරයට අවශ්ය තරල, ඛනිජ සහ විද්යුත් විච්ඡේදක, pH අගය, ප්රෝටීන, ඔස්මොටික් පීඩනය ආදියෙහි අවශ්ය ශේෂය තිබිය යුතු අතර සෛල තුළට ඔක්සිජන් මාරු කිරීම පහසු කිරීම සඳහා විෂ සහිත පරිවෘත්තීය ද ඉවත් කළ යුතුය. බාහිර සෛල තරලයේ මෙම සමතුලිතතාවයේ විවිධ බාධාවන් සෛල ඔක්සිජන් සාගින්න ඇති කරයි. බොහෝ රෝග සඳහා හේතුව මෙයයි.
1 | | | | | |