Вторая модель - плоский бислой.
Такая модель позволяет изучать ионную проницаемость, генерацию электрического потенциала на мембране.
Третья модель — липосомы. Липидные бислои стремятся замкнуться сами на себя, чтобы спрятать гидрофобные «хвосты» от воды. При этом образуются фосфолипидные везикулы — липосомы,. Они представляют собой мельчайшие пузырьки
Физические свойства мембран
Плотность липидного бислоя составляет 800 кг/м , что меньше, чем у воды.
Размеры. Толщина мембраны (L) меняется от 4 до 13 нм, причем различным клеточным мембранам присуща разная толщина. Вязкость. Липидный слой мембраны имеет вязкость = 30-100 мПа • с
(что соответствует вязкости растительного масла).
Поверхностное натяжение
равно 0,03-3 мН • м-1, что на 2 3 порядка ниже, чем у воды (73 тН · м-1).
Коэффициент проницаемости мембранного вещества для во ды ранен 25 33 • 10-4 см/с.
Мембрана - конденсатор.
Двойной фосфолипидный слой уподобляет мембрану плоскому конденсатору, обкладки которого образованы
поверхностными белками, а
Электросопротивление 1 см поверхности мембраны состав ляет 10-10 Ом. Электроизоляционные свойства мембраны значительно превосходят свойства технических изоляторов.
Жидкокристаллическое состояние. при котором вещество обладает текучестью, но сохраняет определенную упорядоченность в расположении молекул .
При изменении температуры в
Перенос молекул (атомов) через мембраны
Явления переноса - это самопроизвольные необратимые процессы.
К явлениям переноса относятся: - диффузия (перенос массы); - вязкость (перенос импульса из слоя в слой);
- теплопроводность (перенос энергии);
- электропроводность (перенос электрического заряда).
Как синоним переноса частиц в
биофизике используется термин
Уравнение диффузии в однородной среде.
Диффузия — явление самопроизвольного переноса массы вещества из области с большей концентрацией в область с меньшей. Диффузия приводит к равномерному распределению вещества по всему
объему. Количественно диффузия описывается специальными
параметрами. Потоком вещества (Ф) через элемент поверхности, который перпендикулярен
направлению диффузии,
Количество переносимого вещества можно измерять в
килограммах или молях (г/). : ф = m/t [кг/с] или Ф = vjt
[моль/с].
поток пропорционален площади S выделенного элемента. градиенту концентрации (dc/dx) диффундирующего вещества. Поэтому формула для расчета потока:
Ф = -D{dc/dx)S. (16.2) Коэффициент
пропорциональности D называется
Распространение нервного импульса. В мембране локализованы основные биоэлектрические процессы. Реализуется генерация электрического потенциала. Посредством мембраны происходит распространение нервного
импульса.
Матрица. Мембрана
размерность коэффициента диффузии одинакова: [D] = м/с. Коэффициент D зависит от свойств жидкости, свойств диф фундирующих частиц, температуры.
Плотностью потока вещества (J) называется отношение потока вещества (Ф) через элемент по верхности к площади этого элемента (S): J — Ф/S.
Единица плотности потока — [кг/ (м2 ■ с)] или [моль/(м2 ■ с)].
Плотность потока выражается