Тема 1. Биологические мембраны. Структура, свойства и пути их изучения. Транспорт веществ.

Транспорт веществ через биологические мембраны.

Способы проникновения веществ в клетку. Виды транспорта.

Тезисы лекции:

Основу структуры любой мембраны представляет двойной липидный слой, который состоит из двух монослоев липидов. Гидрофобные “хвосты” обоих слоев направлены внутрь. При этом обеспечивается наименьший контакт гидрофобных участков молекул с водой. Наиболее вероятна следующая гипотеза: мембрана имеет жидко-кристалическую структуру т.е. фосфолипидная основа представляет собой двухмерный растворитель, в котором плавают белки. К искусственным мембранам относятся монослой липидов на границе раздела вода-воздух, липосомы, БЛМ (бислойная липидная мембрана). Физические методы изучения мембран: рентгеноструктурный анализ, спектроскопия, спектрофотометрия, спектрополяриметрия, круговой дихроизм и др. Электронная микрофотография плазматической мембраны эритроцитов показывает, что мембрана состоит из светлого слоя (фосфолипидный бислой) и двух темных полос (полярные головки и белки). Мембраны обладают высокой прочностью, устойчевостью, гибкостью, а также электроизоляционными свойствами. Пространственное перемещение массы, импульса, энергии, электрических зарядов и других физических величин относится к явлениям переноса. Существенные для биологических мембран явления переноса – перенос вещества и заряда. В биофизике больше используется термин «транспорт частиц». Транспорт веществ через клеточные мембраны имеет большое значение для медицины и биологии, так как нарушениями систем активного и пассивного транспорта объясняются причины многих заболеваний, а также действие лекарственных препаратов. При пассивным транспорте перенос вещества происходит по градиенту, т.е. молекулы и ионы переносятся из области повышенной концентрации в область пониженной. Поток вещества, переносимого при пассивном транспорте, зависит от градиента на мембране, от природы вещества (селективность), от строения и химического состава самой мембраны.

Иллюстративный материал: презентация в “Power Point” (лекция1)

Литература

1. Самойлов В.О. Медицинская биофизика, С-П,2007г.

2. Тиманюк В.А., Животова Е.Н. Биофизика, Киев, 2004г.

3. Ремизов А.М. Медицинская и биологическая физика, М.,1987г.

4. Ливенцев Н.М. Курс физики, М.,1982г.

5. Ремизов А.Н., Потапенко А.Я. Курс физики Уч. для вузов М. 2002., Дрофа

6. Ремизов А.М. Курс физики, электроники и кибернетики, М.,1982г.

Контрольные вопросы (обратная связь):

• Виды биологических мембран;

• Химический состав мембран.

• Каковы свойства липидного слоя и как происходят фазовые переходы в мембране.

• Назовите виды и функции мембранных белков.

• Искусственные мембраны - липосомы.

• Какие методы исследования структуры мембран вам известны.

• Какие типы транспорта веществ через биологические мембраны вам известны

• Назовите способы проникновения веществ в клетку.