2014-02-12
1712
Генерация и проведение биопотенциалов.
6.Рецепторная (механическая, акустическая, обонятельная, зрительная, химическая, терморецепция).
Совокупность результатов, полученных физическими и химическими методами исследования, дала возможность предложить жидкостно-мозаичную модель строения биологических мембран (Сингер и Никольсон, 1972 г.). Согласно авторам, структурную основу биологической мембраны образует двойной слой фосфолипидов, инкрустированный белками (рис.4.1).
Липиды находятся при физиологических условиях в жидком агрегатном состоянии. Это позволяет сравнить мембрану с фосфолипидным морем, по которому «плавают» белковые молекулы. Одним из подтверждений жидкостно-мозаичной модели является то, что в разных мембранах соотношение между содержанием белков и фосфолипидов сильно отличается. В миелиновой мембране белков в 2,5 раза меньше, а в эритроцитах белков в 2,5 раза больше, чем липидов.
Большинство, хотя и не все липиды в мембране, расположены по принципу двойного слоя (бислоя).
Рис.4.1.Жидкостно-мозаичная модель плазматической мембраны.
Молекула фосфолипида лецитина содержит полярную голову (соединение – производное фосфорной кислоты) и длинный неполярный хвост (остатки жирных кислот). В голове фосфолипидной молекулы имеются две заряженные группы, расположенные на некотором расстоянии друг от друга. Два разноименных заряда, равные по абсолютной величине, образуют электрический диполь.
Рис. 4.2. Схематичное изображение «двухвостовой» фосфолипидной молекулы (а) и схема образования бислойной мембраны из таких молекул (б).
Полярные головы молекул фосфолипидов гидрофильные, а неполярные хвосты - гидрофобные. В смеси фосфолипидов с водой термодинамически выгодно, чтобы полярные головы были погружены в состоящую из полярных молекул воду, а их неполярные хвосты были бы расположены далеко от воды. Такое расположение амфифильных (имеющих гидрофильную и гидрофобную части) молекул соответствует наименьшему значению энергии Гиббса по сравнению с другими возможными расположениями.
Очень существенным является то обстоятельство, что молекулы фосфолипидов имеют два хвоста. Такая молекула в пространстве имеет форму, близкую к цилиндру (рис.4.2). Из молекул фосфолипидов в водной среде происходит самосборка бислойной мембраны. Присутствие молекул с одним хвостом (лизолецитин), имеющих в пространстве форму, близкую к конусу, разрушает клеточные мембраны (рис. 4.3). Фосфолипидные молекулы, лишенные одного хвоста, образуют поры в мембране. При этом нарушается их барьерная функция.
Рис.4.3. Схематичное изображение «однохвостовой» фосфолипидной молекулы (а) и схема образования поры в мембране из «однохвостовых» молекул (б).
