остями латеральної дифузії та фліп-флоп - Переходів дуже важливі. Настільки велика швидкість латеральної дифузії забезпечує високу швидкість хімічних реакцій, що відбуваються на мембранах, а мала швидкість фліп-флоп - Переходів сприяє збереженню асиметрії мембран.
В організмі хребетних, а також багатьох безхребетних тварин існують так звані базальні мембрани. Ці мембрани являють собою стінки, навколишні групи клітин, часто вони розташовані між епітеліальної і сполучною тканиною, в стінках кровоносних судин. Будова базальних мембран принципово відрізняється від будови біліпідні мембран клітин. Базальні мембрани в основному складаються з гликолипидов і білків. Вони забезпечують механічні зв'язки між клітинами, відіграють роль фільтра, особливо в стінках кровоносних судин, де вони регулюють проникнення речовин з крові в тканину. Система базальних мембран капілярів мозку називається гематоенцефалічний бар'єр. Завдяки йому в мозок не проникають багато речовини.
Біофізика мембран вивчає структуру біологічних мембран, транспорт речовин через них, генерацію і поширення нервового імпульсу, процеси рецепції і перетворення енергії.
Біологічні мембрани виконують в організмі безліч функцій: вони обмежують клітку і клітинні органели, розділяючи клітину на окремі області, що дозволяє підтримувати нерівноважний стан організму; формують міжклітинні контакти; забезпечують механічну захист клітин, виборчий і регульований транспорт речовин, проведення нервового імпульсу; беруть участь у синтезі АТФ; забезпечують оптимальне розташування в просторі мембранних білків, які здійснюють ферментативні реакції; забезпечують роботу рецепторів, імунної системи.
. Транспорт речовин в біологічних мембранах
Більшість процесів життєдіяльності, таких, як всмоктування, виділення, проведення нервового імпульсу, м'язове скорочення, синтез АТФ, підтримання сталості іонного складу і вмісту води пов'язане з перенесенням речовин через мембрани. Цей процес в біологічних системах отримав назву транспорту.
Якщо перенесення речовини відбувається зі зменшенням електрохімічного потенціалу, тобто не вимагає витрат енергії, то такий транспорт називається пасивним. Його різновидами є дифузія (переміщення речовин в бік меншої концентрації) і фільтрація (просочування речовин пори в бік менших значень тиску). За допомогою дифузії в клітку проникають розчинені молекули кисню і вуглекислого газу, а також отрути і лікарські препарати. Прикладом фільтрації в організмі є перенесення води через стінки кровоносних судин, видавлювання плазми крові в ниркові канальці.
Транспорт речовин через ліпідний бішар за допомогою простої дифузії відбувається з малою швидкістю, особливо у випадку заряджених частинок, і майже не контролюється. Тому в процесі еволюції для деяких речовин з'явилися специфічні мембранні канали і мембранні переносники, які сприяють підвищенню швидкості перенесення і, крім того, здійснюють селективний транспорт. Пасивний транспорт речовин за допомогою переносників називається полегшеної дифузією. (Схема пасивного та активного транспорту представлена ??на Рис. 2)
Іноді потрібно перенести речовина з області з меншим значенням електрохімічного потенціалу в область з великим його значенням. Цей процес не може протікати мимовільно і вимагає витрат енергії. Такий вид транспорту називається активним. Наприклад, у бік збільшення електрохімічного потенціалу здійснюється трансмембранний перенос натрію. Якщо енергія, необхідна для здійснення активного транспорту, береться за рахунок гідролізу АТФ або окислювально-відновних реакцій, то такий транспорт називається первинно-активним; якщо - за рахунок градієнта концентрацій інших іонів, то - вторинно-активним або сполученим.
Рис. 2. Схема пасивного та активного транспорту
Через мембрану можуть переноситися не тільки окремі молекули, але і тверді тіла (фагоцитоз), розчини (пиноцитоз). Якщо речовина транспортується всередину клітини, то такий вид транспорту називається ендоцитозу, якщо назовні, то - екзоцитозу. У першому випадку на зовнішній стороні мембрани утворюється впячивание, яке поступово перетворюється на бульбашку. Бульбашка відривається від мембрани всередині клітини. Такий бульбашка містить в собі транспортується речовина, оточене біліпідні оболонкою (везикулою). Надалі везикула зливається з якою-небудь клітинних органел і випускає в неї свій вміст. У разі екзоцитозу процес відбувається в зворотній послідовності: везикула підходить до мембрани з внутрішньої сторони клітини, зливається з нею і викидає свій вміст у міжклітинний простір.
Пасивний транспорт нейтральних частинок
При наявності градієнтаконцентрацій речовини відбувається д...
