РМС-МедТур

Медицина и Туризм


Медицинский туризм - лечение и реабилитация






Rambler's Top100
Рейтинг@Mail.ru
liveinternet.ru: показано число просмотров за 24 часа, посетителей за 24 часа и за сегодня

БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ

тонкие пограничные структуры молекулярных размеров, расположенные на поверхности клеток и субклеточных частиц, а также канальцев и пузырьков, пронизывающих протоплазму. Толщина Б. м. не превышает 100 А. Важнейшая функция Б. м.- регулирование транспорта ионов, Сахаров, аминокислот и др. продуктов обмена веществ (см. Проницаемость биологических мембран). Первоначально термин "Б. м." использовали при описании всех видов пограничных структур, встречающихся в живом организме,- покровных тканей, слизистых оболочек желудка и кишечника, стенок кровеносных сосудов и почечных канальцев, миелиновых оболочек нервных волокон, оболочек эритроцитов и др. К сер. 20 в.было доказано, что в большинстве пограничных структур эффективную барьерную функцию выполняют не все элементы этих сложных образований, а только мембраны клеток. С помощью электронного микроскопа и рентгеноструктурного анализа удалось показать общность строения поверхностных клеточных мембран эритроцитов, нервных и мышечных клеток, бактерий, плазмалеммы растит, клеток и др. с мембранами субклеточных структур - эндоплазматич. сети, митохондрий, клеточных ядер, лизосом, хлоропластов и др. Б.м. занимают огромную площадь (напр., в организме человека только поверхностные мембраны имеют площадь, равную десяткам тыс. м2) и играют универсальную регуляторную роль в обмене веществ. Поэтому изучение структуры и функций Б. м.- одна из важнейших задач цитологии и молекулярной биологии. Функции Б. м. многообразны (см. табл.).

Некоторые функции биологических мембран
Функция Вид мембраны
Активный транспорт веществ
Все виды мембран
Общая и избирательная диффузия небольших молекул и ионов
Регулирование транспорта ионов и продуктов метаболизма внутри клеток
Электроизоляционные свойства Миелин
Генерация нервного импульса Мембраны нервных клеток
Преобразование световой энергии в химич. энергию аденозинтрифосфорной к-ты (АТФ) Мембраны хлоропластов
Преобразование энергии биол. окисления в хим. энергию макроэргич. фосфатных связей в молекуле аденозинтри-фосфорной к-ты (АТФ) Мембраны митохондрий
Фагоцитоз, пиноцптоз, антигенные свойства Мембраны специализированных клеток

Покрывая клетку и отделяя её от окружающей среды, Б. м. обеспечивают морфологич. целостность клеток и субклеточных частиц, их прочность и эластичность. Поддерживая неравномерное распределение ионов калия, натрия, хлора и др. между протоплазмой и окружающей средой, они способствуют появлению разности биоэлектрических потенциалов. Свойства Б. м. в значит, степени определяют генерирование и проведение возбуждения как в нервных и мышечных клетках, так и в местах контакта между ними, т. е. в синаптич. окончаниях (см. Синапсы). Б. м. митохондрий служат местом строго упорядоченного расположения ферментов, участвующих в синтезе богатых энергией соединений.

Функциональные свойства Б. м. тесно связаны с их структурной организацией и в значит, степени определяются ею. Ещё в 1902, изучая проницаемость клеточных мембран, нем. учёный Э. Овертон заметил, что через мембраны легче всего проникают вещества, хорошо растворимые в липидах, и предположил наличие последних в поверхностной клеточной мембране. В 1926 амер. биологи Э. Гортер и Ф. Грендел выделили из гемолизированных эритроцитов человека липиды и расположили их в виде мономолекулярного слоя на поверхности воды; общая площадь этого слоя примерно в 2 раза превышала поверхность эритроцитов. Из этого они сделали вывод, что липиды Б. м. расположены в виде бимолекулярного слоя. Поверхностное натяжение клеточной мембраны (0,1 мн/м, или дин1см) меньше натяжения слоя чистого липида (10 мн/м, или дин/см) и близко к поверхностному натяжению белков. Поэтому было предположено, что в Б. м. бимолекулярный липидный слой покрыт с двух сторон слоями белка (структура "сэндвича"). Изучение клеточной поверхности с помощью поляризационного микроскопа позволило предположить, что молекулы липидов расположены перпендикулярно, а молекулы белка - параллельно клеточной поверхности. Методом электропроводности удалось измерить электрич. ёмкость клеточной мембраны, равную 1 мкф/см2, и рассчитать толщину её липидного слоя, к-рая оказалась равной 55 А. На основе всех этих данных англ, биолога Л. Даниелли и Г. Даусон в 1935 предложили модель Б. м., в осн. чертах удовлетворяющую совр. представлениям о структуре Б. м.

Методами рентгеноструктурного анализа, электронной микроскопии, а также оптич. и биохимич. методами показано, что поверхностная клеточная мембрана и мембраны субклеточных частиц - митохондрий, ядер, микросом, лизосом и Др.- имеют сходную структуру. Они состоят из бимолекулярного липидного слоя (в осн. из фосфолипидов) толщиной 35 А и двух нелипидных слоев толщиной 20 А каждый (американский исследователь Дж. Робертсон). Внеш. поверхность многих Б. м. покрыта мукополисахаридами. Внутр. поверхность Б. м. выстлана структурным или ферментным белком (рис. 1, 2). Предполагается, что между молекулами фосфолипидов и белка существует электростатич. притяжение. Мембраны митохондрий неск. отличаются по структуре от поверхностной клеточной мембраны (рис. 3). По-виднмому, фосфолипиды и белки в составе внутр. мембраны митохондрий связаны между собой прочным гидрофобным взаимодействием и образуют комплексы ("повторяющиеся единицы"), из которых построена вся мембрана.

Рис. 1. Схема строения биологической мембраны. Показан бимолекулярный ли-пидный слой, окружённый с двух сторон монослоями белка. Кружками обозначены полярные гидрофильные труппы молекулы, а чёрточками - углеводородные гидрофобные цепочки. В нек-рых точках непрерывность мембран нарушается полярными порами, по к-рым вещества диффундируют в клетку (по Л. Даниелли и Г. Даусону).

Рис. 2. Мембраны двух соседних нервных клеток (электронный микроскоп, увелич. в 400 000 раз). Каждая мембрана имеет толщину 75 А и видна в виде двух тёмных полос, разделённых более светлой полосой, толщиной 35 А. Щель между клетками достигает 150 А. Две тёмные полосы соответствуют белковому слою модели Даниелли и Даусона, а светлая полоса между ними - липпдному слою.

Значит, прогресс в представлениях о структуре и функции Б. м. достигнут при изучении их моделей - искусств, фосфолипидных мембран, состоящих из бимолекулярного слоя фосфолипидов. Физич. свойства такой плёнки близки к свойствам природных Б. м.: толщина её достигает 61 А, а электрич. ёмкость 1 мкф/см2. При добавлении в раствор, омывающий искусств, мембрану, небольшого количества белка электрич. сопротивление её резко уменьшается (~ в 1000 раз), приближаясь к электрич. сопротивлению природных Б. м. При определённых условиях в такой "реконструированной" мембране могут возникать электрич. колебания, по амплитуде, длительности и условиям возникновения напоминающие электрич. колебания в нервном волокне при возбуждении. Добавление в раствор, омывающий эту мембрану, антибиотиков типа валиномицина, грамицидина и др. вызывало появление избирательной проницаемости для ионов калия и натрия. Исследования Б. м. ведутся интенсивно; в ближайшем будущем можно ожидать полной расшифровки их структуры и функции.

Рис. 3. Схема распределения мембранных элементов клетки. Построена на основе электронномнкроскопической картины среза эпителиальной клетки кишечника: 1 - поверхностная мембрана (каёмчатая), через к-рую происходит всасывание; 2 - мембрана десмосомы - места контакта с др. клеткой; 5 - парная поверхностная мембрана; 4 - мембрана митохондрий; 5 - мембрана эндоплазматической сети; 6 - мембраны аппарата Гольджи; 7 - ядерные мембраны.

Лит.: Руководство по цитологии, т. 1, М.- Л., 1965, гл. 2; Р о б е р т и с Э. д е, Новинский В., С а э с Ф., Биология клетки, пер. с англ., М., 1967; Робертсон Д ж., Мембрана живой клетки, в сб.; Структура и функция клетки, пер. с англ., М., 1964; F i п е a n J. В., The molecular organization of cell membranes, "Progress in Biophysics and Molecular Biology". 1966, v. 16, p. 143 - 70. В. Ф. Антонов.

Куда обратиться с моим заболеванием?

ХОЧУ лечиться в МОСКВЕ

ХОЧУ лечиться ЗА РУБЕЖОМ


О проектеНовостиО курортахЗаявка на лечениеКурорты мираКонтактыРеклама на сайте

Воспроизведение информации в любой форме только с письменного разрешения Администратора проекта РМС-МедТур.
За достоверность рекламной информации, размещенной на сайте, ответственность несет рекламодатель.
Design&Promotion — Russian Medical Server
© РМС-МедТур 2004