71.Пассивный транспорт. Диффузия. Простая и облегченная диффузия, осмос, фильтрация.

1. Простая диффузия. Простая диффузия неэлектролитов не требует наличия каких-либо специализированных структур, зависит только от липофильности и градиента концентрации. В общем случае диффузия зависит от размеров частицы: Вероятность диффузии крупных молекул через мембрану ниже. Простая диффузия электролитов затруднена наличием мембранного потенциала и гидрофильностью, поэтому диффузия электролитов требует участия специальных селективных каналов в мембране. Электролиты играют важную роль в жизнедеятельности клетки и транспорт электролитов может регулироваться изменением проницаемости каналов.

2. Облегчённая диффузия. Осуществляется с участием специализированных переносчиков. Перенос осуществляется значительно быстрее, чем простая диффузия. С её помощью осуществляется перенос аминокислот, моносахаридов, некоторых ионов.

3. Осмос - это движение (односторонняя диффузия) воды через биологическую мембрану, которая пропускает воду и не пропускает растворенные в ней вещества. Такая мембрана называется полупроницаемой. В отсутствие других сил осмотическое движение воды происходит из области с более низкой концентрацией растворенного вещества в область более высокой его концентрации в растворе.

4. Фильтрация осуществляется через специальные образования в мембране – поры, через которые может происходить неспецифический транспорт растворов. Фильтрация происходит по градиенту гидростатического давления и зависит от вязкости раствора и размеров поры.

70. Транспорт в-в через биологические мембраны. Явление переноса. Общее уравнение переноса.

Под термином перенос понимают необратимые процессы, в результате которых в физической системе происходит пространственное перемещение (перенос) массы, импульса, энергии, заряда или какой-либо другой физической величины. К явлениям переноса относятся диффузия – перенос массы; теплопроводность – перенос энергии; вязкость – перенос импульса частиц среды. В биофизике в качестве синонима термину перенос используют термин «транспорт».

69.Физическое состояние липидов в мембране и методы исследования мембран

Липидный компонент мембран определяет механические, оптические, электрические (R, C) и осмотические (непроницаемость для ионов и проницаемость для воды) свойства.

Липиды биологических мембран при обычных физиологических условиях (температура, давление, химический состав окружающей среды и т.д.) находятся преимущественно в жидкокристаллическом состоянии.

Для исследования некоторых физических свойств биологических мембран используется метод флюоресцентного анализа. Сама мембрана в нормальном состоянии не флюоресцирует. Поэтом в мембрану необходимо вводить молекулы или молекулярные группы, способные к флюоресценции. Флюоресцентный анализ дает возможность исследовать подвижность молекул в мембране, оценить вязкость липидной фазы (микровязкость) и некоторые другие свойства.

Наиболее полное представление об агрегатном состоянии липидных бислоев дают методы радиоспектроскопии – электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) и ядерный магнитный резонанс (ЯМР). ЭПР – это явление резкого возрастания поглощения энергии электромагнитного излучения резонансной частоты ν_рез. системой парамагнитных частиц, помещённой в постоянное магнитное поле. По характеру изменения спектра ЭПР можно безошибочно обнаружить не только перемещения хвоста с присоединённой сигнальной группой, но и определить скорость латеральной диффузии. Недостаток метода: внедрение зонда или метки изменяет химическую структуру молекул фосфолипидов. Этого недостатка лишён метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Ядерный магнитный резонанс – это явление резкого возрастания поглощения энергии электромагнитных волн определённой частоты (ν_рез) системой парамагнитных ядер, помещенных в постоянное магнитное поле. В структуре биологических объектов содержится много водорода, ядра которого (протоны, ) являются парамагнитными. Это дает возможность применять при изучении подвижности молекул фосфолипидов метод ЯМР.