Биофизика. Раздел 4.Биофизика клетки

Глава 15

Клеточные мембраны

15.1. СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ

МЕМБРАН

Клеточная мембрана - это ультратонкая пленка на поверхности клетки или клеточной органеллы, состоящая из бимолекулярного слоя липидов со встроенными белками и полисахаридами.

Многие важные для организма процессы протекают на клеточных мембранах, поэтому нарушение мембранных процессов - причина многих патологий. Лечение также во многих случаях связано с воздействием на биологические мембраны.

Основным структурным элементом живой системы, способным к самостоятельному существованию, развитию и воспроизведению, является живая клетка - основа строения всех животных и растений. Важнейшими условиями существования клетки (и клеточных органелл) являются, с одной стороны, автономность по отношению к окружающей среде (вещество клетки не должно смешиваться с веществом окружения, должна соблюдаться автономность химических реакций в клетке и ее отдельных частях); и, с другой стороны, - связь с окружающей средой (непрерывный, регулируемый обмен веществом и энергией между клеткой и окружающей средой). Живая клетка - открытая система.

Единство автономности от окружающей среды и одновременно тесной связи с окружающей средой - необходимое условие функционирования живых организмов на всех уровнях их организации, поэтому важнейшее условие существования клетки и, следовательно, жизни - нормальное функционирование биологических мембран.

Первая модель строения биологических мембран была предложена в 1902 г. Было замечено, что через мембраны лучше всего проникают вещества, хорошо растворимые в липидах; на основании этого было сделано предположение, что биологические мембраны состоят из тонкого слоя липидов.

В 1925 г. Гортер и Грендел экстрагировали липиды из гемолизированных эритроцитов ацетоном, затем выпаривали раствор на поверхности воды и измеряли площадь образовавшейся мономолекулярной