Биомембраны, Клеточные

В настоящее время многие важнейшие направления развития химической технологии и биологии связаны с изучением и использованием высокомолекулярных соединений, которые, в частности, играют решающую роль в формировании структуры тканей живых организмов, а также многих синтетических материалов. Ярким примером этому могут служить искусственные полупроницаемые мембраны, используемые для технических целей, и биомембраны — важнейшая часть всех клеточных систем живых организмов и растений. [c.8]

В состав клеточных мембран входят в основном белки и липиды, среди- которых преобладают фосфолипиды, составляющие 40—90 % от общего количества липидов в мембране. Строение биомембраны интенсивно изучается в настоящее время. В одной из моделей клеточная мембрана рассматривается как липидный бислой. В таком бислое углеводородные хвосты липидов за счет гидрофобных взаимодействий удерживаются друг возле друга в вытянутом состоянии во внутренней полости, образуя двойной углеводородный слой. Полярные группы липидов располагаются на внешней поверхности бислоя (рис. 14.2). [c.466]

Во второй книге рассмотрены основы биофизики клеточных процессов, протекающих в клетках организма. В ней представлены данные о структурно-функциональной организации биологических мембран описаны молекулярная организация и конформационные свойства биологических мембран. Специальный раздел учебника посвящен биофизике процессов транспорта веществ через биомембраны [c.3]

Живые системы на всех уровнях организации - открытые системы. Поэтому транспорт веществ через биологические мембраны - необходимое условие жизни. С переносом веществ через мембраны связаны процессы метаболизма клетки, биоэнергетические процессы, образование биопотенциалов, генерация нервного импульса и др. Нарушение транспорта веществ через биомембраны приводит к различным патологиям. Лечение часто связано с проникновением лекарств через клеточные мембраны. Эффективность лекарственного препарата в значительной степени зависит от проницаемости для него мембраны. [c.32]

Биомембраны обладают уникальными возможностями для реализации Са-индуцируемых регуляторных процессов, важных для всех проявлений жизнедеятельности, включая клеточный цикл, пролиферацию тканей, возбудимость нервных и мышечных клеток и т. д. [c.5]

Предприняты попытки встраивания молекул пигмента в искусственные системы и повыщения эффективности их использования. В частности, растущие бактерии Н. каЬЫит переносят в мелкие водоемы с высокой концентрацией КаС1 и других минеральных солей, в которых исключается загрязнение. У некоторых щтаммов половина клеточной мембраны покрыта пурпурным пигментом, и из 10 л бактериальной культуры можно получить 0,5 г пурпурных мембран. В таких биомембранах содержится до 100000 молекул родопсина. Биомембраны фиксируют на особой подложке, которая должна обладать всеми свойствами, необходимыми для обеспечения тока протонов, а не других ионов. В частности, для этих целей вполне пригодны пористые подложки, пропитанные липидами, которые, сливаясь с мембраной, сплощным слоем покрывают поверхность фильтра. Мембранные фрагменты можно смещивать и с акриламидом с образованием геля. Вместо создания плотных слоев молекул бактериородопсин и липиды могут создавать протеолипосомы, которые встраивают в структуры, обеспечивающие эффективное перекачивание протонов. [c.27]

Благодаря прекрасной биосовместимости хорошо сконструированных синтетических биомембран липосомы и везикулы из ПАВ были широко исследованы в качестве капсулирующих веществ для лекарств [21]. В искусственных клетках нашли применение как синтетические биомембраны, так и синтетические полимерные мембраны [22]. Искусственные клетки представляют собой капсулированные системы, которые могут быть введены в организм для эффективного воспроизведения естественных функций. Внутри искусственных клеток содержались ферментные системы, клеточные экстракты, биологические клетки, адсорбенты и др. Большое внимание уделяли созданию заменителей красных кровяных клеток (ККК). Было обнаружено, что микросферы с капсулированным кремнием быстро выводятся из системы кровообращения [23]. [c.335]

Оказалось, что в растущих клетках критические температуры Г р образования моноламеллярных везикул экстрагированными липидами совпадают с температурой роста исходных клеток. Следовательно, в клетках это промежуточное монола-меллярное критическое состояние достигается при температурах роста организма (Г р = Гроста) которые, таким образом, определяют условия спонтанного формирования биомембраны из пула свободных клеточных липидов. [c.18]

Какое отношение имеют мыльные пузыри к развивающейся яйцеклетке Сходство кажется случайным, но на самом деле это далеко не так. Изоморфизм здесь имеет четкую химическую основу. Обсуждая химические функции клеточной мембраны. Де Дюв (De Duve, 1984) указывает Ряд важных свойств биологических мембран, а также мыльных пузырей объясняется структурой их липидных бимолекулярных слоев . Мыльный пузырь состоит из липидного бимолекулярного слоя. Мыла — это соли жирных кислот, молекулы которых называют амфифильными, потому что они состоят из гидрофобного хвоста и гидрофильной головки. Молекулы липидов биомембран (фосфолипидов) сложнее, но и они являются амфифильными. Биомембраны и мыльные пленки благодаря сходным химическим свойствам отличаются большой пластичностью. Они стремятся уравновесить поверхностное натяжение, принимая форму с минимальными объемом и поверхностью — сферическую, и выдерживают деформации, не разрываясь они стремятся образовывать замкнутые структуры. Разрезанный надвое мыльный пузырь, как и клетка, образует два меньших, но целых пузыря (рис. 10.10). [c.160]

Физиологическая активность поликатионов весьма многообразна и связана главным образом с их полиэлектролитной природой. Как уже было отмечено, многие биополимеры организма являются полианионами (белки, нуклеиновые кислоты, ряд полисахаридов), а биомембраны также имеют суммарный отрицательный заряд. Взаимодействия между противоположно заряженными полиэлектролитами протекают кооперативно, причем образующиеся в результате поликомплексы достаточно прочны [15]. Возможна также конкуренция между полианионами за связывание поликатионов. Структура макромолекул поликатионов, а также характер связей играют важную роль в стабильности образующихся поликомплексов, но само образование равновесных поликомплексов или продуктов незавершенных реакций происходит почти всегда -Поликатионы могут вызывать фазовые переходы в липидах, образовывать сшивки электроотрицательных областей клеточных мембран и даже стягивать их вместе. Возможно, что механизм повышения проницаемости мембран для анионов при этом сводится к образованию дефектов в липидном бислое. В присутствии белков сыворотки крови такие дефекты быстро заплавляются . Поскольку указанные здесь факторы мало специфичны в отношении конкретной структуры, физиологическая активность поликатионов в общем однотипна, хотя ее количественные характеристики могут быть различны для разных полимеров. Наибольшее значение имеют плотность заряда и молекулярная масса. [c.15]

Для ФАП, действующих вне клеток, могут быть достигнуты лишь первые два уровня селективности за счет регулируемого распределения между плазмой, лимфой, межклеточной жидкостью и т. д., возникающего под влиянием конкретного гидрофильно-липофильного баланса ФАП. Низкая способность полимеров проникать через капиллярные барьеры и другие биомембраны позволяет превратить присоединенные ФАВ общего действия в местно или ограниченно действующие. Именно так обстоит дело с полимерными производными местных анестетиков и некоторых антимикробных средств. Полимерные производные катехоламинов, действующих на поверхности клеток, дифференцированно воздействуют на рецепторы, расположенные на поверхности клеточных мембран, в то время как рецепторы, расположенные в глубине клеток, не контактируют с ФАП из-за ограничения доступа к ним. Действие ФАП в макромолекуляр-ном состоянии на центральную нервную систему, по-видимому, исключено. Это очень важный эффект, так как центральное действие обычно превосходит местные эффекты. Для непосредственного введения ФАВ в орган-мишень без предварительной циркуляции в кровяном русле используют относительно постепенно деградирующие микрочастицы, эмболизирующие часть мелких сосудов, ведущих к органу, или ковалентно прикрепляющиеся к поверхности клеток (см. гл. 6). Предложенное ранее внутриопухолевое введение реакционноспособных ФАП для закрепления на ткани не нашло широкого применения. Известны, [c.50]

Витамин Е является универсальным протектором клеточных мембран от окислительного повреждения. Он занимает такое положение в мембране, которое препятствует контакту кислорода с ненасыщенными липидами мембран (образование гидрофобных комплексов). Это защищает биомембраны от их перекиснои деструкции. Антиоксидантные свойства токоферола обусловлены также способностью подвижного гидроксила хроманового ядра его молекулы непосредственно взаимодействовать со свободными радикалами кислорода (О,, НО, НО,), свободнь ми радикала ми ненасыщенных жирных кислот (КО. ЯО,) и перекисями жирных кислот. Мембраностабилизируюшее действие витамина проявляется и в его свойстве предохранять от окисления 5Н-фуп пы мембранных белков. Его антиоксидантное действие заключается также в способности защищать от окисления двойные связи молекулах каротина и витамина А. Витамин Е (совместно с ас-корбатом) способствует включению селена в состав активного центра глутатионпероксидазы, тем самым он активизирует ферментативную антиоксидантную защиту (глутатионпероксидаза обезвреживает гидропероксиды липидов). [c.68]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология