30. Физические свойства и параметры мембран

Измерение подвижности молекул мембраны и диффузия частиц через мембрану свидетельствует о том, что билипидный слой ведет себя подобно жидкости. Однако мембрана есть упорядоченная структура. Эти два факта предполагают, что фосфолипиды в мембране при ее естественном функционировании находятся в жидкокристаллическом состоянии. При изменении температуры в мембране можно наблюдать фазовые переходы: плавление липидов при нагревании и кристаллизацию при охлаждении. Жидкокристаллическое состояние биослоя имеет меньшую вязкость и большую растворимость различных веществ, чем твердое состояние. Толщина жидкокристаллического биослоя меньше, чем твердого.

Структура молекул в жидком и твердом состояниях различна. В жидкой фазе молекулы фосфолипидов могут образовывать полости (кинки), в которые способны внедряться молекулы дифференцирующего вещества. Перемещение кинка в этом случае будет приводить к диффузии молекулы поперек мембраны.

Перенос молекул (атомов) через мембраны

Важным элементом функционирования мембран является их способность пропускать или не пропускать молекулы (атомы) и ионы. Вероятность такого проникновения частиц зависит как от направления их перемещения (например, в клетку или из клетки), так и от разновидности молекул и ионов.

Явления переноса - это необратимые процессы, в результате которых в физической системе происходит пространственное перемещение (перенос) массы импульса, заряда или какой-либо другой физической величины. К явлениям переноса относят диффузию (перенос массы вещества), вязкость (перенос импульса), теплопроводность (перенос энергии), электропроводность (перенос электрического заряда).

На мембране существует разность потенциалов, следовательно, в мембране имеется электрическое поле. Оно оказывает влияние на диффузию заряженных частиц (ионов и электронов). Перенос ионов определяется двумя факторами: неравномерностью их распределения (т. е. градиентом концентрации) и воздействием электрического поля (уравнение Нернста-Планка):

Уравнение устанавливает связь плотности стационарного потока ионов с тремя величинами:

1) проникаемостью мембран для данного иона, которая характеризует взаимодействие мембранных структур с ионом;

2) электрическим полем;

3) концентрацией ионов в водном растворе, окружающем мембрану.

Явления переноса относятся к пассивному транспорту: диффузия молекул и ионов происходит в направлении меньшей их концентрации, перемещение ионов - в соответствии с направлением силы, действующей на них со стороны электрического поля.

Пассивный транспорт не связан с затратой химической энергии, он осуществляется в результате перемещения частиц в сторону меньшего электрохимического потенциала.

Автор: Подколзина В.А.

<< Назад: Физические процессы в биологических мембранах

>> Вперед: Разновидность пассивного переноса молекул и ионов через биологические мембраны

Рекомендуем интересные статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки:

▪ Налоговое право. Конспект лекций

▪ Психология. Конспект лекций

▪ Экология. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Хлорпирифос вызывает риск ожирения 07.09.2021 Широко используемый пестицид может быть частично ответствен за глобальную эпидемию ожирения, говорится в исследовании, проведенном учеными из Университета Макмастера. Исследователи обнаружили, что хлорпирифос, который запрещен для использования в пищевых продуктах в Канаде, но широко используется для обработки фруктов и овощей во многих других частях мира, замедляет сжигание калорий в коричневой жировой ткани мышей. Этот процесс, известный как индуцированный диетой термогенез, заставляет организм накапливать лишние калории, способствуя ожирению. Ученые сделали это открытие после изучения 34 широко используемых пестицидов и гербицидов в бурых жировых клетках и тестирования эффектов хлорпирифоса на мышах, получавших высококалорийные диеты. Их выводы могут иметь важные последствия для общественного здравоохранения. "Бурый жир - это метаболическая печь в нашем теле, сжигающая калории, в отличие от обычного жира, который используется для их хранения. Это генерирует тепло и предотвращает откладывание калорий в нашем организме в виде обычного белого жира. Мы знаем, что бурый жир активируется во время простуды и во время еды, - сказал старший автор Грегори Стейнберг, профессор медицины и содиректор Центра исследований метаболизма, ожирения и диабета в McMaster. - Изменения образа жизни, связанные с диетой и физическими упражнениями, редко приводят к устойчивой потере веса. Мы думаем, что отчасти проблема может заключаться в том, что хлорпирифос отключает метаболическую печь". Хлорпирифосу нужно будет ограничивать потребление энергии бурого жира на 40 калорий каждый день, чтобы вызвать ожирение у взрослых, что приведет к увеличению веса на пять фунтов в год. Хотя некоторые экологические токсины, включая хлорпирифос, были связаны с ростом уровня ожирения как у людей, так и у животных, большинство исследований приписывают увеличение веса перееданию, а не проблемам со сжиганием калорий.

Другие интересные новости:

▪ Пугало может бегать и плавать

▪ Аккумуляторы смартфонов помогут в прогнозе погоды

▪ Микроконтроллер Toshiba TMPM46BF10FG

▪ Датчик давления Infineon KP234

▪ MC33794 - датчик электрического поля

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Автомобиль. Подборка статей

▪ статья Генри Менкен. Знаменитые афоризмы

▪ статья Где и когда критиков впечатлили картины авангардиста, которые нарисовал шимпанзе? Подробный ответ

▪ статья Масляное дерево. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Пейджер для охраны. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Квадрат на календаре. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026