2-СРСП. Биологически тип мембрананы. Ионизация и липофильные проблемы, биологиялық активные добавки

Казахский Национальный Университет имени Аль-Фараби

2-СРСП. Биологически тип  мембрананы. Ионизация и липофильные проблемы, биологиялық активные добавки.

Биологические мембраны тонкие пограничные структуры молекулярных размеров, расположенные на поверхности клеток и субклеточных частиц, а также канальцев и пузырьков, пронизывающих протоплазму. м. не превышает 100 . Важнейшая функция Б. м. - регулирование транспорта ионов, сахаров, аминокислот и других 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 середине 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 растительных клеток и др. с мембранами субклеточных структур - эндоплазматической сети, митохондрий, клеточных ядер, лизосом, хлоропластов и др. Б. м. занимают огромную площадь (например, в организме человека только поверхностные мембраны имеют площадь, равную десяткам тыс. м2)и играют универсальную регуляторную роль в обмене веществ

Химический состав и строение биологических мембран. б. зависит от их типа и функций, однако основными составляющими являются Липиды и Белки, а также Углеводы (небольшая, ночрезвычайно важная часть) и вода (более 20% общего веса).

Липиды. В составе М. б. обнаружены липиды трех классов: фосфолипиды, гликолипиды и стероиды. Вмембранах животных клеток более 50% всех липидов составляют фосфолипиды — глицерофосфолипиды(фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин, фосфатидилинозит) исфингофосфолипиды (производные церамида, сфингомиелин). Гликолипиды представлены цереброзидами, сульфатидами и ганглиозидами, а стероиды — в основном холестерином (около 30%). В липидныхкомпонентах М. б. содержатся разнообразные жирные кислоты, однако в мембранах животных клетокпреобладают пальмитиновая, олеиновая и стеариновая кислоты. Основную структурную роль вбиологических мембранах играют фосфолипиды. Они обладают выраженной способностью формироватьдвухслойные структуры (бислои) при смешивании с водой, что обусловлено химической структуройфосфолипидов, молекулы которых состоят из гидрофильной части — «головки» (остаток фосфорной кислотыи присоединенная к нему полярная группа, например холин) и гидрофобной части — «хвоста» (как правило, две жирно-кислотные цепи). В водной среде фосфолипиды бислоя расположены таким образом, что жирно-кислотные остатки обращены внутрь бислоя и, следовательно, изолированы от окружающей среды, агидрофильные «головки» —наоборот, наружу.

Глицерофосфолипиды.

Фосфатидная кислота - это диацилглицеролфосфат. R1, R2 - радикалы жирных кислот (гидрофобные «хвосты»). Со вторым углеродным атомом глицерола связан остаток полиненасыщенной жирной кислоты. Полярной «головкой» является остаток фосфорной кислоты и присоединенная к нему гидрофильная группа серина, холина, этаноламина или инозитола

Существуют также липиды - производные аминоспирта сфингозина.

Аминоспирт сфингозин при ацилировании, т. е. присоединении жирной кислоты к NH2-группе, превращается в церамид. Церамиды различаются по остатку жирной кислоты. С ОН-группой церамида могут быть связаны разные полярные группы. В зависимости от строения полярной «головки» эти производные разделены на две группы - фосфолипиды и гликолипиды. Строение полярной группы сфингофосфолипидов (сфингомиелинов) сходно с глицерофосфолипидами. Много сфингомиелинов содержится в составе миелиновых оболочек нервных волокон. Гликолипиды представляют собой углеводные производные церамида. В зависимости от строения углеводной составляющей различают цереброзиды и ганглиозиды.

мембранам жесткость и снижает их жидкостность(текучесть). Молекула холестерола располагается в гидрофобной зоне мембраны параллельно гидрофобным «хвостам» молекул фосфо - и гликолипидов. Гидроксильная группа холестерола, как и гидрофильные «головки» фосфо - и гликолипидов,

Производные аминоспирта сфингозина.

Церамид - ацилированный сфингозин (R1 - радикал жирной кислоты). К фосфолипидам относятся сфингомиелины, у которых полярная группа состоит из остатка фосфорной кислоты и холина, этаноламина или серина. Гидрофильной группой (полярной «головкой») гликолипидов является углеводный остаток. Цереброзиды содержат моноили олигосахаридный остаток линейного строения. В состав ганглиозидов входит разветвленный олигосахарид, одним из мономерных звеньев которого является НАНК - N-ацетилнейраминовая кислота

обращена к водной фазе. Молярное соотношение холестерола и других липидов в мембранах равно 0,3-0,9. Самое высокое значение имеет эта величина для цитоплазматической мембраны.

Увеличение содержания холестерола в мембранах уменьшает подвижность цепей жирных кислот, что влияет на конформационную лабильность мембранных белков и снижает возможность их латеральной диффузии. При повышении текучести мембран, вызванном действием на них липофильных веществ или перекисным окислением липидов, доля холестерола в мембранах возрастает. Функции биологических мембран. Барьерная функция. Для клеток и субклеточных частиц М. б. служатмеханическим барьером, отделяющим их от внешнего пространства. Функционирование клетки частосопряжено с наличием значительных механических градиентов на ее поверхности преимущественновследствие осмотического и гидростатического давления. Основную нагрузку в этом случае несет клеточнаястенка, главными структурными элементами которой у высших растений являются целлюлоза, пектин иэкстепин, а у бактерий — муреин (сложный полисахарид-пептид). В клетках животных необходимость вжесткой оболочке отсутствует. Некоторую жесткость этим клеткам придают особые белковые структурыцитоплазмы, примыкающие к внутренней поверхности плазматической мембраны. Перенос веществ через М. б. сопряжен с такими важнейшими биологическими явлениями, каквнутриклеточный гомеостаз ионов, биоэлектрические потенциалы, возбуждение и проведение нервногоимпульса, запасание и трансформация энергии и т. п. (см. Биоэнергетика). Различают пассивный и активныйтранспорт (перенос) нейтральных молекул, воды и ионов через М. б. Пассивный транспорт не связан сзатратами энергии, он осуществляется путем диффузии по концентрационным, электрическим илигидростатическим градиентам. Активный транспорт осуществляется против градиентов, связан с затратойэнергии (преимущественно энергии гидролиза АТФ) и сопряжен с работой специализированных мембранныхсистем (мембранных насосов). Различают несколько видов транспорта. Если вещество транспортируетсячерез мембрану независимо от наличия и переноса других соединений, то такой вид транспорта называютюнипортом. Если перенос одного вещества сопряжен с транспортом другого, то говорят о котранспорте, причем однонаправленный перенос называется симпортом, а противоположно направленный —антипортом. В особую группу выделяют перенос веществ путем экзо - и пиноцитоза.

БАД — это натуральные комплексы минералов, витаминов, пищевых волокон, экстрактов лекарственных растений, полиненасыщенных жирных кислот, аминокислот и т. д. Они восполняют пробелы в питании, улучшают усвоение полезных веществ, активизируют внутренние резервы организма и снижают риск многих заболеваний.

По мнению большинства ученых и медиков, правильный и регулярный прием БАД позволяет человеку не только надолго оставаться молодым, здоровым и энергичным, но и значительно улучшает качество его жизни