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. Толщина Б. 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. Состав М.б. завис ит от их типа и функций,однако основными составляющими являются Липид ы и Белки, а также Углеводы (небольшая, ночрезвычайно важная часть) и вод а (более 20% общего веса). Липиды. В составе М.б. обнаружены липиды трех классов: фосфолипиды, гл иколипиды и стероиды. Вмембранах животных клеток более 50% всех липид ов составляют фосфолипиды — глицерофосфолипиды(фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, фосфатид илсерин, фосфатидилинозит) исфингофосфолипиды (производные церамида, сфингомиелин). Гликолипиды представлены цереброзидами,сульфатидами и ганглиозидами, а стероиды — в основном холестерином (около 30%). В липидныхкомпонентах М.б. содер жатся разнообразные жирные кислоты, однако в мембранах животных клеток преобладают пальмитиновая, олеиновая и стеариновая кислоты. Основную ст руктурную роль вбиологических мембранах играют фосфолипиды. Они обла дают выраженной способностью формироватьдвухслойные структуры (бисло и) при смешивании с водой, что обусловлено химической структуройфосфол ипидов, молекулы которых состоят из гидрофильной части — «головки» (остаток фосфорной кислотыи присоединенная к нему полярная группа, напр имер холин) и гидрофобной части — «хвоста» (как правило,две жирнокислотные цепи). В водной среде фосфолипиды бислоя расположены таким о бразом, что жирнокислотные остатки обращены внутрь бислоя и, следовательно, изолированы о т 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 - Nацетилнейраминовая 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 субкле точных частиц М.б. служатмеханическим барьером, отделяющим их от внеш него пространства. Функционирование клетки частосопряжено с наличием зн ачительных механических градиентов на ее поверхности преимущественновс ледствие осмотического и гидростатического давления. Основную нагрузку в этом случае несет клеточнаястенка, главными структурными элементами кот орой у высших растений являются целлюлоза, пектин иэкстепин, а у бактери й — муреин (сложный полисахаридпептид). В клетках животных необходимость вжесткой оболочке отсутствует. Некоторую жесткость этим клеткам придают особые белковые структурыци топлазмы, примыкающие к внутренней поверхности плазматической мембра ны. Перенос веществ через М.б. сопряжен с такими важнейшими биологическим и явлениями, каквнутриклеточный гомеостаз ионов, биоэлектрические потен циалы, возбуждение и проведение нервногоимпульса, запасание и трансформ ация энергии и т.п. (см. Биоэнергетика). Различают пассивный и активныйтранспорт (перенос) н ейтральных молекул, воды и ионов через М.б. Пассивный транспорт не связа н сзатратами энергии, он осуществляется путем диффузии по концентрацион ным, электрическим илигидростатическим градиентам. Активный транспорт осуществляется против градиентов, связан с затратойэнергии (преимуществе нно энергии гидролиза АТФ) и сопряжен с работой специализированных мем бранныхсистем (мембранных насосов). Различают несколько видов транспор та. 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 п ротивоположно направленный — антипортом. В особую группу выделяют перенос веществ путем экзои 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