Официальный сайт нияу мифи приемная комиссия нияу мифи сетевая школа нияу мифи

БИОФИЗИКА КЛЕТКИ

Биофизика клетки изучает надмолекулярные клеточные и суб- клеточные структуры. Основные задачи связаны с изучением фи- зики биологических мембран (поверхностной плазматической мем- браны и мембран внутриклеточных органоидов) и биоэнергетиче- ских процессов, физико-химических основ функции клетки, с гене- рацией и распространением нервного импульса, мышечным сокра- щением, фотосинтезом и зрением [8].

Рис. 3.1. Строение животной клетки

Разнообразие живых систем во многом определяется многообра- зием структуры и функции клеточных мембран. Они не только формируют клетку (рис. 3.1) и внутриклеточные структуры, отде- ляют клетку от внешней среды, защищают ее от проникновения па- тогенных и чужеродных соединений, но и играют роль селектив- ного, тонко регулируемого барьера. Кроме того, мембраны – ключе- вой элемент в генерации электрических импульсов, осуществлении межклеточных контактов, преобразовании и запасании в форме АТФ энергии света и окислительно-восстановительных реакций, а также в регуляции процессов секреции, повреждения и старения клетки. Мембранные рецепторы обеспечивают восприятие света, химических медиаторов, механических стимулов, температуры, электрического поля и др. Чем меньше размеры клеток, тем больше их удельная поверхность и тем более важную роль играют мембраны

в жизнедеятельности клетки. Все эти процессы и явления, меха- низмы их взаимодействия и регуляции составляют важный раздел современной биофизики клетки [9].
Раздел биофизики клеточных мембран особенно важен для биологии в связи с тем, что эффективность лекарств зависит от ско- рости их проникновения в ту или иную ткань, что определяется про- ницаемостью биологических мембран (рис. 3.2). Кроме того, дей- ствие многих лекарств направлено на изменение проницаемости мембран для некоторых веществ или на изменение других свойств мембран. Так как многие патологические процессы, действие физи- ческих и химических факторов в первую очередь отражаются на мембранах, то изучение их свойств нашло широкое применение.

Рис. 3.2. Схема строения биологической мембраны:

1 – гидрофильные «головки» липидов; 2 – гидрофобные «хвосты» липидов; 3 – гидрофильная липидная пора; 4 – интегральные белки; 5 – углеводная компонента гликолипида; 6 – микротрубочка, удерживающая белок; 7 – белковый канал; 8 – периферические белки

Для изучения многих свойств мембран, таких, как проницае- мость для различных веществ (в том числе и лекарств), электро- проводность, механизм формирования трансмембранных потенци- алов и др., удобно использовать не природные, а искусственные мембраны – мономолекулярные слои, липосомы, бислойные ли- пидные мембраны (БЛМ).