Тема 1. Биофизические процессы в мембранах. Явление переноса..

Цель: Освоить стркутуру биологических мембран, их функции и назначение.

Знать структуру и свойства биологических мембран, а также методы исследования их. Изучить ионный тип транспорта веществ через биологическую мембрану. Знать механизмы и активного транспорта.

План лекции

· Виды биологических мембран и их функции. Виды мембранных липидов и их свойства.

· Свойства липидного монослоя. Бислойные липидные структуры. Холестерин. Динамика липидов в мембране. Фазовые переходы в мембране.

· Мембранные белки. Виды и функции мембранных белков. Структура биологических мембран. Искусственные мембраны.

Танспорт веществ через биологические мембраны.

Способы проникновения веществ в клетку. Виды транспорта

Тезисы лекции:

Основу структуры любой мембраны представляет двойной липидный слой, который состоит из двух монослоев липидов. Гидрофобные “хвосты” обоих слоев направлены внутрь. При этом обеспечивается наименьший контакт гидрофобных участков молекул с водой. Наиболее вероятна следующая гипотеза: мембрана имеет жидко-кристалическую структуру т.е. фосфолипидная основа представляет собой двухмерный растворитель, в котором плавают белки. К искусственным мембранам относятся монослой липидов на границе раздела вода-воздух, липосомы, БЛМ (бислойная липидная мембрана). Физические методы изучения мембран: рентгеноструктурный анализ, спектроскопия, спектрофотометрия, спектрополяриметрия, круговой дихроизм и др. Электронная микрофотография плазматической мембраны эритроцитов показывает, что мембрана состоит из светлого слоя (фосфолипидный бислой) и двух темных полос (полярные головки и белки). Мембраны обладают высокой прочностью, устойчевостью, гибкостью, а также электроизоляционными свойствами. Пространственное перемещение массы, импульса, энергии, электрических зарядов и других физических величин относится к явлениям переноса. Существенные для биологических мембран явления переноса – перенос вещества и заряда. В биофизике больше используется термин «транспорт частиц». Транспорт веществ через клеточные мембраны имеет большое значение для медицины и биологии, так как нарушениями систем активного и пассивного транспорта объясняются причины многих заболеваний, а также действие лекарственных препаратов.

Иллюстративный материал: презентация в “Power Point” (лекция1)

Литература

Основная:

1.Ремизов А.Н., Максина А.Г., ПотапенкоА.Я. Медицинская и биологическая физика:учебник. – 9-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010. – 558 с.: ил.

2.Антонов В.Ф., Коржуев А.В. Физика и биофизика: курс лекций для студентов медицинских вузов: учебное пособие. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: ГОЭТАР-Медиа, 2010. –

3.Антонов В.Ф. Физика и биофизика: учебник. – М.: ГОЭТАР-Медиа, 2008. – 480 с.

4.Самойлов В.О. Медицинская биофизика. СПб.: СпецЛит, 2007. –496 с.

Дополнительная:

1.Антонов В.Ф. Физика и биофизика: учебник. – М.: ГОЭТАР-Медиа, 2008. – 480 с.

2.Антонов В.Ф., Коржуев А.В. Физика и биофизика: курс лекций для студентов медицинских вузов: учебное пособие. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: ГОЭТАР-Медиа, 2007. – 240 с.

3.Рубин А.Б. «Биофизика». изд.МГУ, 2006 г.- 435 c.

4. В.А.Тиманюк, Е.Н.Животова. Биофизика. М., 2004 г. – 703 стр.

5. www. Sciencedirect.com.

6. www.thecochranelibrary.com.

7. www.springerlink.com.

8. www.webofknowledge.com.

9. http://dlib.eastview.com.

Контрольные вопросы (обратная связь):

· Виды биологических мембран;

· Химический состав мембран.

· Каковы свойства липидного слоя и как происходят фазовые переходы в мембране.

· Назовите виды и функции мембранных белков.

· Искусственные мембраны - липосомы.

· Методы исследования структуры мембран.

· Какие типы транспорта веществ через биологические мембраны вам известны

· Назовите способы проникновения веществ в клетку.

· Какие существует механизмы транспорта ионов.

· Каков механизм ионного транспорта веществ в каналах.

· Как происходит активный транспорт через биологические мембраны.