+3 (067)191-27-92
+3 (063)373-65-33

Четыре основных механизма нарушения барьерной функции биологических мембран в патологии

Четыре основных механизма нарушения барьерной функции биологических мембран в патологииВ живой и функционирующей клетке биологические мембраны испытывают действие сравнительно высоких разностей потенциалов. Потенциал покоя на плазматических мембранах нервных и мышечных клеток достигает 70 мВ, тогда как потенциал на внутренних мембранах митохондрий может достигать 200 мВ. При толщине гидрофобной части липидного бислоя в мембранах 5-8 нм градиент потенциала составляет 107 Ви и более, а это указывает на то, что данный слой должен обладать свойствами очень прочного изолятора. Даже небольшие дефекты в таком изоляторе будут вызывать явление электрического пробоя.

Пробой мембраны происходит при потенциале, превышающем некоторую критическую величину («потенциал пробоя»).

Сущность явления пробоя заключается в быстром увеличении электрического тока через мембрану, что в конечном счете приводит к ее механическому разрушению.

Электрический пробой биологических мембран впервые наблюдали на мембранах перехвата Ранвье, а затем это явление было изучено на многих везикулярных системах: эритроцитах, микроорганизмах и протопластах, хромаффиновых гранулах, клетках водорослей.

Весьма полно механизм электрического пробоя мембран и условия его возникновения были изучены V. Zimmermann и в лаборатории Ю. А. Чизмаджева.

В основу созданной Ю. А. Чизмаджевым и соавт.

теории электрического пробоя мембран положено представление об эволюции локальных дефектов — спонтанно образующихся пор в липидном бислое.

Радиус образовавшейся поры может увеличиваться или уменьшаться по законам флюктуации, если размеры изучаемой системы соизмеримы с молекулярными; однако направление изменения радиуса диктуется требованием снижения энергии системы. Графически зависимость энергии поры Е от ее радиуса г представляет собой колоколообразную кривую, форма которой зависит от структуры внутренней части поры.

Если пора представляет собой просто сквозное отверстие в липидпом бислое, то поверхностное натяжение на стенке поры мояет быть принято равным около 50 мНм — величина, типичная для границ воды с углеводородами.