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

Явление электрического пробоя биологических мембран

Явление электрического пробоя биологических мембранДля больших пор характерно другое строение: фосфолипидные молекулы на стенке поры заходят внутрь ее таким образом, что канал поры оказывается не гидрофобным, а гидрофильным, становясь «выстланным» полярными группами фосфолипидных молекул. Такие поры были названы «инвертированными».

В случае инвертированной поры поверхностное натяжение на ее стенке равно натяжению на поверхности мембраны.

Кривые зависимости энергии (Е) гидрофобной и инвертированной поры от радиуса (X). Согласно данным авторов, минимум (X») на суммарной кривой соответствует состоянию «предпробоя» или «стресса» мембраны, а пробой развивается тогда, когда радиус поры становится больше величины Хр.. Эволюция поры заключается в превращении гидрофобной поры в инвертированную с последующим ростом последней, который заканчивается пробоем мембраны (самопроизвольный рост радиуса г на участке кривой, соответствующем).

Увеличение потенциала на мембране резко снижает величину энергетического барьера, который надо преодолеть, чтобы пора достигла критического радиуса Хв.. При напряжении на мембране 0; 400 и 1000 мВ высота барьера равна соответственно 37; 6; 1,2 кТ, что при -37° С дает энергию 95,4, 15,5 и 3,1 кДжмоль (22,8, 3,7 и 0,74 ккалмоль).

Вот почему вероятность пробоя мембраны резко возрастает при увеличении потенциала на ней. Метод быстрого измерения потенциалов пробоя модельных фосфолипидных мембран разработан в нашем институте А. В. Путвинским и соавт.. Как следует из данных, полученных с помощью этого метода, перекисное окисление липидов, вызванное УФ-облучением БЛМ (2), действие фосфолипазы Аг (4), растяжение мембраны под действием разности гидростатических давлений (3) и адсорбция белка (1) — приводят к понижению потенциала пробоя мембраны.

Отсюда можно сделать вывод, что общим механизмом, непосредственно ответственным за нарушение барьерной функции во всех рассмотренных 4 случаях, является электрический (диэлектрический) пробой липидного бислоя мембраны.