Свойства липидов: маленькая толщина — в 2 молекулы (4–13 нм); высокая эластичность. При 37°С липиды находятся в жидком состоянии, в связи с этим способны перемещаться. Виды движений: в пределах своего монослоя; вращательные движения; флуктуация «хвостов». Мембрана рассматривается как жидкокристаллическая структура. Наряду с диффузией имеется упорядоченность. Другие свойства: 1) низкая электропроводность. Липидный бислой — хороший диэлектрик; 2) избирательная проницаемость. Свободно пропускает небольшие электронейтральные молекулы кислорода, углекислоты, азота, гидрофобные молекулы. Заряженные молекулы через билипидный слой не проникают. Они транспортируются специальными мембранными транспортными белками.
Два типа белков мембран:
1) периферические белки — взаимодействуют с «головками» полярных липидов электростатически;
2) интегральные белки — взаимодействуют как с «головками» липидов, так и с гидрофобными «хвостами». Содержат преимущественно гидрофобные аминокислоты.
Роль углеводных компонентов мембран: участвуют в рецепции; обеспечивают взаимодействие клеток друг с другом; обеспечивают антигенную специфичность клеток. Важнейший компонент плазматических мембран — холестерин. Холестерин взаимодействует с гидрофобными «хвостами» полярных молекул и ограничивает скорость диффузии липидов — стабилизатор биологических мембран. Липиды синтезируются на мембранах эндоплазматического ретикулума. Наблюдается постоянное передвижение липоидов от мембран ЭПС к другим мембранам.
Свойства биомембран: 1) асимметричность. Поверхности различаются составом липидов, белков, углеводов. В наружном слое преобладают ФЛ и СМ (сфингомиелин), во внутреннем — ФС (фосфатидилсерин) и ФЭА (фосфатидилэтаноламин); 2) жидкостность (текучесть) — обусловлена прежде всего липидами за счет диффузии в пределах монослоя; 3) способность к самосборке.
Функции мембран: 1) защитная — защита клетки от воздействия внешней среды за счет непроницаемости для большинства водорастворимых молекул; 2) регуляторная — регуляция химического состава внутренней среды клетки: в клетку поступают питательные вещества, вода, кислород, выводятся продукты жизнедеятельности — СО2, ферменты, гормоны; 3) транспортная. Виды транспорта: а) пассивный (простая и облегченная диффузия); б) активный; в) цитоз.
Путем простой диффузии в клетку проникают вода, СО2, О2, спирт, глицерин, мочевина, многие липофильные вещества. Поступление по градиенту концентрации осуществляется без затрат энергии. При облегченной диффузии вещества переносятся по градиенту концентрации с помощью специфических белков-переносчиков, имеющих активные центры для комплексного связывания с транспортным веществом. Транспорт высокоизбирателен. Активный транспорт — перенос веществ против градиента концентрации, требует затрат энергии (перенос ионов Na, К). Источник энергии — АТФ.