Состав и функции биологических мембран

Все клетки окружены цитоплазматической мембраной, которая ограничивает цитоплазму и большинство внутриклеточных структур, а так же образует единую систему канальцев, складок и замкнутых полостей, расположенных внутри клетки. Толщина не превышает 10 нм, в этой структуре плотно упакованы липиды и белки, поэтому сухой вес мембраны составляет более ½ сухого веса клетки. В состав входят: - Липиды - составляют мембранную матрицу. Наибольшее содержание фосфолипидов, в состав также входят сфингомиелины, цереброзиды, холестерин и минорные липиды; - Белки - составляют вариабельную часть. Могут быть интегральными (погружены в мембрану или пронизывают ее насквозь) и периферическими (на поверхности мембраны и слабо связаны с ней). По другой классификации ферментативные, транспортные, рецепторные, каналообразующие, воротные, структурные; - Углеводы в виде гликопротеидов и гликолипидов. В состав мембранных углеводов входят: Д-галактоза, Д-глюкоза, Д-фруктоза, Д-манноза и другие; - Небольшое кол-во воды. Вода делится на свободную, связанную и захваченную. Связанная и свободная вода различается по подвижности молекул воды и растворяющей способности. Наименьшей подвижностью и растворяющей способностью обладает внутренняя связанная вода. Основную часть связанной воды представляет вода гидратных оболочек. Эта вода окружает полярные группы белков и липидов, имеет min подвижность и практически не обладает свойствами растворителя. Свободная вода в порах и каналах. Она является хорошим растворителем, подвижная и обладает всеми свойствами жидкой воды. Захваченная вода обладает изотопным движением, характерным для жидкой воды, является хорошим растворителем. Она встречается в центральной зоне мембран, между ее липидными слоями, но эта вода пространственно делится  как с внеклеточной жидкостью, так и с цитоплазмой. У нее нет возможности свободно с ними обмениваться. Все мембраны выполняют три универсальные функции: - барьера для ионов обеспечивает селективный, регулируемый, пассивный и активный обмен веществ в клетке с окружающей средой - матрицы структурной основы для встроенных белков, гликопротеинов и гликолипидов; - механическую функцию, обеспечивающую прочность и автономность клеток и внутриклеточных структур. Также существуют специализированные функции: - Активный перенос K+, Na+, Ca2+, подержание осмотического равновесия; - Связывание гормонов и включение механизмов внутриклеточной сигнализации; - Генерация потенциалов покоя и действия, распространение потенциала действия (нервные и мышечные клетки); - Перенос электронов на кислород и синтез АТФ (окислительное фосфорилирование); - Перенос ионов кальция из клеточного сока внутрь везикул; - Поглощение квантов света и генерация внутриклеточного сигнала (клетки зрительного эпителия).