По просьбе читателей нашего журнала, начиная с третьего номера, начинаем публиковать материалы, посвященные биологическим мембранам – одному из самых уникальных творений природы.
Биологические мембраны не только формируют структурно-пространственную организацию живых организмов, но и обеспечивают их функциональное состояние и связь с окружающей средой. Согласно гипотезе Синглера и Николса (1972) в основе биомембран лежит двойной слой фосфолипидов, сохраняющий свою структуру в водной (полярной) среде благодаря так называемым “гидрофобным” силам. В этот бислой динамично встроены белковые, стероидные и углеводные молекулы, придающие уникальные функциональные особенности тем или иным мембранам.
Одной из важнейших особенностей биомембран является наличие электрической разности потенциалов, благодаря чему осуществляются биоэнергетические процессы и передача возбуждения по мембране. Большинство биохимических реакций в живых системах протекает в условиях ферментативного гетерокатализа, когда ферменты встроены в структуру мембраны. Из них наиболее уникальными являются процессы фотосинтеза и окислительного фосфорилирования, энергетический выход которых более 50%.
Взаимосвязь живых систем с окружающей средой осуществляется за счет наличия рецепторных систем (в том числе белковых рецепторов биомембран) и за счет транспорта веществ через мембраны. Именно возможность реагировать на внешнее возбуждение и передавать возбужденный сигнал далее к другим частям клетки или другим клеткам (организмам) позволяет живым организмам адекватно отвечать на изменяющиеся условия существования, приспосабливаться к ним или воздействовать на них.
В живых системах существует несколько способов переноса веществ через биомембраны: это простая диффузия (в основном для неполярных молекул с небольшой молекулярной массой), облегченная диффузия (для ряда ионов), активный транспорт веществ (связанный с расщеплением макроэргических фосфатных связей), рецепторный захват и эндоцитоз (для крупных надмолекулярных комплексов). Именно эти процессы обеспечивают поступление питательных веществ в организмы, с их помощью осуществляется выброс шлаков, поддерживается водно-солевое равновесие и обеспечивается постоянство внутренней среды организма.
За последние 30-40 лет достигнуты крупные успехи в понимании процессов, происходящих в биомембранах. Немалый вклад в развитие мембранологии внесли и отечественные исследователи. Предлагаемые работы посвящены проблемам именно транспортных функций биомембран, в том числе связанных с метаболизмом холестерина в организме человека, нарушение которого влечет за собой заболевания сердечно-сосудистой системы и обуславливает основную смертность в цивилизованных странах.
