Журнал физической химии и биофизики
Открытый доступ

Абстрактный

Взаимодействие между ионами электролитов и поверхностью липидной мембраны клетки

Пеккер М. и Шнайдер М.Н.

В данной статье рассматривается взаимодействие ионов электролита (физиологического раствора) с поверхностью клеточной мембраны. Показано, что обе стороны поверхности бислойной фосфолипидной мембраны заряжены отрицательно, а ионы, находящиеся в непосредственном контакте с поверхностью мембраны, находятся в относительно глубоких (по сравнению с kBT) потенциальных ямах, которые локализуются вблизи дипольных головок фосфолипидной мембраны. Это делает невозможным скольжение ионов по поверхности мембраны. В данной работе подтверждается предположение о том, что ионы, находящиеся на возбудимой мембране аксона, прочно связаны с ней, что и лежит в основе работы. Таким образом, электрическая составляющая микроволнового поля, взаимодействуя с ионами, передает энергию и импульс непосредственно мембране. Это взаимодействие приводит к вынужденным механическим колебаниям мембраны и, как следствие, к перераспределению трансмембранных белковых ионных каналов. Разработанный подход может быть использован для оценки поверхностных зарядов на внешней и внутренней мембране клетки. Разработана самосогласованная модель потенциала в растворе и найдена стационарная плотность заряда на поверхности мембраны. Предложены простые эксперименты для проверки правильности рассматриваемой модели.