В монографии рассмотрены некоторые физико-химические принципы функционирования биологических мембран. Специальное внимание уделено электрохимическим явлениям на границе раздела фаз, которые исследованы на простых моделях: изолятор/электролит, двух несмешивающихся жидкостей и бислойных липидных мембранах.

Книга представляет интерес для биохимиков, биофизиков и электрохимиков.

Табл. 8, ил. 135, список лит. — 830 назв.

Возникновение новой отрасли науки — биоэлектрохимии — было определено стремительным накоплением крайне важных для биологии клетки знаний о процессах переноса заряда в клеточных мембранах и насущной необходимостью углублённого анализа физической природы этих явлений. Современная электрохимия обеспечила общий подход к проблеме. Однако при рассмотрении процессов, протекающих в клеточных мембранах и их моделях, выявились многие существенные особенности, которые отличают эти материалы от традиционных объектов электрохимических исследований. Одной из особенностей является крайне малая толщина этих объектов. В таких случаях особое значение приобретают явления, протекающие на границах раздела мембраны и водных сред. Анализ процессов переноса зарядов в клеточных и модельных мембранах привёл к необходимости создания новых теорий механизмов облегчённой диффузии, миграции ионов в сверхузких каналах, зависимости энергетических профилей диффузионного пути иона от степени заполнения вакансий и др. Все эти проблемы в значительной степени связаны с необходимостью детального изучения свойств границ раздела электролит/изолирующий материал мембраны. Поэтому «электрохимия изоляторов», выглядевшая долгое время как своего рода парадоксальная область интересов, оказалась необходимой для раскрытия природы обширного круга явлений, лежащих в основе функционирования любой, живой системы.

При рассмотрении границ раздела фаз нельзя упускать из виду то обстоятельство, что анизотропия приграничной зоны оказывается связанной с упорядоченностью прилежащих слоёв ориентированных молекул воды, ионов, адсорбированных на границе раздела, а также с накоплением и ориентацией амфифильных компонентов. Именно в пределах этой зоны происходят процессы пересольватации ионов в случае ионофорного механизма переноса или частичная дегидратация при транспорте через гидрофильные каналы. «Конформационная готовность» комплексонов к ассоциации и соответственно кинетика комплексообразования также определяются условиями в этих приграничных слоях. Не исключено, что вызванная границей раздела упорядоченность примембранных слоёв водной фазы сказывается на общей анизотропии мембранной системы и играет существенную роль в явлениях, приводящих к кажущемуся нарушению теоремы Кюри в этих системах, где скалярные потоки химических реакций уникальным образом порождают векторные потоки вещества. Сказанное ещё раз подчёркивает важность и даже более того — насущную необходимость глубокого анализа электрохимических явлений на границах раздела фаз…

Предисловие
д-р биол. наук А. А. Лев

Книги на ту же тему

1. Механизмы электрической возбудимости нервной клетки, Костюк П. Г., Крышталь О. А., 1981
2. Биофизика: Учебник. — 3-е изд., испр. и доп.: В 2 т. (комплект из 2 книг), Рубин А. Б., 2004
3. Нервное возбуждение: Макромолекулярный подход, Тасаки И., 1971
4. Проблемы биологической физики, Блюменфельд Л. А., 1974
5. Индуцированный ионный транспорт, Маркин B. C., Чизмаджев Ю. А., 1974
6. Вольтамперометрия органических и неорганических соединений, 1985
7. Электрохимия нанокомпозитов металл-ионообменник, Кравченко Т. А., Золотухина Е. В., Чайка М. Ю., Ярославцев А. Б., 2013
8. Электрохимия органических соединений, Томилов А. П., Майрановский С. Г., Фиошин М. Я., Смирнов В. А., 1968
9. Введение в мембранную технологию, Мулдер М., 1999
10. Биомембраны: Молекулярная структура и функции, Геннис Р., 1997
11. Определение pH. Теория и практика. — 2-е изд., испр., Бейтс Р., 1972
12. Мембраны, молекулы, клетки, Бергельсон Л. Д., 1982
13. Биохимия цитоплазмы, Хесин Р. Б., 1960
14. Что нам стоит многоклеточность, Грунтенко Е. В., 1985
15. Справочник биохимика, Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У., Джонс К., 1991
16. Проблемы аналитической химии. Т. 12: Биохимические методы анализа, Дзантиев Б. Б., ред., 2010
17. Проблемы аналитической химии. Т. 14: Химические сенсоры, Власов Ю. Г., ред., 2011
18. Ферменты — двигатели жизни, Розенгарт В. И., 1983
19. Проблемы эволюционной и технической биохимии, 1964
20. Теория экситонов, Нокс Р., 1966
21. Липиды в физиолого-биохимических адаптациях эктотермных организмов к абиотическим и биотическим факторам среды, Смирнов Л. П., Богдан В. В., 2007
22. Некоторые вопросы биохимической физики, важные для врачей, Фок М. В., 2003