Модельные липидные мембраны.

Липосомы, или фосфолипидные везикулы (пузырьки), получают обычно при набухании сухих фосфолипидов в воде или при добавлении раствора липида в воду. При этом происходит самосборка бимолекулярной липидной мембраны. Минимальному значению энергии Гиббса соответствует замкнутая сферическая одноламеллярная форма мембраны. При этом все неполярные гидрофобные хвосты находятся внутри мембраны, ни один из них не соприкасается с полярными молекулами воды (рис. 4.9, А).

Рис. 4.9. Схема строения однослойной липосомы (А); образование плоской бислойной липидной мембраны (Б).

Каждый бимолекулярный слой многослойной липосомы отделен от другого бислоя водной средой. Толщина липидных слоев составляет, в зависимости от природы липидов, 6, 5 – 7, 5 нм, а расстояние между ними 1, 5 – 2, 0 нм. Диаметр многослойных липосом составляет 60, 0 – 400, 0 нм.

Однослойные липосомы можно получить различными методами, например, из суспензии многослойных липосом при обработке их ультразвуком. Диаметр однослойных липосом, полученных таким методом, составляет 25, 0 – 30, 0 нм.

Липосомы служат моделью для исследования различных свойств клеточных мембран. Они нашли непосредственное применение в медицине. Например, инсулин, заключенный в липосому, защищен от действия пищеварительных ферментов, поэтому этот препарат можно вводить больным диабетом перорально.

Плоские бислойные липидные мембраны (БЛМ) – другой тип модельных мембран. Такие мембраны получают на маленьких отверстиях диаметром около 1 мм в пластине из пластика, погруженной в водную среду. На отверстие наносят каплю раствора липида (в спирте, хлороформе или другом растворителе). Растворитель диффундирует из раствора в воду, и на отверстии остается пленка липида. Эта пленка спонтанно утончается до тех пор, пока не образуется бимолекулярный слой толщиной около 6, 0 нм. Лишний липид собирается в виде ободка – торуса у краев отверстия (рис. 4.9, Б).

Плоские липидные мембраны, наряду с липосомами, широко используются в качестве моделей для изучения электрических свойств мембраны и их проницаемости. С помощью модельных мембран изучают их барьерную функцию или моделируют транспорт веществ.