Vad är libido - energin av sexuell lust hos män och kvinnor

Kvinnor och män är helt enkelt skyldiga att veta vad libido är och vilka faktorer som påverkar dess förändring. Sigmund Freud talade också om detta. Helst måste libido ökas, annars börjar allvarliga problem med din egen sexualitet, ett underlägsenhetskomplex uppstår. Dessutom krävs det att studera vad som är libidinalbehov, hur kompatibla är dessa två begrepp.

Libido - vad är det

I själva verket är denna term ansvarig för ökad sexuell aktivitet och maskulin kraft. Libido kännetecknar den inre energin som är nödvändig för att väcka och förvärra hanköns instinkter. Så du kan förklara orsaken till uppkomsten av sexuella drivningar, de fysiska fysiologiska behoven hos det starkare könet. Med fysisk, mental hälsa uppstår inte problem med sexuell aktivitet. Problem som är förknippade med sexuellt beteende indikerar en minskad libido, behovet av att konsultera en specialist i tid.

Freud Libido

Psykolog Sigmund Freud, som ägnade det mesta av sitt arbete för att studera psykoanalys, insisterade på att energin av sexuell attraktion direkt påverkar en persons psyko-emotionella hälsa. Enligt hans åsikt stimulerar libido manlig sexuell kraft, psykogen hälsa, ger kreativ potential. Minskad sexuell aktivitet blir orsaken till psykiska störningar, vilket leder till neuros, irritabilitet, självtvivel och ens egen sexualitet. Det visar sig att enligt Freuds teori bestämmer libido mänskligt beteende.

Anledningar till minskningen av sexualiteten

Ett antal psykologiska och fysiologiska faktorer påverkar libido, och sådana förändringar är inte till det bättre. Till exempel är det möjligt att återställa libido vid hormonella störningar med medicinska metoder, och du kan verkligen bli av med kritiska känslomässiga tillstånd endast i receptionen hos en psykolog, sexolog. Innan en effektiv behandling påbörjas är det nödvändigt att på ett tillförlitligt sätt fastställa orsaken till försämringen av den allmänna hälsan, en minskning av manlig libido och sedan utrota den provocerande faktorn. I etiologin för den patologiska processen är:

  1. Hormonell obalans. Otillräcklig produktion av hormonet testosteron väcker problem med vardagliga erektioner. Det finns ett behov av ytterligare intag av hormonella läkemedel.
  2. Psykologiska förändringar. Sexdrift reduceras med depression, stress, kronisk trötthet. Om du inte återställer mental energi kan det komma till impotens hos män, frigiditet hos kvinnor.
  3. Kroniska sjukdomar I det här fallet talar vi om patologier i hjärt-, reproduktions-, nervsystemet och endokrina system, som utvecklas lika hos kvinnor och män, är benägna att återkomma.
  4. Förekomsten av dåliga vanor. Detta är närvaron i patientens liv av alkohol, nikotin, vilket minskar testosteronproduktionen. I det här fallet kan det inte vara fråga om perfekt fysisk hälsa..
  5. Oregelbundet sex. Med en förändring (minskning) i sexuellt livets mättnad visas apati för sex. I psykologin finns det motsatt effekt, när ett intensivt intimt liv med passion och många orgasmer också leder till en minskning av sexuell lust.
  6. Åldersrelaterade förändringar. Detta är en progressiv andropause, som är svår att korrigera även med medicinering, är en irreversibel förändring i människans kropp.
  7. Andra patogena faktorer. Dessa är sådana kroniska diagnoser som diabetes mellitus, fetma, hypotyreos, tyrotoxikos, som stör den hormonella bakgrunden, undergräver manlig libido, minskar mättnad och känslan av sensation under samlag..

Libido förbättring

Om ett hälsoproblem redan finns måste du välja en så kallad "booster" av testosteronnivåer. Det rekommenderas att öka libido hos män med deltagande av den behandlande läkaren, eftersom ytlig självmedicinering kan bli den främsta orsaken till impotens. Här är värdefulla rekommendationer från kvalificerade proffs:

  1. För att undvika problem med sexuell aktivitet är det nödvändigt att ta vitaminer, utföra träningskomplex för prostata.
  2. För att öka libido måste du säkerställa en fullständig sömnfas, äta rätt, helt överge dåliga vanor, undvika stress, överbelastning.
  3. Det kommer inte att vara överflödigt att göra yoga och meditation, eftersom brist på lust ofta är förknippat med inre konflikter, andliga motsägelser.
  4. Det rekommenderas inte att ta lugnande örter, lugnande medel, nootropics, eftersom dessa behandlingsmedel kan orsaka ökad dåsighet, apati.
  5. Om libidinal energi sänks för att säkerställa hög libido, måste du genomgå en kurs med läkemedelsbehandling hemma.

Hos män

Libido-förstärkning utförs med officiella och alternativa metoder, hemma och på sjukhuset utan att biverkningar inträffar. I båda fallen krävs ökad egen sexualitet under strikt medicinsk övervakning, medan följande mediciner rekommenderas:

  1. Sealex forte. Växtbaserade kosttillskott innehåller aktiva ingredienser i form av extrakt av ginseng, lakrits, yohimbe bark, grönt te. Den naturliga formeln har en gynnsam effekt på erektil funktion, ökar sexuell aktivitet. Ta 1 kapsel under måltider dagligen i en månad.
  2. Damiana. Växtbaserade beredningar från kategorin kosttillskott, som finns i form av kapslar. Aktiva komponenter ökar känsligheten hos penis, stimulerar lokalt blodflödet i bäckenområdet. Ta en tablett åt gången för en måltid i en månad.

Ökad libido hos kvinnor

Detta problem kan diagnostiseras i den kvinnliga kroppen. Den rättvisare är upprörd över bristen på lust, men förstår inte helt meningen med ordet libido. Kvinnan har inte bara orgasmer, romantiska datum, tillsammans med sexuella förspel, ger inte längre nöje, orsakar inte spänning. Här är rekommendationerna från specialister:

  1. Det rekommenderas att inkludera kryddor och pungencer i den dagliga kosten som stimulerar libido.
  2. Ökad fysisk aktivitet hemma eller i gymmet är en annan gyllene regel för att få hög libido och ett fullständigt sexliv vid utgången.
  3. Sublimering av sexuell aktivitet hjälper också till att återställa libido, bli upphetsad och känna glädje, tillfredsställelse av sexuell kontakt.
  4. För att öka en kvinnas libido måste du öka sömnfasen, bli av med överdriven fysisk och emotionell stress.
  5. Viagra och andra mediciner med liknande farmakologiska egenskaper kan öka kvinnans libido enligt rekommendationen från den behandlande läkaren.

förberedelser

För att säkerställa ökad libido på kortast möjliga tid rekommenderar läkare kvinnor att ta till medicinska metoder. Här är några effektiva mediciner:

  • Cialis. Denna medicinering hjälper perfekt att slappna av innan sex, ökar känsligheten hos de yttre könsorganen och svårighetsgraden av sensationer med orgasm. Tillskott finns i kapslar, och behandlingsförloppet bestäms rent individuellt.
  • Sildenafil. Detta är inhemsk Viagra för kvinnor, också producerad i form av tabletter. Aktiva komponenter expanderar kärlen i könsorganen, vilket ger spänning och frigörande av naturlig smörjning. I paketet tas 4 kapslar som tas dagligen.

Mat

I kosten välkomnas närvaron av kryddor, pungency och ingefära, eftersom detta är de så kallade "stimulanter" för erektion. Dessutom rekommenderas följande livsmedelsingredienser i behandlingsmenyn:

  • kött och fisk;
  • kalvlever och njure;
  • frön av sesam, vallmo och pumpa;
  • majs och linser;
  • alla skaldjur;
  • gröna (persilja, spenat);
  • frukt och grönsaker.

Lipider vad är det

Utan organiskt material är människans existens omöjlig. Så de släpper fettiga organiska ämnen, eller lipider, - detta är en kombination av fetter och fettliknande ämnen som kallas lipoider. En viktig funktion av lipider är i form av bildandet av en viss barriär. Eftersom detta ämne finns i alla kroppens celler "smälter inte en person" från vatten och andra effekter av fukt. Men detta är inte alla funktioner och fördelar som utsöndras i fetter eller lipider. Det rekommenderas att bekanta dig med minimivärdena för fetter i kroppen, som också är involverade i produktionen av hormoner, och förstå deras betydelse för normalt liv.

Om strukturen

Först bör du tänka på strukturen för fetter, varifrån en person ofta vill bli av med helt. Dessutom är lipider en av tre grupper av viktiga organiska ämnen. Deras kemiska sammansättning förhindrar upplösning i vatten. Fetter kan bara brytas ned med bensen, alkoholaceton och andra organiska lösningsmedel. Men detta betyder inte att du behöver dölja dig själv med aceton - det kan leda till en kemisk brännskada på huden.

Fett är färglöst, luktfritt och smaklöst. Strukturen är en kombination av fettsyror och alkoholer. Om ytterligare ämnen i form av fosfor, svavel eller kväve tillsätts fettet, erhålls komplexa fetter. En fettmolekyl inkluderar alltid väte, kol och syre. Omättade fettsyror och mättade fettsyror som skiljer sig åt i kolatombindningar utsöndras också. Fettsyror är alifatiska eller cykliska kolbindningar. Två sorter skiljer sig beroende på antalet grupper. Mättade syror innehåller en eller flera dubbelbindningar, och omättade syror har inte dubbelbindningar alls mellan kolatomer.

Presenterade fetter bildas i en viss form beroende på organisktyp. Om vi ​​talar om celler så hittar de droppar eller granuler. När de pratar om en flercell organism, till exempel om en person, utsöndras fettvävnad här. Det består i sin tur av adipocyter - speciella celler som kan samla fett i stora mängder med överdrivet kaloriintag. Den mänskliga kroppen kan inte existera utan fetter och fettceller. Även med stark viktminskning förblir fettlagret kvar. Det betyder inte att personen är fet - det indikerar bara kroppens normala aktivitet.

Om klassificering

Fetter eller lipider har sin egen klassificering, vilket hjälper till att snabbt och enkelt studera alla funktioner..

En mer detaljerad klassificering av lipider presenteras i tabellen..

typerKindsgenerella egenskaper
Enkla fetterglyceriderNeutrala fetter Förhållande till estrar som består av glycerol och fettsyror. Det finns mono-, di- och triglycerider
VäxerEstrar av fettsyror och alkoholer (monoatom eller diatomic)
Komplexa fetterfosfolipiderBildas genom tillsats av fosforsyrarester till lipider. En omfattande grupp med två undergrupper:
- glycerofosfolipider;
- sfingolipider
glykolipiderBestår av kolhydrater och lipider som bildar hydrofila-hydrofoba komplex

Fettet som visas i tabellen är förtvållade sorter. Med andra ord bildas tvål i slutet av hydrolysprocessen. Det finns en grupp ofapningsbara fetter som, när de interagerar med vatten, förblir oförändrade. Sådana fetter kallas steroider..

De är i sin tur indelade i följande underarter:

  • Steroler är steroida alkoholer som finns i djur- och växtvävnader.
  • Galgesyror - dessa syror är kololsyraföljare som hjälper till att lösa kolesterol och hjälper till att smälta eller bryta ned lipid.
  • Steroidhormoner - kortisol, testosteron och andra hormoner utsöndras här, som är ansvariga i en persons liv för tillväxten och utvecklingen av kroppen som helhet.

I de presenterade grupperna diskuteras lipoproteiner separat, vilka presenteras som ett komplex komplex av fetter och proteiner. Lipoproteiner i sina egenskaper är komplexa proteiner, men inte fetter.

Detta beror på sammansättningen av lipoproteiner - det innehåller kolesterol, fosfolipid, neutrala fetter och fettsyror. I sin tur delas lipoproteiner in i två grupper - dessa är lösliga och olösliga fetter. Lösliga fetter ingår i blodplasma, mjölk och äggula, och den andra gruppen fettämnen kännetecknas av innehållet i nervfibrernas membran.

Forskare har mer studerat lipoproteiner i blodplasma, som varierar i densitet. Till och med dynamiken avslöjades - ju mer fett, desto lägre täthet.

Observera: Klassificering av lipider är mer i enlighet med den fysiska strukturen, nämligen att fasta fetter och oljor utsöndras. Fetter är i sin tur indelade i reserv- och strukturämnen (de förra beror på näring, det senare på människans genetiska komponent). När det gäller fettens ursprung skiljer man växt- och djurarter.

Om funktionerna hos lipider och fettsyror

Lipids funktioner i människokroppen är mångfacetterade, eftersom de har den viktigaste biologiska betydelsen i hela organismernas liv.

Vid tidpunkten för lipidstudier identifierade forskare följande funktioner:

  • energi;
  • värmeisoleringsfunktion;
  • strukturell;
  • föreskrivande;
  • skyddande;
  • flytkraftsökande funktion.

Enkelt uttryckt kan följande huvudsätt för användning av lipider i människokroppen särskiljas.

Så:

  • lipider eller deras underarter triglycerider kan hålla en person varm - det är därför en person inte fryser vid rumstemperatur;
  • närvaron av subkutant fett indikerar kroppens skyddande funktion - det finns ett skydd av inre organ;
  • lipider eller fosfolipider har en positiv effekt på cellbildningen, eftersom de är involverade i cellmembranets struktur;
  • fettvävnad är energi för människor, därför, efter en diet, bryts celler ned i fettsyror och andra komponenter som förser kroppen med energi;
  • glykolipider hjälper till att utföra receptorfunktion - de hjälper till att binda celler för att ta emot och leda signaler;
  • fosfolipider deltar också i blodkoagulation, vilket är nödvändigt för normal mänsklig aktivitet;
  • lipider, eller deras underarter, växer, finns på växternas blad, vilket hjälper till att skydda bladet från att bli vått.

Det följer att en brist på lipider i människokroppen leder till en allmän metabolismstörning, såväl som på cellnivå. Detta är förfulgt med utvecklingen av de flesta patologier - komplexa eller enkla sjukdomar.

Att veta exakt vilka ämnen lipider bryter ned i - underarter av organiska ämnen som nämns ovan, och fettsyror - du kan justera din diet för att få önskat resultat. Av det ovanstående dras slutsatsen att utan fetter och fettsyror kan människokroppen inte existera. Om ytterligare grupper läggs till enkla komponenter, bildas komplexa fetter som deltar i människors liv i enlighet med de grundläggande funktionerna. Fetter kommer in i alla celler i levande organismer utan undantag.

lipider

jag

Lindochdy (grekiskt liposfett + eidos look)

en klass fetter och fettliknande ämnen (lipoider) som skiljer sig i kemisk sammansättning, struktur och funktioner som utförs i kroppen, men som liknar fysikalisk-kemiska egenskaper. Alla L. är olösliga i vatten, men lösliga i så kallade fettlösningsmedel - eter, kloroform, bensen, etc. Hos däggdjur är L. ett viktigt substrat för energimetabolism. En speciell roll tillhör triglycerider som tillhör L. eller neutrala fetter (se fetter), avsatta i fettvävnad, - kroppens huvudsakliga energireserv. Vissa lipider, särskilt fosfolipider och kolesterol, är de viktigaste strukturella komponenterna i biologiska membran. Kolesterol fungerar också som ett underlag för bildning av gallsyra (gallsyror), kortikosteroidhormoner (kortikosteroidhormoner) och könshormoner (könshormoner). Fosfosfolipider och andra fosfolipider är nödvändiga för att nerv nervvävnaden ska fungera normalt.

L. är indelade i enkla och komplexa. Enkla L. är vaxer och triglycerider, samt kolesterol och andra steroler, skvalen, fettsyror. Komplex L. inkluderar ämnen som inte bara innehåller rester av fettsyror, aldehyder eller fettalkoholer, men också rester av fosforsyra, mono- eller oligosackarider (se Glykokonjugat). Komplex L. är fosfolipider (fosfoglycerider, fosfosfolipider) och glykolipider (glykosfingolipider och glykosyldiglycerider). Fosfoglycerider inkluderar fosfatidylkoliner, fosfatidyletanolaminer, fosfatidylseriner, fosfatidinsyror, fosfatidylglyceroler, fosfatidylinositer. Glykosfingolipider inkluderar cerebrosider, i kolhydratdelen av molekylen som innehåller galaktosresten, mindre ofta glukos, och en av fettsyraresterna innehåller som regel 24 kolatomer. Gangliosider, även relaterade till glykosfingolipider, i molekylens oligosackaridkedja innehåller glukos, galaktos, fukos, hexosaminer (ofta galaktosamin) rester och en eller flera sialinsyrarester. Cerebrosider och gangliosider förenas av närvaron i deras molekyl i en speciell bas - sfingosin.

Under alkalisk eller sur hydrolys genomgår enkla L. antingen inte klyvning, eller klyvs med bildningen av de så kallade lipidderivaten (derivat) - föreningar som bibehåller den inneboende L. olösligheten i vatten och lösligheten i organiska lösningsmedel. Ibland bildas ett resultat av hydrolys av L. glycerin. Hydrolys av fosfolipider producerar lipidderivat, fosforsyra, glycerin och vanligtvis (men inte alltid) en vattenlöslig kvävebas.

Den mänskliga kroppen har förmågan att syntetisera alla grundläggande L. Endast fettlösliga vitaminer och essentiella fleromättade fettsyror syntetiseras inte i kroppen hos djur och människor. Syntes av L. förekommer huvudsakligen i levern och epitelcellerna i tunntarmen. Vissa L. är mer eller mindre specifika för vissa organ och vävnader (till exempel cerebrosider för nervvävnad), andra L. är en del av cellerna i alla vävnader. Innehållet i L. i olika organ och vävnader är inte detsamma. De flesta L. är i fett och nervvävnad. I den mänskliga levern varierar innehållet av L. från 7 till 14% (på torr vikt). Vid vissa patologiska tillstånd, till exempel med fet degeneration av levern (se steatos i levern), når L.-innehållet i dess vävnad 45%, främst på grund av en ökning av mängden triglycerider. I en blodplasma finns alla L. i form av komplex med proteiner och som en del av dessa komplex transporteras till andra organ och vävnader (se Lipoproteins). Det enklaste lipoproteinet är albuminkomplexet - icke-förestrade fettsyror (NEFA), där NEFA transporteras från fettdepåer till platsen för deras oxidation i vävnader. Huvuddelen av livsmedels triglycerider transporteras med kylomikroner, endogena triglycerider transporteras med lipoproteiner med låg densitet, kolesterol med lipoproteiner med låg densitet och kolesterolestrar med lipoproteiner med hög densitet. Innehållet i huvudsakliga L. i humant blodplasma anges i tabellen.

Innehållet av basala lipider i humant blodplasma

LipidnamnInnehåll i 1 L
Oesterifierade fettsyror400-800 μmol
Triglycerider (neutrala fetter)0,55-1,65 mmol
Totalt kolesterol3,9-6,5 mmol

Den biokemiska bestämningen av L. utförs huvudsakligen i plasma eller blodserum, mycket mindre ofta i avföring (för att diagnostisera steatorrhea) och urin (med lipuri). Bestämning av koncentrationen av L. i blodplasma är särskilt viktigt för sjukdomar och patologiska tillstånd, åtföljt av en ökning av deras koncentration i blodet (hyperlipemia eller helt enkelt lipemi (Lipemia)). Dessa inkluderar vissa leversjukdomar (akut och kronisk hepatit, levercirros, etc.), lipoid nefros (nefrotisk hyperlipemi), diabetes mellitus, åderförkalkning, pankreatit, hypotyreos. En minskning av halten L. i blodet (hypolipemia) observeras med långvarig svält eller kraftigt begränsad konsumtion av fetter och med hypertyreoidism. Bestämning av koncentrationen av L. (kolesterol och triglycerider) i blodet används för fenotypning av primär och sekundär hyperlipoproteinemi i syfte att diagnostisera och rationell behandling.

Vid bestämning av koncentrationen av L. i blodet är det nödvändigt att följa följande regler: blod tas på tom mage, 10-12 timmar efter den sista måltiden; blodplasma (serum) som används för analys kan inte hemoliseras; organiska lösningsmedel som används för L. extraktion bör vara mycket renade; standarder, eller referens L.-preparat, måste jämföras med internationella standarder och lagras frysta.

Bestämningsmetoder. De standardiserade metoderna för bestämning av kolesterol är de som baseras på reaktionen med ättikaldehyd (Ilkis metod), reaktioner med järnklorid (Zlatkis-Zack-metoden) och reaktioner med järnklorid efter extraktion med isopropanol. Mängden kolesterol, lipoproteiner med hög densitet (a-lipoproteiner) mäts efter avsättning av lipoproteiner med låg och mycket låg densitet (p- och pre-p-lipoproteiner) med heparin i närvaro av mangansalter. De standardiserade metoderna för bestämning av innehållet av triglycerider är den enzymatiska metoden, liksom kemiska metoder för bestämning av glycerol, som oxideras med jodsyra till formaldehyd, vilket ger en mörk violet färg med kromotropinsyra och gul med acetylaceton. Kvantitativa och kvalitativa metoder för identifiering av kolesterol och triglycerider med hjälp av autoanalysatorer används ofta..

NEFA bestäms efter deras omvandling till kopparsalter vid neutrala och svagt alkaliska pH-värden. Koppar bestäms av färgreaktionen med 1,5-difenylkarbazid.

Koncentrationen av total L. i blodserum bestäms också med Swan-metoden i Bauman-modifieringen (färgad med Sudak black L. extraheras kvantitativt från blodserumet och bestäms fotometriskt) och med den turbidimetriska metoden (Huergi-metoden), som baseras på att mäta den optiska densiteten för fettemulsionen bildad genom interaktionen svavelsyra med n-dioxan-extrakt L. blodserum. I blodserumet hos en frisk person är koncentrationen av total L., fastställd med metoden enligt Huergi, 500-700 mg / 100 ml.

För att separera blandningen L. använd tunnskiktskromatografimetoder.

Bibliografi: Alimova E.K., Astvatsaturian A.T. och Zharov L.V. Lipider och fettsyror är normala och under ett antal patologiska tillstånd, M., 1975; Biokemiska metoder för forskning i kliniken, red. A.A. Pokrovsky, M., 1969; Komarov F.I., Korovkin B.F. och Menshikov V.V. Biokemiska studier i kliniken, sid. 195, L., 1976; Laboratorieforskningsmetoder i kliniken, red. V.V. Menshikov, p. 240, M., 1987; Lipider hos djur och människor, red. S.E. Severin, M., 1974.

II

Lindochdy (lipida: Lip- + grekiska. -decs liknande)

en grupp ämnen som kännetecknas av löslighet i organiska lösningsmedel och som regel olöslig i vatten; är en del av alla levande celler.

Vad är lipid

New Philosophical Encyclopedia: In 4 vol. M.: Tanke. Redigerad av V. S. Styopin. 2001.

Se vad som är "LIBIDO" i andra ordböcker:

libido - (från lat. libido-önskan, attraktion) är ett av nyckelbegreppen inom psykoanalys. Inledningsvis betecknade den den underliggande mentalenergin för alla individuella sexuella manifestationer: den användes som en synonym för sexuell lust (Z. Freud). L....... Stora psykologiska uppslagsverk

Libido - Libido ♦ Libido Översatt från latin betyder ”begär”, ofta i en förkastbar mening (självisk begär, lust, sensualitet, avskräckning, etc.). Pascal, instämmer med aposteln Johannes (1, 21, 16) och bl. Augustine (Confession, X,...... Sponville's Philosophical Dictionary

LIBIDO - [lat. libido] fysiol. sexdrift. Ordbok med främmande ord. Komlev N.G., 2006. libido (lat. Libido) physiol. sexdrift. Ny ordbok med främmande ord. av EdwART,, 2009... Ordbok med främmande ord i det ryska språket

LIBIDO - (lat. Libido begär, begär), inom sexologi, sexlyst. Ett av de grundläggande begreppen psykoanalys av Z. Freud, vilket huvudsakligen innebär omedvetna sexuella drivningar, kapabla (i motsats till önskan om självbevarande)...... Big Encyclopedic Dictionary

libido - begär, begär, attraktion, lust Dictionary of Russian synonyms. libido n., antal synonymer: 1 • sexdrift (5) Ordbok för synonymer ASIS... Ordbok för synonymer

Libido - (lat. Libido құshtarlyқ, ұмтылыс) Österrike psykologer Z. Freud negizin қalaғan psykoanalys av teorin om sinda theoryım. Uttrycket bastapydy sexuals har sagts: "і і і і т" ң т т қ қ қ қ қ қ қ қ қ қ қ қ қ қ қ қ қ н н н н н қ қ қ

libido - (felaktig libido)... Ordbok över svårigheter i uttal och stress på modernt ryska

LIBIDO - (latin libido, lust, begär), inom sexologi, sexdrift. Ett av begreppen psykoanalys av Z. Freud, vilket huvudsakligen betyder medvetslös sexuella drivkrafter, kapabel att tränga ut och komplex transformation (sublimering)... Modern encyklopedi

Libido - (från lat. Libido attraktion, lust, begär) sexuell lust, vars nivå är förknippad med pubertetsstadiet, arbetet med den diencephalic del av hjärnan och endokrina körtlar, ärftlighet och individuell upplevelse... Psykologisk ordbok

LIBIDO - (latinsk libidolyst, lust, begär) är ett begrepp som används för att hänvisa till sexdrift, sexuell instinkt, energin från sexuell lust, etc. 1) Sexdrift. Fem utmärks vanligtvis i utvecklingen och funktionen av mänskliga L....... Den senaste filosofiska ordboken

Vad är lipidmolekyler och vad är deras funktioner?

En lipid är en fettliknande komponent i människokroppen som deltar aktivt i livsstödsprocesser..

Ett av alternativen för effekten av lipider är att justera den hormonella bakgrunden hos en person och hans metaboliska processer i kroppen.

En femtedel av alla fetter kommer in i kroppen med mat, och genom tunntarmen biotransformeras lipider till lipoproteiner, som har funktionen att transportera kolesterolmolekyler genom kroppen.

Förutom en transportörs funktion uppfyller fetter följande grundläggande uppgifter som en del av kroppen:

  • Energifunktionen är källan och energiförsörjningen;
  • Strukturell funktion - lipoproteiner är en del av varje cellmembran;
  • Skyddsfunktion i varje cell. Det skyddade lagret är också beläget på toppen av huden och skyddar kroppen från påverkan av den yttre miljön;
  • Regleringsansvar - lipoproteiner är involverade i många processer som inträffar i kroppen.
lipider

Fettklassificering

Strukturen hos lipider är indelad i tre stora grupper:

  • Enkla fetter;
  • Komplexa fetter;
  • Hydroxylipins-grupp.

Molekyler som innehåller syrejoner samt väte och kolatomer ingår i undergruppen för enkla fetter.

Dessa inkluderar:

  • Alkoholhaltiga fetter;
  • Fettsyramolekyler
  • Aldehyder bestående av 12 atonkol;
  • Triglycerider är fettavlagringar i den subkutana vävnaden;
  • Fet alkoholhaltiga estrar med hög molekylvikt - växer.

Sammansättningen av komplexa lipidföreningar består av kolatomer, såväl som syre med väteatomer, men de inkluderar också ytterligare komponenter. Komplexa lipidföreningar består av undergrupper som är polära och neutrala.

Den polära undergruppen av lipidföreningar är:

  • Anslutningen av kolhydrater med fett - glykolipider;
  • Komplexa föreningar - fosfolipider;
  • Godtyckliga aminoalkoholmolekyler - sfingolipider.

Neutrala grupper av komplexa lipidföreningar är indelade i:

  • Acylglycerolföreningar i vilka monoglycerider och diglyceridföreningar ingår;
  • Molekyl N-Acetyletanolamin. Strukturen för N-acetyletanolamin är fettsyraetanolaminerna;
  • Lipidföreningar är ceramider;
  • Innehåller mättade fettsyrorsterolestrar. Dessa är komplexa lipidföreningar av alkoholer med hög molekylvikt..

I gruppen oxylypider ingår dessa typer av fetter.

Separation sker längs deras syresättning:

  • Cyklooxygenasväg;
  • Lipoxygenasväg.
Allmän klassificering av lipidinnehåll ↑

Betydelse i kroppen av lipider

Fettinnehållande syror är lipider med enkla molekylformler.

Fettsyror är indelade i:

  • Mättade molekyler med fett är molekyler som inte har polaritet på båda sidor;
  • Fettomättade syror är lipidmolekyler med en svans som inte är polär och har mer än 2 kolbindningar.

Fettmättade syror kallas:

  • Stearinsyra;
  • Palmitinsfettsyra.

Fleromättade fettsyror inkluderar:

Fleromättade fettsyror är viktiga för kroppen och måste förses i tillräckliga mängder med mat..

PUFA: er är en viktig komponent i syntesen av cellmembranstrukturer och är också en del av många aktiva molekyler i kroppen som förhindrar utvecklingen av sådana patologier hos människor:

  • Skydda det endokrina systemet från misslyckande;
  • De kontrollerar produktionen av könshormoner och upprätthåller den mänskliga reproduktionsfunktionen i normalt tillstånd;
  • De förhindrar utveckling av systemisk ateroskleros, såväl som systemiska patologier - arteriell hypertoni, trombos;
  • Bibehålla strukturen och funktionen av myokardiet i normalt tillstånd och förhindra utvecklingen av hjärtpatologier - arytmier och instabil angina, såväl som hjärninfarkt.
Fettsyror är indelade i två stora grupper - omättade och mättade till innehållet ↑

eikosanoider

Eikosanoider är enkla i strukturen för lipidmolekyler och ansvarar för reglerande funktioner i människokroppen. Dessa lipider har en unik struktur och kemisk formel, som ger dem sådana egenskaper.

Arachidonsyra är basen för bildandet och syntesen av eikosanoida molekyler.

Denna syra tillhör kategorin fleromättade fettsyror, som garanterar eikosanoids molekyler sådana egenskaper och funktioner i kroppen:

  • Korrigerar inflammation i kroppen;
  • Det är engagerat i att öka permeabiliteten hos artärmembranen, vilket inträffar under modifieringsprocessen i dem;
  • Aktivera frisättningen av leukocytmolekyler från vävnaden i immunsystemet;
  • Hjälper immunsystemet att frigöra enzymer som fångar främmande ämnen, såväl som smittsamma och virala medel.

Eikosanoider deltar också aktivt i funktionen av det hemostatiska systemet och justerar processen för koagulering av plasmablod.

De kan bidra till korrekt koagulering - vid behov utvidga artärmembranen, eikosanoider utvidga den, ta bort aggregeringen av blodet.

Om det är nödvändigt att öka trombos leder eikosanoider till en minskning av muskelstrukturen i artärmembranen, vilket hjälper till att stoppa blödning och bildandet av en blodpropp.

Eikosanoider - en omfattande grupp fysiologiskt och farmakologiskt aktiva föreningar till innehållet ↑

Vad är de gjorda av??

Komplexa lipidmolekyler är en viktig grupp fettkomponenter i kroppen (fosfolipider, glykolipider och sfingolipider):

  • Fetter, tillsammans med enkla lipidmolekyler, deltar i konstruktionen av cellmembran;
  • Ge interaktion på den intercellulära nivån av nervfibrer som överför impulser med hjälp av myelin-mantlar;
  • Komplexa lipider är en komponent av ytaktivt medel. Detta ämne säkerställer att andningssystemet och dess organ fungerar korrekt, och förhindrar också den genomsnittliga diametern på artärerna (alveoler) från att falla av när luften andas ut från kroppen;
  • Komplexa lipider spelar stora roller på cellens membranytor.

Mycket bra egenskaper för sådana kropps aktiviteter:

  • Cerebrospinalvätska;
  • Nervfibrer;
  • Hjärtmuskeln.

Lipids huvudfunktion är konstruktionen av cellmembran.

Vid bildandet av membran är dessa typer av lipidföreningar involverade:

  • Fettliknande alkohol - kolesterol;
  • Lipid-kolhydratförenade glykolipider;
  • Föreningar av karboxylsyror och alkoholestrar - fosfolipider.

Membranet i dess struktur är tvåskikt och fetter finns i utrymmet mellan cellen och den yttre miljön. Denna struktur av cellmembranet tillåter att den inte tappar form och ökar dess styrka.

funktioner

Lipider distribueras i varje cell i kroppen, men var och en av dem har sina specifika funktionella ansvar som de utför. Det finns grundläggande ansvar, det är dessa funktioner som lipidföreningar utför och de ytterligare funktionerna är de där lipiderna är hjälpare.

Funktioner för lipidföreningar:

Lipidföreningar under nedbrytningsprocessen frigör mycket energi som kroppen behöver:

  • För att kontrollera processen med syremolekyler som kommer in i kroppens celler;
  • Bildning och försörjning av celler med näringsämnen;
  • Korrigering av andning och celltillväxt.

Lipidens reservfunktion i kroppen.

Lipidföreningar deponeras i den subkutana vävnaden och ger en kroppsfettreserv vid oförutsedda situationer:

  • Under kvinnors graviditet ger lipider fostrets utveckling;
  • Med dramatisk viktminskning, fyller fett fett från reserven för att stödja inre organ.

Den värmereglerande funktionen gör att kroppen kan hantera temperaturförändringar och upprätthålla temperaturen inuti kroppen, oavsett omgivningstemperatur.

En lipid är huvuddelen av cellmembranen i kroppen, och detta är den huvudsakliga strukturella funktionen. Utan lipoproteiner, som levererar kolesterolmolekyler till celler, kunde den strukturella funktionen inte utföras..

Lipoproteiner är de viktigaste transportbärarna av fett i hela kroppen, därför utför de transportfunktionen för lipidföreningar.

De sekundära funktionerna hos lipidföreningar inkluderar:

Enzymatisk sekundär lipidfunktion:

  • Skydd av tunntarmsslemhinnan från överdrivet inflytande på lipidens nedbrytning av enzymer producerade av bukspottkörtelceller;
  • Förstörelsen av överskott av enzymer sker med hjälp av molekyler av fosfolipider och kolesterol.

Signalfunktionen utförs av glykolipidmolekyler:

  • Impulsöverföring mellan nervsystemets fibrer, såväl som mellan hjärnan och ryggmärgen med cerebrospinalvätska;
  • Genkänning av impulser på den intracellulära nivån som tillför lipidliknande föreningar för att identifiera de nödvändiga substanserna för cellen.

Lagstadgade uppgifter för lipider i kroppen:

  • Lipidens regleringspolicy i cellmembranet är passagen för användbara element till cellen;
  • Syntes av hormoner i kroppen som reglerar reproduktionsfunktionen hos människor;
  • Reglering av kroppens försvar genom funktionen av immunsystemet.
till innehåll ↑

Hur är utbytet mellan lipider?

Utbytet mellan lipider är en process som sker på cellnivå och har en biokemisk basis.

Processerna förekommer i strikt sekvens och var och en har sin egen egenskap:

UtbytesprocessProcesskaraktäristik
Fosfolipidmetabolism· Fosfolipider är inte jämnt fördelade i kroppen;
· 50,0% av alla molekyler finns i plasmablod och i leverceller;
· Metaboliska processer beror på fosfolipiderna och kan vara från 1 dag till 200 dagar.
Kolesterolmetabolism· 80,0% av molekylerna syntetiseras i leverceller;
· 20,0% kommer in i kroppen med mat;
Överskott av kolesterol utsöndras av tarmen.
Fettsyra katabolism· Inträffar i processen med ß-oxidation;
· Α-oxidation eller ω-oxidation är sällan tillräckligt involverat.
lipogenes· Syntes av lipidmolekyler som förekommer i leverceller;
· Transport av lipider från tunntarmen.
lipolysis· Med lipas deltagande sker processen med katabolism;
· Fördelningen av kolesterolmolekyler med låg molekylvikt i levercellerna med hjälp av gallsyror.
Processen att syntetisera ketonkroppar· Acetoacetyl-CoA-molekyler börjar denna typ av syntesprocess.
Interkonvertering av fettinnehållande syror· Från syror som innehåller lipider i levercellerna börjar deras omvandling till syror, som är mest karakteristiska och nödvändiga för människor,.

Det är mycket viktigt att lipidutbytesprocessen alltid är normal, därför måste personen få den nödvändiga mängden från utsidan med mat. Det är bara nödvändigt att kontrollera näringsprocessen och inte konsumera kolesterol med livsmedelsprodukter mer än 70,0 gram - 140,0 gram per dag.

Hastigheten per dag av fettförbrukning beror på kroppens tillstånd och på samtidigt patologier, särskilt hjärtpatologier och sjukdomar i blodcirkulationssystemet, där konsumtionen av kolesterol från utsidan bör reduceras till ett minimum.

Glöm inte att det är helt omöjligt att vägra kolesterol, och användningen av animaliska produkter med ett lågt innehåll av animaliskt fett kommer inte att störa processen för lipidinteraktion.

Slutsats

Lipider är oundgängliga komponenter i många processer, och de kan också orsaka metaboliska störningar i fettprocessen, vilket leder till utveckling av allvarliga patologier i blodcirkulationssystemet och hjärtorganet, som i en komplicerad form kan orsaka plötslig för tidig död.

Permanent lipidövervakning är nyckeln till hälsa.

Lipidfunktion

Lipider är den viktigaste energikällan i kroppen. Faktum är uppenbart även på nomenklaturnivå: den grekiska "lipos" översätts som fett. Följaktligen kombinerar lipidkategorin fettliknande ämnen av biologiskt ursprung. Föreningarnas funktionalitet är ganska varierande på grund av heterogeniteten i sammansättningen för denna kategori av bioobjekt.

Vilka är lipidernas funktioner

Lista huvudfunktionerna hos lipider i kroppen, som är de viktigaste. I bekantningsstadiet är det lämpligt att lyfta fram de viktiga rollerna för fettliknande ämnen i cellerna i människokroppen. Grundlistan är fem funktioner för lipider:

  1. reservenergi;
  2. strukturera bildande;
  3. transport;
  4. isolerande;
  5. signal.

De sekundära uppgifterna som lipider utför i kombination med andra föreningar inkluderar den reglerande och enzymatiska rollen..

Kroppsenergireserv

Detta är inte bara en av de viktiga, utan också den prioriterade rollen för fettliknande föreningar. I själva verket är en del av lipiderna en energikälla för hela cellmassan. Faktum är att fett för celler är en analog bränsle i en biltank. Lipidernas energifunktion realiseras enligt följande. Fetter och liknande ämnen oxideras i mitokondrierna och bryter ner till nivån på vatten och koldioxid. Processen åtföljs av frisläppandet av en betydande mängd ATP - högenergi-metaboliter. Deras tillgång tillåter cellen att delta i energiberoende reaktioner..

Byggklossar

Samtidigt utför lipider en byggfunktion: med deras hjälp bildas ett cellmembran. Följande grupper av fettliknande ämnen är involverade i processen:

  1. kolesterol - lipofil alkohol;
  2. glykolipider - lipidföreningar med kolhydrater;
  3. fosfolipider - estrar av komplexa alkoholer och högre karboxylsyror.

Det bör noteras att fett inte finns direkt i det bildade membranet. Den bildade väggen mellan cellen och den yttre miljön är tvåskikts. Detta uppnås på grund av bifilicitet. En liknande egenskap hos lipider indikerar att en del av molekylen är hydrofob, det vill säga olöslig i vatten, den andra, tvärtom, är hydrofil. Som ett resultat bildas ett tvåskikt av cellväggen på grund av det ordnade arrangemanget av enkla lipider. Molekyler utvecklas i hydrofoba områden mot varandra, medan hydrofila svansar riktas in och ut ur cellen..

Detta bestämmer de skyddande funktionerna hos membranlipider. Först ger membranet cellen en form och behåller till och med den. För det andra är den dubbla väggen en slags passkontrollpunkt som inte passerar genom oönskade besökare.

Autonomt värmesystem

Naturligtvis är detta namn ganska godtyckligt, men det är ganska tillämpligt om vi överväger vilka funktioner lipider utför. Föreningar värmer inte så mycket kroppen eftersom de håller värmen inuti. En liknande roll tilldelas fettavlagringar som bildas runt olika organ och i den subkutana vävnaden. Denna klass av lipider kännetecknas av hög värmeisolerande egenskaper, som skyddar vitala organ från hypotermi.

Individens "gyllene" bestånd

Dessutom har kroppsfett en reservfunktion. Detta är faktiskt ett magasin med energi som används av kroppen vid behov, till exempel svält eller intensiv fysisk aktivitet. Hela mekanismen utförs med hjälp av adipocyter. Dessa är speciella celler vars struktur och funktioner är nära besläktade med triglycerider. Fett upptar den stora majoriteten av adipocyter.

Taxi bokad?

Lipidens transportroll tillskrivs en sekundär funktion. Faktum är att överföringen av ämnen (främst triglycerider och kolesterol) utförs av separata strukturer. Dessa är länkade lipid- och proteinkomplex som kallas lipoproteiner. Som du vet är fettliknande ämnen olösliga i vatten i blodplasma. Däremot inkluderar proteinfunktioner hydrofilicitet. Som ett resultat är kärnan i lipoproteinet en ansamling av triglycerider och kolesterolestrar, medan skalet är en blandning av proteinmolekyler och fritt kolesterol. Som sådan levereras lipider till vävnader eller tillbaka till levern för utsöndring..

Mindre faktorer

Listan över 5 lipidfunktioner som redan listats kompletterar ett antal lika viktiga roller:

Signalfunktion

Vissa komplexa lipider, särskilt deras struktur, tillåter överföring av nervimpulser mellan celler. Glykolipider fungerar som medlare i en liknande process. Inte mindre viktigt är förmågan att känna igen intracellulära impulser, också realiserade av fettliknande strukturer. Detta gör att du kan välja ämnen som är nödvändiga för cellen från blodet.

Enzymatisk funktion

Lipider, oavsett plats i membranet eller utanför det, är inte en del av enzymerna. Emellertid sker deras biosyntes med närvaro av fettliknande föreningar. Dessutom är lipider involverade i att skydda tarmväggen från pankreatiska enzymer. Ett överskott av det senare neutraliseras med gallan, där kolesterol och fosfolipider ingår i betydande mängder.

Reglerande funktion

En annan roll som kallas sekundär. Utan att delta direkt i regleringsprocesser är lipider en del av föreningar som utför liknande funktioner. I synnerhet är det ett cellmembran som utför ett åtkomstkontrollläge. Ett annat exempel är steroidhormoner som reglerar ämnesomsättningen, reproduktionsförmågan och kroppens immunförsvar..

Listan över lipidfunktioner är inte begränsad till de fall som beaktas, utan gör det möjligt för oss att förstå hur viktiga ämnen är för människor.

Lipidoxidation i kroppen - det är olika typer av reaktioner som har både positiva och negativa konsekvenser för människokroppen..

Lipidsyntes - denna process kan inte börja omedelbart efter intag av fett i magen eller tarmen. Detta kräver en sugprocess som har sina egna egenskaper.

Lipidföreningar är en omfattande klass av kemiska element, inklusive fetter, växer, vissa hormonella substanser. De kan inte lösas i vatten..

Lipidsyntes - denna process kan inte börja omedelbart efter intag av fett i magen eller tarmen. Detta kräver en sugprocess som har sina egna egenskaper.

Livets lipidfundament

  • 13959
  • 11,6
  • 4
  • nio

Begreppet en vätske-mosaikmodell av ett biologiskt membran som uppstod under 1970-talet, där lipider spelar den passiva rollen som "havet", där isberg av proteinkomplex spelar sina avsedda biologiska roller, är lite föråldrad. Enligt moderna koncept spelar lipidkompositionen hos membran som noggrant utvalds av evolution en roll som inte är mindre viktig och kanske ännu mer grundläggande.

bild i marmor: Singer & Nicholson, 1972 [3]

Författare
Editors

Livet i den form vi känner till är omöjligt att föreställa sig utan att en biomembran separerar cellens "inre värld" och resten av rymden. Membranet ger interaktionen mellan cellen och miljön, passerar selektivt många ämnen och är också miljön för många biokemiska processer. Och även om det mesta av det användbara arbetet utförs av proteiner, med vilka membranet bokstavligen är "fyllda", bör lipidmatrisens roll inte underskattas. Lipider är inte bara ett "hav" där ekorrar simmar. Detta är ett "smart" hav, vars fysikalisk-kemiska egenskaper har valts noggrant under evolutionen för att skapa en effektiv plattform för funktion och interaktion mellan membranproteiner.

Frågan om livets ursprung på jorden kommer sannolikt aldrig att få ett definitivt svar, men få tvivlar på att dess mycket utseende först blev möjlig vid det ögonblicket när det befann sig i den "primära buljongen" (som det vanligtvis kallas i biologi, enkelt i det förhistoriska världshavet). organiskt material) små isolerade områden började dyka upp, vilket blev den viktigaste arenan för evolution. I dessa ”primära celler” kunde biokemiska processer gå mycket snabbare än i havets stora vidder, och en sådan separation är en av förutsättningarna för de första, prebiologiska, evolutionära stegen. En av teoretikerna med det abiotiska livet på jorden är akademiker A.I. Oparin - föreställde sig dessa "primära celler" i form av koacervater (fritt flytande lipidvesiklar, inom vilka kemisk utveckling ägde rum). Enligt vissa moderna åsikter kunde liv ha uppstått i hydrotermiska fjädrar, där den "primära cellen" bildades av mineralavlagringar [1]. På ett eller annat sätt är det avdelning (detta komplexa ord anger isoleringen av cellinnehållet från den yttre miljön, liksom uppdelningen av själva cellerna i interna "fack") är ett av de oundgängliga tecken på liv.

En kort historia av studien av lipider och biomembraner

Den strukturbildande funktionen hos biologiska membran utförs av lipider - amfifila molekyler med ett polärt huvud och en icke-polär (hydrofob) svans. De är något lösliga i vatten och är benägna att bildas mono- och bimolekylära skikt på grund av deras amfifila natur. Det är också känt från skolbiologikursen att membranet består av ett dubbelt lager (tvåskikt) lipider som "gömmer" sig från vattnet inåt hydrofobt och utsätter de polära (hydrofila) delarna till ytan [2].

Intressant nog var en av de första forskarna av lipidernas egenskaper en av USA: s ”grundande fäder”, Benjamin Franklin, som 1773 genomförde en serie experiment för att mäta området med oljefläckar på ytan av ett damm kvar från en sked (flytande olivolja): fläckar alltid visade sig vara ≈2000 m 2 i storlek. Om en nyfiken sir vid den tiden hade en uppfattning om molekylstrukturen hos ett ämne, kunde han enkelt beräkna ytan per molekyl (!) Av oljesyra triglycerid (huvudkomponenten i olivolja) på denna monomolekylära plats, och dessutom ganska exakt:

där Mr - massa av 1 mol triolein, NEN - Avodgadro-nummer, Sfläckar - platsområde, Vskedar - skedvolym, ρoljor - oljedensitet. Som ett resultat erhåller vi värdet på området Sde säger ≈ 1 nm 2 (per molekyl). Det är lätt att uppskatta tjockleken på det monomolekylära skiktet lika med storleken på en molekyl av triolein, som delar Vskedar på Sfläckar - 2,5 nm.

Mer än hundra år senare märkte Charles Overton att lipidlösliga ämnen var relativt enkla att tränga igenom biomembran, varifrån han drog slutsatsen att membranet skulle bildas av ett tunt lipidskikt. Så Franklins experiment var före modern biofysisk forskning. Tanken på membran-tvåskikt går tillbaka till år 1925: Gorter och Grendel upptäckte att monolager av lipider isolerade från erytrocytmembran är exakt dubbelt ytarean för själva cellerna.

Då noterades det emellertid att membranet innehåller en betydande mängd proteiner, som starkt påverkar dess egenskaper (i synnerhet ytspänning). Denna upptäckt ledde till begreppet ett "sandwich" -membran (Dawson och Donnelly, 1935), enligt vilket ett lipid-tvåskikt, som ett lager olja i en smörgås, ligger mellan två lager av protein. Mer än ett decennium har gått tills noggranna data om förhållandet mellan proteiner och lipider i membranen i olika celler och moderna forskningsmetoder (som röntgendiffraktion och elektronmikroskopi) har visat sig misslyckas med denna idé: proteiner omger faktiskt inte tvåskiktet - de är i det " inbäddade "som mosaikelement.

Denna metafor gav namnet till den sista "klassiska" teorin om membranstruktur: "vätske-mosaikmembran" [3]. Enligt denna teori är membranet ett lipid "hav" där, liksom isberg, molekyler av membranproteiner flyter. Jämförelse med havet tycktes på grund av det faktum att det sammansatta tillståndet för lipider i membranet är flytande, eller snarare flytande kristallint. Membranet "flyter" relativt fritt i planet, medan det utanför det är strikt ordnat av geometri för det dubbla molekylära skiktet.

Denna teori kallas den "sista klassiska", eftersom den å ena sidan är uppdaterad, och å andra sidan har moderna idéer ännu inte nått den lakoniska elegansen så att deras början lätt kan anges i en skolbok [4].

Varför är cellmembranet "flytande"?

Fluiditeten i lipidfasen i membranet beror på närvaron av åtminstone en omättad bindning i kolvätekedjorna hos de flesta strukturella fosfolipider, vilket sänker lipidens smältpunkt. Det är ganska enkelt att spåra detta fasbeteende med användning av vegetabilisk olja och margarin som ett exempel: den första är flytande vid rumstemperatur (innehåller fetter, inklusive omättade fettsyror, till exempel triolein [Tsmältande = 5 ° C]), den andra, erhållen från vegetabilisk olja genom hydrering, är fast (dubbelbindningarna i acylkedjorna är mättade; för motsvarande mättat fett - stearin - Tsmältande = 55 ° C (!)).

Fleromättade fettsyror (som finns rikligt i fiskolja) har ännu mer unika egenskaper: de håller lipidmatrisen hos membran i ett "fungerande" tillstånd över ett brett temperaturintervall, vilket gör att fiskar snabbt kan kasta ut i kalla lager och flyta tillbaka. Förresten, dessa unika egenskaper av fleromättade fettsyror är också fördelaktiga för människor..

Det har nu blivit tydligt att lipidkomponenten i membranet inte bara är en passiv bärare av proteiner som gör allt arbete, utan en lika stor deltagare i de flesta biokemiska processer. I själva verket visar det sig att lipidkompositionen i membranet (och den inte består av bara en typ av lipidmolekyler!) Är noggrant optimerad genom utveckling och gör att du kan skapa nödvändiga förutsättningar för korrekt och effektiv funktion av membranproteiner. Till exempel leder partiell ömsesidig icke-blandning av lipidkomponenterna i membranet i en eukaryot cell till uppkomsten av mikroskopiska (strikt talade, till och med nanoskopiska) heterogeniteter, även kallade membranflåtar (från den engelska flottan - "flotte"). Ett sådant komplex fasbeteende hos membranlipidmatrisen används aktivt av cellen: de nämnda flottorna bildar förmodligen funktionella plattformar i vilka membranproteinkomplexen utför en mängd olika funktioner, varvid vissa proteiner föredrar att vara i flotte regionerna, medan andra föredrar regionerna mellan dem.

I den här artikeln försökte vi belysa moderna idéer om biofysiken i lipidkomponenter i biologiska membran, och först och främst förbli på lipidernas förmåga att självorganisera, vilket ofta används av celler i deras behov.

Figur 1. En mängd lipider - komponenter i cellmembran. Den "kombinatoriska" konstruktionen av de flesta lipider (det vill säga kombinationen av olika hydrofoba, hydrofila och "adapter" -fragment) leder till det faktum att upp till 1000 sorter lipidmolekyler finns i cellen. De allra flesta spelar en reglerande roll, eller deras roll har inte studerats. Figuren visar endast några av huvudtyperna lipider som finns i biologiska membran..

  • Fosfolipider är en av huvudkomponenterna i plasmamembranet av eukaryoter och bakterier. De är estrar av fettsyror ("svansar") och flervärda alkoholer (huvudsakligen glycerol, sfingosin och inositol), kopplade genom resten av fosforsyra med en ytterligare grupp ("huvud"). Massan av glycerofosfolipider i membran är den största, och detta är deras mest plast- och vätskekomponent. Beroende på typ av huvud är dessa lipider indelade i klasser: fosfatidylkoliner (huvud - kolin), fosfatidylglyceroler, fosfatidyletanolaminer, etc. Lipidens fulla namn innehåller också namnen på fettsyrorna som bildar svansarna, till exempel oleinsyra (en dubbelbindning - C18: 1 [9]) och palmitinsyra (alla bindningar är mättade - C16: 0) syror bildar palmitoylolyfosfatidylkolin (POP) och två palmitinsyramolekyler dipalmitoylfosfatidylkolin (DPPC).
    Sfingofosfolipider har också två acylsvansar, men endast en av dem tillhör fettsyra: den andra avser sfingosin. En av dessa lipider - sfingomyelin (finns i överflöd i myelinhöljet hos axoner) - är en viktig komponent i cellmembranet, vilket ger det styvhet och unika fysikalisk-kemiska egenskaper. De enklaste sfingofosfolipiderna kallas ceramider..
  • Kolesterol (aka kolesterol) - en annan viktig lipid i cellmembranet som stabiliserar dess fluiditet - är ett kännetecken för eukaryota membran (varken bakterier eller archaea har det). Förutom stabiliserande membran (vanligtvis "parade" med sfingomyelin) är kolesterol en föregångare för könshormoner och vitamin D. Egenskaperna för kolesterol och sfingomyelin beskrivs mer detaljerat nedan..
  • Glykolipider med en eller flera sockerrester som ett polärt huvud är också komponenter i membran (huvudsakligen det yttre monoskiktet). Deras huvudform är glykosfingolipider, på grund av vilka dessa lipider som regel kolokaliseras med sfingolipider (nämligen de är belägna i en vätskeordnad fas). Deras huvudroll är intercellulärt erkännande, och förutom fördelar (till exempel att bestämma blodgrupper) kan denna funktion vara skadlig: många gangliosider (till exempel GM1) är receptorer för bakterietoxiner och virus.
  • Lipiderna i membranen i archaebacteria skiljer sig väsentligt från bakterier och eukaryoter, uppenbarligen på grund av evolutionär anpassning till termofilicitet, halofilicitet, acidofilicitet och annan extremophilicitet, som archaea är känd för. Det finns flera skillnader från fosfolipider:
    1. En annan stereoisomer av glycerol används..
    2. Fetta svansar är isoprenoidalkoholer, inte fettsyror..
    3. De är anslutna med en enkel snarare än komplex eterlänk..
    4. Lipider kan vara bipolära (tvärbundna av ändarna på svansarna), genomträngande genom hela membranet genom.
    5. Istället för dubbelbindningar kan lipidhalar innehålla cyklopentanringar som spelar samma roll..
    Intressant nog, även om archaea betraktas som närmare släktingar till eukaryoter än bakterier, är en så viktig och konservativ egenskap som membranets struktur i dem så mycket annorlunda än de andra två livsområdena [10], [11].

Olika biomembraner

Inte överraskande skiljer sig cellmembranen från olika organismer från varandra. En detaljerad jämförelse av lipidkomponenten i olika membran antyder att dessa skillnader är grundläggande, och att "lipidporträttet" av ett visst membran till stor del bestämmer dess funktioner (utöver proteinerna som "bor" i detta membran) [5]. Således skiljer sig bakteriella membran från eukaryota membran genom att de förstnämnda innehåller ett stort antal negativt laddade fosfolipider (t.ex. fosfatidylglyceroler), medan de senare huvudsakligen innehåller zwitterjoniska lipider (dvs med både negativa och positiva laddningar, i allmänhet de är elektriskt neutrala), till exempel fosfatidylkoliner. Denna grundläggande skillnad används av det medfödda immunsystemet hos många eukaryoter, till exempel förstör antimikrobiella peptider selektivt bakteriemembran just på grund av närvaron av en negativ laddning på deras yta [6], [7] och vägtullsreceptorer känner igen bakteriella patogener på grund av deras cellväggskomponenter (lipiopolysackarider) ) [8], [9]. (Den kemiska strukturen för de nämnda lipiderna visas i fig. 1.)

En annan viktig egenskap hos eukaryoter är kolesterol (även känt som kolesterol), som saknas i prokaryota membran. I motsats till dess okändhet bland städerna [12], spelar kolesterol en viktig och tydligen inte helt förstått roll i arbetet med membranen i våra celler (för att inte tala om det faktum att det är en föregångare för könshormoner). Tillsammans med sfingolipider (såsom sfingomyelin) bildar kolesterol flottstrukturer, vilket ger eukaryota membran styrka och speciell funktionell heterogenitet, som kommer att diskuteras mer detaljerat nedan..

Intressant nog är lipidkompositionen i olika organeller signifikant olika (Fig. 2). Exempelvis påminner lipidkompositionen i mitokondrier och plastider mycket mer på bakteriellt än eukaryot, vilket bekräftar den chimära hypotesen om bildandet av eukaryoter (eukaryogenes), enligt vilken dessa organeller är tidigare bakterier som fångats i "intracellulär fångenskap" av fagocytos av några tidiga former av eukaryoter [13 ]. I endoplasmatisk retikulum, som är "utgångspunkten" för metabolismen hos de flesta lipider, är sammansättningen av båda membranbladen ungefär densamma, men i Golgi-apparaten, plasmamembranet och endosomerna är skillnaderna redan mycket betydande, vilket indikerar förekomsten av aktiva processer som skapar denna asymmetri. I synnerhet är fosfatidylseriner (PS) och fosfatidyletanolaminer (PE) normalt endast närvarande i plasmamembranets cytoplasmiska ark. Närvaron av FS på cellytan kan indikera malign degeneration och utlöser fagocytos och blodkoagulationsprogram.

Figur 2. Lipidsammansättning av olika membranstrukturer hos däggdjursceller. Diagrammen visar lipidkompositionen för vissa cellmembran; kolesterolhalten (COL) ges i förhållande till den totala mängden fosfolipider (PL). Inuti cellen indikeras syntesplatserna för de viktigaste fosfolipiderna (blå ovaler) och signallipider (röda ovaler) (de senare i massa högst 1% fosfolipider, med undantag av ceramider (Cer)). I endoplasmatisk retikulum (EPR) syntetiseras huvudsakligen glycerofosfolipider, fetter, kolesterol och ceramider. Golgi-apparaten är en "leverantör" av sfingomyelin och komplexa glykosfingolipider. Ungefär hälften av mitokondriella lipider (främst fosfatidyletanolamin (PE), fosfatidinsyra (FC) och kardiolipin (CL)) syntetiseras autonomt av dessa organeller, som tillsammans med den typiskt "bakteriella" lipidkompositionen i deras membran talar för den chimära teorin om eukaryogenes.
Legend: BMP - bismonoacylglycerofosfat; GalTser - galaktosylceramid; GSL - glykosfingolipider; DAG - diacylglycerol; KL - kardiolipin; SM - sphingomyelin; TG - triacylglyceroler (fetter); FG - fosfatidylglycerol; PI - fosfatidylinositol; FC - fosfatidinsyra; FS - fosfatidylserin; PF - fosfatidylkolin; PE - fosfatidyletanolamin; Chole - cholesterol; Tser - ceramid; PI (?) P - fosfatidylinositolfosfater; S1P - sfingosin-1-fosfat; Ost. - andra lipider.

Archebacteria, livets tredje "domän" [10], [11], tillsammans med bakterier och eukaryoter, har en helt unik organisation av membran. Evolutionärt anses de vara närmare släktingar till eukaryoter än bakterier, även om detta inte kan sägas för membranlipidstrukturen [14]. Uppenbarligen, som anpassning till extremofilicitet (förmågan att bevara vid hög temperatur och / eller salthalt och / eller surhet), innehåller archaealmembran lipider med en atypisk kemisk struktur (se fig. 1):

  • en annan konfiguration av glycerolrester används;
  • icke-polära "svansar" är fästa vid denna rest inte med komplexa, utan med enkla eterbindningar;
  • svansar har en icke-linjär struktur och består av isoprenenheter, och mest intressant är att archaea-lipider kan vara bipolära ("sömda" spetsar och genomtränga hela membranet) och innehålla cyklopentanringar för större styrka, förmodligen att utföra funktionen av dubbelbindningar i "vanliga »Fosfolipider (reglering av smältpunkt).

Av det föregående följer att lipidkompositionen hos membranen inte på något sätt är något valt en gång för alla [15]: den genomgick betydande förändringar i utvecklingsprocessen. Även vid olika perioder i samma organisms livslängd kan membranens sammansättning variera avsevärt. Uppenbarligen kan lipidorganisationen av eukaryota membran betraktas som evolutionärt den mest progressiva, eftersom den ger den mest flexibla anpassningen av den mikroskopiska miljön till proteinmolekylernas behov, vilket skapar delvis isolerade regioner inom en till synes flytande fas. Vidare kommer vi att tänka mer på dessa aspekter av funktionen av ett heterogent eukaryot membran.

Lateral heterogenitet hos eukaryota membran

Vad fick forskare att uppmärksamma det faktum att ett membran är något mer komplicerat än ett lipid "hav" där "isberg" av proteiner flyter, enligt Singer-Nicholson-modellen? Tre huvudargument kan formuleras varför cellmembranet bör arrangeras mer komplexa och organiserade än man vanligtvis trodde under dessa år:

  1. Varje eukaryotisk cell innehåller mer än 1000 varianter av lipider - denna mångfald säkerställs genom möjligheten att kombinera olika polära "huvuden" och hydrofoba "svansar" [5], [16]. Detta innebär mångfalden i lipiderna i kroppen, även om de strukturella egenskaperna hos membranen tydligen bestäms av de viktigaste tre till fyra komponenterna (förutom naturligtvis proteiner).
  2. Distributionen av lipider och proteiner i membranplanet är heterogen, men tvärtom har en karakteristisk struktur - detta kallas ofta lateral heterogenitet. Heterogen organisation observeras också för relativt enkla (till exempel trekomponent) lipidblandningar som används som modeller av biomembran: mikrofaser som inte blandas med varandra förekommer inom en enda flytande kristallfas (se nedan). I cellmembran garanterar sådan självorganisation sorteringen av membranproteiner i olika fack inom samma yta, vilket ökar effektiviteten för proteininteraktion med varandra.
  3. Det funktionella tillståndet hos membranet är väsentligen icke-jämvikt. Det kan vara stationärt (när koncentrationerna av olika lipider förblir på ungefär samma nivå), men det inkluderar nödvändigtvis ett kontinuerligt utbyte av material (regenerering och "knoppning" av membranet). Således spelar icke-klyft-dissipativa processer en viktig roll inte bara i biokemi, utan även i membranbiofysik.

I praktisk mening betyder ovanstående att lipidkomponenten, som är flytande, ändå kan bilda delvis isolerade tvåskiktsregioner med speciella strukturella egenskaper. Dessa platser är kluster ("öar") av lipidmolekyler, relativt mer ordnade och "fast" än den omgivande mer "flytande" fasen. I slutet av 1990-talet fick sådana kluster det redan nämnda namnet på flottar [17], och samma namn gavs den nya teorin om organisering av biologiska membran..

Samexistensen av två flytande lipidfaser - relativt mer eller mindre ordnade - är möjlig om lipidblandningen innehåller minst tre komponenter: en "lågsmältande" lipid (låg smältpunkt, omättade svansar), en "högsmältande" lipid (smälttemperatur över fysiologiska, mättade svansar och / eller en hög tendens att bilda vätebindningar med grannar), såväl som kolesterol. Det finns få "eldfasta" lipider i det eukaryota membranet, för annars skulle det vara en gelliknande massa som margarin: den viktigaste är sphingomyelin (ceramidderivat, fig. 1).

Huvudfosfolipiden hos eukaryota plasmamembran - palmitoylolyfosfatidylkolin (POP) - innehåller en dubbelbindning i oljesyraresten, och detta räcker redan för att sänka smältpunkten för denna lipid till −3 ° C (jämfört med dess fullmättade analog - dipalmitoylfosfatidylkolin (DPF) - vars fasövergångstemperatur är 41,5 ° C).

Figur 3. Lipids ordnade tillstånd av lipider i modellmembran. a - Fasdiagram över en ternär blandning av kolesterol (Chol), sfingomyelin (SM) och palmitoyloleylfosfatidylkolin (POP) (vid 23 ° C). Färgade områden motsvarar kompositioner i vilka membranet är i flytande tillstånd. Samlevnad av beställd vätska (Lo) och vätskestörning (Ld) av faserna visas i blått: här, med en ökning av kolesterolhalten i intervallet 10–35%, ökar gradvis domänerna i "vätskeordnad" -fasen gradvis. b - Bildning av makroskopiska membrandomäner i jätte vesiklar bestående av mättade (DPPC) och omättade (DPPC) fosfolipider, samt kolesterol. Domäner är färgade med lysrör som ”föredrar” beställt (Lo) eller störd (Ld) faser. Med en ökning av kolesterolkoncentrationen på över 16% märks inte längre makroskopiska domäner, utan separationen av Lo/ Ld fortsätter att existera, vilket framgår av den låga signalen om resonant energiöverföring mellan färgämnesmolekyler av olika typer belägna i olika domäner (det ungefärliga läget för de två övre mikrofotografierna av vesiklar indikeras av en gul cirkel till höger).

En sådan trippelblandning av "täta" och "smältbara" lipider med kolesterol visar komplex fasbeteende (fig. 3). Uppenbarligen spelar kolesterolmolekyler rollen som "kristallisationscentra" för domäner av "eldfasta" lipider, men dess närvaro samtidigt tillåter dem inte att bilda en fast fas (gel). För att bättre förstå de möjliga fastillstånden i membranet och de komplexa lipidblandningarna som representerar det introducerar vi följande notation:

  • Fast fas (gel) - So (från fast ordnad). Det kännetecknas av ett starkt ordnat tillstånd av lipid "svansar", ungefär parallellt med varandra. Tjockleken på dubbelskiktet bestående av lipider i detta tillstånd kommer att vara maximal, och ytan per molekyl är minimal. Det enklaste sättet att föreställa sig gelfasen, minns margarin.
  • Vätskefasen (flytande kristall) är L (från vätska). I biologiska membran och komplexa blandningar finns det två olika (och ömsesidigt blandbara) vätskefaser:
    • Vätskeordnad fas - Lo (från beställd vätska). Denna fas kan betraktas som synonymt med flottar och lipiddomäner i membranet. Det kännetecknas av en ganska hög ordning av lipid "svansar" (vilket bekräftas direkt med experimentella metoder som röntgendiffraktion, neutronspridning eller kärnmagnetisk resonansspektroskopi), vilket innebär att den har en större tjocklek av lipiddomänerna som består av den (och ett mindre område per lipidmolekyl) ) För allt detta, Lo-fasen har hög lateral rörlighet (på grund av den lilla storleken på flottorna i membranet), som placerar den ungefär i mitten mellan vätskan och den fasta fasen (det så kallade "mesofaset").
    • Flytande störd fas - Ld(från vätskestörning). Detta är en riktig, fritt blandande vätska, i endast två dimensioner (eftersom det praktiskt taget inte finns någon tredje dimension i tvåskiktet). Lipidens "svansar" i denna fas är maximalt störda, och området per lipidmolekyl är därför maximalt. Den enklaste vätskefasen är Ld föreställ dig genom att titta på en oljefläck på ytan som regnbågens mönster skimmer.

Balans mellan Lo/ Ld faser har länge visats på konstgjorda membranliknande system (till exempel jätte-vesiklar tillverkade av pulmonala ytaktiva lipider) (Fig.3b), men under en lång tid var det inte möjligt att observera en sådan separering (och därför flottar) direkt i det biologiska membranet. Vad är det som är fallet om lipidkompositionen för konstgjorda membran valdes så nära som möjligt?

Problemet är att i de biologiska membranen är den beställda vätskefasen "fragmenterad" och den maximala storleken på flottorna inte överstiger 100 nm, vilket inte är tillgängligt för direkt observation med ett optiskt mikroskop. (Även fluorescenskonfokal mikroskopi, som gör enskilda lysande molekyler "synliga", kan i detta fall inte säga om vissa proteiner och peptider är inom samma kluster eller inte.) Skälen till att flottar inte smälter samman till stora domäner i en levande cell, synligt genom ett optiskt mikroskop (nämligen att detta händer i konstgjorda membran) kommer vi att diskutera lite vidare.

Figur 4. Flotteheterogeniteter i membranet i olika storlekar. a - Nanokluster av kolesterol, sfingomyelin, glykosfingolipider och proteiner i plasmamembranet skiljer sig i sammansättning. Det antas att dessa kluster inkluderar GPI-förankrade proteiner, transmembran (TM) -proteiner specifika för flottar och cytoplasmatiska proteiner associerade med aktinfilament. "Normala" TM-proteiner ingår inte i flottar. b - Som svar på externa signaler kan nanokluster smälta samman med bildandet av en flottplattform, vilket är viktigt för TM-signalöverföring och membrantransport. c - Flottfasen, synlig genom ett mikroskop (ø ≈1 μm), observeras uteslutande i jämviktsmembransystem, såsom jätte- syntetiska eller membranblåsor. I "infödda" membran bryter ett konstant utbyte av materie och energi upp flottfasen till subdiffraktionsstorlekar.

På en liten lipidflotte

Flottehypotesen går tillbaka till iakttagelsen att glykosfingolipider i Golgi-komplexet inte är jämnt fördelade utan klusteras samman innan de skickas till polerna av polariserade epitelceller. En laboratorieundersökning av dessa kluster visade att, i motsats till de ”vanliga” delarna av membranen, löses dessa kluster inte i Triton X-100-tvättmedlet: de är mer hållbara och stabila. Enligt kemisk analys består dessa kluster huvudsakligen av kolesterol och sfingomyelin (fig. 1), och de huvudsakliga proteinerna som alltid faller in i dessa kluster är glycosylfosfatidylinositol (GPI), förankrade proteiner (GPI-förankrade proteiner). Det har föreslagits att dessa täta kluster bildar stabila "flottar" (ungefär 50 nm stora) i vilka vissa typer av proteiner är inbäddade. Dessutom talade det faktum att syntetiska membran som innehåller kolesterol och glykosfingolipider ungefär samma egenskaper till förmån för detta koncept: lipider separeras i två icke blandbara faser, som till och med kan ses under ett mikroskop (Fig.3b).

Med tiden blev det emellertid klart att en sådan uppfattning är motsatt extrem i jämförelse med Singer och Nicholsons vätskemosaikmodell: flottar är långt ifrån lika stabila som ursprungligen postulerade. Uppenbarligen är detta dynamiska strukturer som ständigt utbyter lipid- och proteinmolekyler med resten av membranet. Dessutom är lipider i flottar packade mycket tätare och strukturerade än i det omgivande "flytande" membranet. En relativt modern definition av flottar är:

Membranflotten är små (10-200 nm), heterogena och mycket dynamiska lipidkluster (eller domäner), berikade i kolesterol och sfingolipider och deltar i cellkompartimering. I vissa fall kan flottar stabilisera på grund av protein - protein och protein - lipidinteraktioner och bilda större "flotte plattformar" [19].

Flotten heterogenitet modell visas i fig. 4.

Trots att flottorna fick en definition, verkade emellertid deras existens tills nyligen ganska kontroversiell, det vill säga inte bekräftas i ett direkt experiment. Hur man förstår denna paradox?

Faktum är att förekomsten av en membranfraktion olöslig i tvättmedel inte är en anledning att betrakta denna fraktion som flottor (funktionella heterogeniteter). En direkt studie av dessa domäner är svår på grund av att flottar är mycket svåra att observera "direkt" på grund av deras lilla storlek: deras typiska förväntade diameter är mindre än diffraktionsgränsen för optisk mikroskopi (≈200 nm). (Här talar vi specifikt om optisk, inte röntgenstråle eller elektronisk strålning, för bara det gör att du kan observera cellen icke-invasivt, det vill säga utan att förstöra den.) Riktigt, experimentella metoder för direkt observation av flotte kluster har redan dykt upp under de senaste åren (se tabell ) I synnerhet en av variationerna av optisk mikroskopi med ultrahög upplösning - STED-nanoskopi (stimulerad utsläppsutarmning) - har gjort det möjligt att fastställa att GPI-förankrade proteiner fångas in i sphingolipid-kolesterol-domäner av en storlek under en tillräckligt lång tid (10–20 ms).

Figur 5. Induced Radiation Suppression Microscopy (STED) är en innovativ metod för att icke-invasivt övervaka lipiddynamiken hos membran vid nanoskala. STED-mikroskopi är en av de ultramoderna optiska metoderna med ultrahög upplösning, som gör att du kan "se bakom" diffraktionsbarriären (det vill säga att skilja objekt mindre än n200 nm). Bildande av en "beställd vätska" -fas (Lo) är associerad med bildningen av domäner berikade i kolesterol och sfingomyelin, som kan etableras med användning av metoden för fluorescensresonansenergiöverföring (FRET). Storleken på den zon inom vilken det "vanliga" konfokala mikroskopet (till vänster) gör att man kan skilja detaljer (details250 nm) är för stor för att bestämma exakt om två molekyler rör sig tillsammans (det vill säga bildar en domän) eller oberoende. STED-mikroskopi med en "visningszon" -storlek på bara 50 nm (höger) avslöjade förekomsten av kolesterol-sfingomyelin-domäner på levande celler, vilket slutade debatten om förekomsten av flottar i levande celler.

Nedanför. Principen för STED-tekniken liknar konfokal fluorescensmikroskopi, men här, förutom en spännande laserpuls (till vänster), som utlöser en fluorescensmolekylglöd, används också en släckpuls (i mitten) i ringen, vilket minskar den effektiva radien för fluorofor-excitationszonen till ≈50 nm (höger) ; den är 4–5 gånger mindre än den ökända ”diffraktionsbarriären”).

Tabell. Några metoder för att observera och karakterisera lipiddomäner i membranen i levande celler

1 μs

5–10 nm (avstånd mellan fluoroforer) / a) nm / a) nm /

MetodVad som tittarRumslig / temporär upplösningFörklaring
Korrelerad fluorescensspektroskopi (FCS)Fluorofor mobilitet och lateral heterogenitetKänslig för kluster; användning av flera färger
Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET)Närheten till givaren och acceptorn
a - Noggrannhet vid bestämning av bildens mitt

I silikolipidklustering

Moderna metoder för molekylär modellering gör det möjligt för oss att studera processen för självorganisation av lipidblandningar med varierande detaljeringsgrad. Beräkningar av molekylär dynamik (MD; [7], [22]) av modellmembran där alla atomer av lipider och det omgivande lösningsmedlet presenteras i uttrycklig form ger den mest fullständiga informationen. Och även om de system som finns tillgängliga för modellering även på moderna superdatorer med en så detaljerad undersökning är begränsade i storlek (10 2–10 3 lipidmolekyler) och varaktigheten av observationen av deras dynamiska beteende (−6 s) ger resultaten en atomisk bild av utseendet på membraninhomogeniteter vid nanoskalan. Även när det gäller ett enhetskomponent lipidmembran är ytan inte jämnt polär, vilket kan antas från den schematiska representationen av lipider i form av "bollar med svansar" - en del av dessa "svansar" flyter till vattnet - membrangränsen och bildar hydrofoba områden (fig. 6). Som ett resultat har vi en mosaikorganiserad yta på vilken hydrofoba "öar" med storlekar upp till flera nm 2 är spridda i det polära "havet" [23].

Figur 6. Mosaisk organisering av ytan på det enklaste enkomponentmembranet. En ideal membranmodell presenteras till vänster, och till höger är ytan på ett fullatomiskt membran (DOFS), målad av hydrofobicitet.

Figur 7. Föredragen lokalisering av transmembranpeptider WALP23 i Ld-fas. Modellmembranet består av lipider DLPC, DPPC och kolesterol.

När två komponenter blandas, till exempel mättade (dipalmitoyl-) och omättade (dioleyl-) fosfatidylkoliner (DPPC respektive DOPC), blir bilden mer komplicerad och separering av den mer "fasta" fasen (DPPC) i stabila nanokluster fördelade diffust i membranplanet [ 24]. Vid modellering av trekomponentmembran, som inkluderar kolesterol, sfingomeliin och DOPC, även vid små MD-tider (2 × 10 −7 s), observeras verklig fasseparation där det "eldfasta" sfingomeleinet bildar en ö längs gränsen till vilken kolesterol ligger, mot dess " borsta sidan till den yttre fasen av den "smältbara" DOPH [25].

En förenklad ("grovkornig) beskrivning av molekyler gör det möjligt att öka tiden för att observera beteendet hos multikomponentmembran i silikon, liksom storleken på modellerna. Atomer kombineras i separata grupper - "korn" (vanligtvis 3-4 atomer) - för vilken MD beräknas. Denna teknik tillät för första gången att "se" separationen av Lo/ Ld faser i ett membran med flera tusen molekyler innehållande 40% mättad DPPC, 30% omättad dilinoleylfosfatidylkolin (DLC) och 30% kolesterol, simulerad för 20 μs [26]. Om dessutom transmembrane spiralformade peptider (de minimala "byggstenarna" för de flesta membranproteiner) läggs till ett sådant modellmembran, kan man observera hur de sorteras mellan faser - de modellerade proteinfragmenten föredrar att vara i en mer flytande Ld-fas (DLPC) och undvik beställd Lo-fas DPPC (fig. 7) [27].

Det är värt att notera att uppkomsten av en lateral heterogen struktur i membranet inte bara observeras när "eldfast" och "smältbara" lipider blandas, utan också andra fysikalisk-kemiska egenskaper som skiljer sig i deras fysikaliska och kemiska egenskaper - till exempel laddningen av det polära huvudet och tendensen att bilda vätebindningar med grannar. Speciellt i modellen bakteriemembran som innehåller 70% fosfatidyletanolamin (PE) och 30% negativt infekterad fosfatidylglycerol (FG) observeras också bildningen av nanodomains på grund av det faktum att PV-molekylerna effektivt interagerar med varandra och förskjuter den "nackdeliga" FG-partner. På "grovkornade" modeller visades det att en sådan lateral organisation av bakteriella membran används i processen att binda med antimikrobiella peptider, som i detta fall orsakar tillväxten av FG-domäner och uppkomsten av fasseparation [28].

Vad begränsar storleken på flottar i biomembraner

I verkliga experimentella system finns det en ganska paradoxisk kontrast med konstgjorda membran, fasseparation Lo/ Ld i vilka observerades upprepade gånger och under olika förhållanden. I en levande cell var det möjligt att göra detta direkt nyligen, och till och med sedan använda den mest avancerade tekniken för observation av subdiffraktion [21]. Vad är orsaken till en så slående skillnad?

I själva verket skapas yta (linjär) spänning vid gränsen till flottfasen, vilket innebär att det finns överskottsfri energi, som kan reduceras genom att slå samman enskilda "flottar" till en stor makrofas. Ungefär samma sak observeras i soppa, små droppar fett på ytan som gradvis smälter samman till större fläckar. Det är faktiskt vad som händer i konstgjorda membran (till exempel i membranblåsor) - en spontan termodynamisk process leder till en global separering av Lo och jagd fas. Men detta betyder att frånvaron av stor L i en levande cello-kluster - en konsekvens av aktiva processer som sker med energiförbrukningen. (När vi återgår till soppanaloginan kommer vi aldrig att se en stor fettfläck i en kokande panna.) Å ena sidan kan detta hända "på egen hand", eftersom membranet, som livet i sig, är ett system som är långt ifrån termodynamisk jämvikt. Å andra sidan kunde utvecklingen av de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos membranet ha riktat en sådan anordning, eftersom den tillåter membran att utföra sina funktioner mer effektivt.

På ett eller annat sätt inträffar ett antal processer i membranen som ständigt "krossar" flottar, och det är just därför de inte kunde "känna" så länge med en viss grad av förtroende. Detta är ett konstant utbyte av materie och energi - eftersom membranen är öppna system: utöver många sorter av vesikulär transport "sväljer" enskilda fragment av membranet ständigt inuti cellen och kommer tillbaka efter viss bearbetning. Dessutom delar specialproteiner membranet, som "staket" i separata sektioner. Å ena sidan främjar detta avdelning, å andra sidan hämmar det också tillväxten av flottar.

Analysen av en enorm mängd biokemiska och biofysiska data om lipiddomäner i biomembraner som ackumulerats under de senaste 15 åren fick forskare att dra slutsatsen att sammansättningen av lipidmatrisen i membranen är evolutionärt vald så att den alltid är nära fasövergången under fysiologiska förhållanden (fig. 8). Detta bidrar till bildandet av mesofas (flottar) i membranen, som trots sin lilla storlek och dynamiska karaktär spelar en viktig (även om den ännu inte är helt förstått). Vilken? Läs slutet på artikeln..

Bild 8. Dynamisk flottmodell. Domäner i fasen "flytande beställd" (Lo) i membranet är heterogena både i storlek och livstid (0,1 ms - 1 s, visas i färg): detta beror på storlek, lipidsammansättning och "fångade" proteiner som kan stabilisera flottan. (Längden på de streckade pilarna som visar domarnas laterala rörlighet är proportionell mot livslängden.) Liten Lo-domäner bildas spontant och diffunderar i membranets (a) plan. Efter att ha fångat ett GPI-förankrat eller annat flotteprotein (b) blir en sådan domän mer stabil och bildar ett komplex (c), som antingen helt enkelt kan sönderdelas (d) eller, slås samman med en annan, öka dess storlek (e). Sådana kollisioner kan leda till bildandet av en större och mer stabil Lo-proteinkomplex (f), antingen efter en tid som sönderdelats oberoende eller fångats i den endocytotiska vesikeln (h) och "demonterats" till de ursprungliga komponenterna (i). Således är flottplattformar i biomembraner, även om de utför viktiga funktioner, dynamiska strukturer som ständigt uppstår och försvinner igen..

Den biologiska rollen hos nanoskala heterogeniteter i membranet

Rollen för ett sådant komplex fasbeteende hos membranens lipidmatris har ännu inte förstås fullständigt. Men i dag är huvudsaken tydlig - sådana egenskaper låter dig gruppera (sortera) olika proteiner i delvis isolerade områden, vilket gör att de kan utföra sina avsedda funktioner. Dessutom bestämmer dessa egenskaper hur membran delar sig och smälter samman - och detta är uppdelningen av cellerna själva, och vesikulär transport, och livscykeln för virus och många toxins förmåga att tränga in i cellerna. Låt oss betrakta några exempel på flottans biologiska roll i lite mer detalj [20]:

  1. Signalöverföring vid differentiering av T-lymfocyter. Den förvärvade immuniteten är baserad på processen att "träna" T-lymfocyter för att känna igen vissa antigener och förstöra dem. Detta inträffar när den antigenpresenterande cellen (APC) är i direktkontakt med en "naiv" lymfocyt, som efter att ha "lärt sig" upprepade gånger delar upp och ger upphov till en hel koloni av identiska T-lymfocyter som kan känna igen detta specifika antigen.
    Intressant nog kluster T-cellreceptorer, som känner igen det huvudsakliga histokompatibilitetskomplexet "laddat" med antigen på APC: s yta, exakt i flottfasen och säkras dessutom med aktinfilament från cytoplasma. Denna ansamling av receptorer från båda cellerna bildar en immunologisk synapse (område med tät kontakt) mellan T-lymfocyt och APC.
    I laboratorieexperiment bekräftades det att flottfas deltagande i bildandet av immunologiskt synapse är viktigt: avlägsnande av kolesterol från membranen eller modifiering av vissa proteiner som är involverade i processen så att de förlorar affinitet för flottar leder till det faktum att antigenpresentation inte sker och immunitet inte bildas.
  2. "Spirande" av virala partiklar. Många virus som lämnar en tidigare infekterad cell sätter på sig ett lipidmembran - en del av värdcellens membran. Några av dem, i synnerhet HIV och influensavirus, "knoppar" från flottans delar av membranet, vilket leder till bildandet av ett lipid "skal" som helt består av flotte lipider runt deras egen nukleokapsid. Detta görs tydligen så att virala glykoproteiner kommer in i membranet och värdcellens värdproteiner inte behövs.
    Återigen visar experiment att "spirande" är en process som är beroende av närvaron av kolesterol och sfingolipider, vilket bekräftar deltagandet av flottfasen.
  3. Flottarnas deltagande i membrantransport. Utsöndringen av utsöndrad och leverans av membranproteiner börjar med endoplasmatisk retikulum (ER) med ett "mellanstopp" i Golgi-komplexet. I denna transport, på grundval av samma principer för fasseparation i lipidsystem, spelar den ordnade vätskefasen (flottar) en roll. Genom att använda exemplet med jäst-ER konstaterades det att det finns tre olika utgångsställen för vesiklar med en "proteinbelastning" från ER: två av dem ansvarar för transport av lösliga utsöndrade och membranproteiner, och den tredje är "avgångshavn" för GPI-förankrade proteiner belägna inuti cellmembranet flottar. Så redan i ER-stadiet transporteras dessa proteiner i vesiklar, vars sammansättning ligger nära flottar (mättade med kolesterol och ceramider).
    En liknande situation observeras med Golgi-komplexet, varifrån vesiklar kommer till membranet, antingen belagda med ett klathrinliknande proteinskal eller som består av flotte lipider. Förresten, hypotesen om själva flottor lades fram i samband med observationen av processen för sortering av proteiner och lipider i Golgi-komplexet: det visade sig att bubblor som bär strikt definierade proteiner skickas till de apikala ytorna på epitelcellerna..
    Vidare bekräftade rollen för den beställda vätskefasen vid membrantransport, det visade sig att vissa enzymer som är involverade i syntesen av kolesterol och sfingolipider är nödvändiga för leverans av flotte proteiner till cellmembran.
  4. Vissa flotte lipider är trojanska hästar för bakterietoxiner och virus. I synnerhet fångar shigatoxin (toxinet från bakterier som orsakar dysenteri [30]) och koleratoxin, som bildar en pentamerisk "munk", flottglykosfingolipider som kallas gangliosider Gb3 och GM1, vilket provocerar bildningen av "indragningar" av membranet i form av rör, som ligger till grund för det giftiga effekten av dessa mikroorganismer. På liknande sätt kommer SV40-viruset in i cellen: det binder till GM1-gangliosid och kluster det; detta leder till bildning av membran "invagination" och infångning av viruset i endosomen, på väg mot ER.
    "Trojan" -rollen för gangliosider bekräftas av bristen på toxicitet och förmågan hos viruset att tränga in i cellen när de verkar på de syntetiska analogerna av dessa gangliosider, som har en kortare fet "svans" och sorteras inte i flottan utan i den vätskeformade fasen (L)d, eller, mer enkelt, ett "normalt" membran).
    Intressant nog har bakterier också en membranlipid (kallad lipid-II), som fungerar som en trojansk häst för vissa antibiotika, men denna lipid är inte relaterad till flottor utan är en föregångare till cellväggen utan vilken bakterier dör.

Utsikter för biofysisk studie av membran

Den uppenbara enkelheten hos lipid ”havet” är en saga historia, och nu representerar forskare bara ungefär alla molekylära finesser av klusterbildning i lipider. Mekanismen för att ”sortera” vissa proteiner i flottfasen, och andra till den mer flytande regionen i membranet, är också långt ifrån förståelse. Samtidigt skulle denna förståelse göra det möjligt att skapa en strategi för flott-selektiv leverans av olika ämnen, inklusive läkemedel, till cellen.

Allt som beskrivs i den här artikeln avser främst eukaryota membran, men det betyder inte att bakterier inte har något sådant (eftersom det inte finns något kolesterol). Att studera den laterala heterogeniteten hos bakteriella membran kan leda till skapandet av nya generationer av antibiotika som selektivt förstör patogena mikroorganismer, och som är fria från resistensförbannelsen, som länge har svängt över "traditionella" antibakteriella medel.

Berättelsen med studien av lipidmatrisen hos membran visar återigen att levande ämnen är mycket mer komplexa än tidigare trott, och uppfinningen av nya högprecisionsobservationsmetoder förvärrar bara denna komplexitet.

Artikeln är skriven i samarbete med Anton Polyansky och med stöd av den ryska federala fastighetsfonden (tävling för att skriva populära vetenskapliga artiklar), projekt nr: 11-04-11516-s. I förkortad form publiceras det i "Naturen" [31].

Publikationer Om Hjärtrytmen

Suppositorier för behandling av hemorroida sprickor - en lista över de mest effektiva och billiga med en beskrivning

Hemorrojder ger patienten många problem, men om vissa människor föredrar att tysta om ett så känsligt problem, så försöker andra på alla möjliga sätt att hitta sätt att lösa det.

Vad kan ersätta ljus Hjälpmedel för behandling av hemorrojder?

En vanlig proktologisk sjukdom, som nästan 40% av den vuxna befolkningen stöter på och som inte är vanligt att tala högt, betraktas som hemorrojder.