Membranska fluidnost

**Membranska fluidnost** – u  biologiji – se odnosi na  viskoznost lipidnog dvosloja  ćelijske membrane  ili sintetske lipidne membrane.  Na fluidnost membrane, može uticati način pakovanja lipida. Viskoznost membrane može uticati na rotaciju i difuziju proteina i drugih biomolekula  unutar membrane,  koje utiču na funkcije ovih molekula.

## Određujući faktori  fluidnosti  membrane 
Fluidnost membrana može uticati na niz faktora. Jedan od načina da se poveća membranska  fluidnost je zagrijavanje  membrane. Lipidi stiču toplotnu energiju kada se zagriju; energetski  lipidi kreću  se više, uređuju i preuređuju nasumično, čineći membranu fluidnijom. Na niskim temperaturama, lipidi su bočno postavljeni  i organizovani u membrani, a  lipidni lanci uglavnom u potpunoj *trans* konfiguracijei i dobro  upakovani zajedno. Sastav membrane također može utiati na njegovu fluidnost. Membranski  fosfolipidai  ugrađuju  masne kiseline različite dužine i zasićuju ih. Lipidi s kraćim lancima su manje kruti i manje viskozni jer su više podložni promjenama u kinetičku energiju,  zbog manje molekulskee veličine, a imaju manju površinu da se podvrgnu stabilizaciji  u van der Waalsovoj interakciji sa susjednim hidrofobnim lancima. Lipidni lanci s dvostrukim vezama su fluidniji od lipida koji su zasićeni vodikom i tako imaju samo jedanostruku vezu. Na molekulskom nivou, nezasićene dvostruke veze otežavaju zajedničko pakovanje lipide stavijanjem  u Kinksovom  lancu inače pravih (ravnih) ugljikovodika. Membrane sa takvim lipidima imaju niže tačke topljenja. Da se postigne isti nivo fluidnosti, potrebno je  manje toplotne energije, kada su membranski lipidi oni sa zasićenom lancima Poznato je da ugradnja određenih lipida, kao što je sfingomijelin, u sintetskim lipidnim  modelima ukrute  membranu. Takve membrane se može opisati kao "stanje čaše'',  odnosno  kruta ali bez kristalnog poretka.

Holesterol se ponaša kao dvosmjerni regulator fluidnosti membrane jer  je na visokim temperaturama stabilizira i podiže tačku topljenja, dok je na niskim temperaturama umetnut  između fosfolipida i sprečava ih od zajedničkoj  grupiranja i učvršćivanja. Poznato je da neki lijekovi, npr. losartan, također  mijenjaju viskoznost  membrane. Drugi način da se promijeni fluidnost membrana je promjena pritiska. U laboratorijskim uvjetima, podržani  lipidni dvosloj  i monosloj  mogu biti umjetni. U takvim slučajevima, može se  i dalje govoriti o fluidnosti membrane. Ove membrane podržavaju bočne  ravne površine, npr. kao  dno kutije. Fluidnost ovih membrana može biti pod  kontrolom bočnog pritiska koji se primjenjuje, npr.  od bočnih zidova kutije.

## Heterogenost fizičkih svojstava membrane
Diskretni lipidni domeni su različitog  sastava, kao i fluidnost membrana, koji mogu koegzistirati u modelu lipidne membrane; to se može posmatrati pomoću fluorescentne mikroskopije.  Postoji hipoteza da biološke funkcije u membrani obavljaju  analogni  'lipidni splavovi'. Također, uski prstenaste lipidne školjke  membranskih lipida  u kontaktu s integralnim membranskim proteinima imaju nisku fluidnost u odnosu na većinu  lipida u biološkim membranama, kao što  ove lipidne molekule ostaju zaglavljene na površini proteinskih makromolekula.

## Metodi mjerenja 
Fluidnost membrana može se mjeriti sa rezonansom elektronskog spina (ESR), fluorescencija ili deuterijskom  nuklearnom magnetnom rezonansnom spektroskopijom (NMR). Mjerenja ESR uključuju posmatranje ponašanje spin sonde u membrani. Eksperimenti s fluorescencijom uključuju posmatranje fluorescentnih sondi ugrađenih u membranu. Fizika čvrstog stanje deuterijske  nuklearna magnetska rezonansna spektroskopija uključuje posmatranje deuteriziranih  lipida. Tehnike su komplementarne na različitim vremenskim skalama.

Membranska  fluidnost može se opisati pomoću dvije različite vrste kretanja: rotacijskog  i bočnog. U ESR, korelaciji vremena rotacije, koriste se  spin sonde da opišu koliko ograničenje  membrana nameće na sondi od strane membrane. U fluorescenciji, može se koristiti stabilno stanje anizotropije sonde, pored  korelacije vremena rotacije  fluorescentnih  sondi.  Fluorescentne  sonde pokazuju različite stupanj preferencije,  jer su u okruženju ograničenog kretanja. U heterogenim membranama, neke sonde će se naći samo u područjima visoke, dok su drugi samo u regijama niže membrane fluidnosti.  Različita  preferencija sondi može biti mjerilo membrane fluidnosti. U deuterij NMR, prosječna ugljekl-deuterij veza  orijentira  deuterinizirane  lipide,što dovodi do specifičnih spektroskopskih karakteristika.  Sve tri tehnike mogu  dati neke orijentacijske mjere prosječnog  vremena  relevantnih (sondi) molekula, što ukazuje na dinamiku njihove rotacije.

Bočno kretanje molekula unutar membrane može se mjeriti brojnim  tehnikama fluorescencije: fluorescentni oporavak fotoizbjeljivanja (FRAP) uključuje izbjeljuvanje ravnomjernim označivanjem membrana intenzivnim laserskim zrakama i mjerenjem koliko je potrebno za fluorescentne sonde za  difuziju  natrag u mjesto izbjeljivanja . Korelacija fdluorescentne spektroskopije (FCS) prati oscilacije intenziteta fluorescencije mjerene u malom broju sondi na malom prostoru. Ove fluktuacije su pogođene načinom  lateralne difuzije sonde. Jednostruke čestica praćenje uključuju se nakon putanje  fluorescentnih molekula ili čestica zlata, koje je  obloženo  biomolekulom i primjenom statističke analize da se dođe do  informacije o putu  lateralne difuzije čestica.

## Biološki značaj
Za mikroorganizme  koji su izloženi termalnom  stresu se zna da mijenjaju sastav lipida  ćelijske membrane. To je jedan od načina na koji oni mogu prilagoditi fluidnost  membrane kao odgovor na svoje okruženje. Lateral diffusion (within the membrane matrix) of membrane-related enzymes can affect reaction rates. Zna se i da  membranska  fluidnost  utiče na funkciju biomolekula unutar ili u vezi sa membranskom strukturom. Naprimjer, o membranskoj fluidnosti ovisi vezanje nekih perifernih proteina. Prema tome, membrana-zavisne funkcije, kao što su fagocitoza i ćelijska signaliziranja, mogu  biti regulirane  fluidnošću  ćelijske membrane.

## Također pogledajte
* Lipidni dvosloj
* Liposom
* Prstenasta lipidna ljuska

## Reference
## Vanjski linkovi
Kategorija:Membranska biologija
Kategorija:Lipidi