简述胆固醇的含量对细胞膜流动性的影响?
胆固醇又称胆甾醇。一种环戊烷多氢菲的衍生物。早在18世纪人们已从胆石中发现了胆固醇,1816年化学家本歇尔将这种具脂类性质的物质命名为胆固醇。胆固醇广泛存在于动物体内,尤以脑及神经组织中最为丰富,在肾、脾、皮肤、肝和胆汁中含量也高。其溶解性与脂肪类似,不溶于水,易溶于乙醚、氯仿等溶剂。胆固醇是动物组织细胞所不可缺少的重要物质,它不仅参与形成细胞膜,而且是合成胆汁酸,维生素D以及甾体激素的原料。胆固醇经代谢还能转化为胆汁酸、类固醇激素、7-脱氢胆固醇,并且7-脱氢胆固醇经紫外线照射就会转变为维生素D3,所以胆固醇并非是对人体有害的物质。细胞膜双分子层和镶嵌、贯穿在其中及吸附在其表面的蛋白质组成的,磷脂双分子层疏水的尾部在内,亲水头部在外。磷脂由分子层构成了膜的基本支架,这个支架不是静止的。磷脂双分子层是轻油般的液体,具有流动性.蛋白质分子有的镶在磷脂分子层表面,有的部分或全部嵌入磷脂双分子层中,有的横跨整个磷脂双分子层。大多数蛋白质分子也是可以运动的。比较经典的证明是用仙台病毒介导完成不同小鼠染色细胞的融合,一段时间后,红与绿是均匀点状分布于细胞膜周围,说明膜是具有流动性的。
磷脂分子的流动性受着一些因素的影响,主要影响因素有:
①温度:在一定温度下,磷脂分子从液晶态(能流动具有一定形状和体积的物态)转变为凝胶状(不流动)的晶态。这一能引起物相变化的温度称为相变温度。当环境温度在相变温度以上时,细胞膜磷脂分子处于流动的液晶态;而在相变温度以下时,则处于不流动的晶态。细胞膜磷脂分子相变温度越低,细胞膜磷脂分子流动性就越大;反之,相变温度越高,细胞膜磷脂分子的流动性也就越小。
②细胞膜磷脂分子的脂肪酸链:饱和程度高的脂肪酸链因紧密有序地排列,因而流动性小;而不饱和脂肪酸链由于不饱和键的存在,使分子间排列疏松而无序,相变温度降低,从而增强了膜的流动性。所以细胞膜也具有流动性。脂肪酸链的长度对细胞膜磷脂分子的流动性也有影响:随着脂肪酸链的增长,链尾相互作用的机会增多,易于凝集(相变温度增高),流动性下降。
③胆固醇:胆固醇对细胞膜磷脂分子流动性的调节作用随温度的不同而改变。在
相变温度以上,它能使磷脂的脂肪酸链的运动性减弱,从而降低细胞膜磷脂分子的流动性。而在相变温度以下时,胆固醇可通过阻止磷脂脂肪酸链的相互作用,缓解低温所引起的细膜磷脂分子流动性剧烈下降。
④卵磷脂/鞘磷脂比值,比值越高,膜流动性越大
⑤脂双层中嵌入的蛋白质越多,膜流动性越小
除以上因素外,细胞膜磷脂分子与膜蛋白的结合方式、环境中的离子强度、pH值等都会影响细胞膜磷脂分子的流动性。
膜脂的流动是造成细胞膜流动的主要因素,概括起来,膜脂的运动方式主要有四种。