In een nieuwe studie gepubliceerd in EPJ E , Izabela Dobrzy?ska van de Universiteit van Bia?ystok, Polen, ontwikkelt een wiskundig model dat de elektrische eigenschappen van biologische membranen beschrijft wanneer ionen zoals calcium, barium en strontium adsorberen erop bij verschillende pH-niveaus. Met deze factoren moet rekening worden gehouden bij het bestuderen van de diverse verschijnselen die optreden bij het lipidemembraan in levende cellen, zoals ionentransportmechanismen.

Ionen met twee positieve elektrische ladingen, zoals calciumionen, spelen een sleutelrol in biologische celmembranen. De adsorptie van ionen in oplossing op het membraanoppervlak is zo belangrijk dat het de structurele en functionele eigenschappen van de biologische cellen beïnvloedt. specifiek, ionen interageren met oppervlaktemoleculen zoals een dubbele laag lipiden, of liposomen, gevormd uit fosfatidylcholines (PC). In een nieuwe studie gepubliceerd in EPJ E, Izabela Dobrzy?ska van de Universiteit van Bia?ystok, Polen, ontwikkelt een wiskundig model dat de elektrische eigenschappen van biologische membranen beschrijft wanneer ionen zoals calcium, barium en strontium adsorberen erop bij verschillende pH-niveaus. Haar werk helpt licht te werpen op hoe ionenadsorptie de effectieve oppervlakteconcentratie van toegevoegde moleculen met een specifieke functie die kunnen deelnemen aan biochemische reacties, vermindert. Met deze factoren moet rekening worden gehouden bij het bestuderen van de diverse verschijnselen die optreden bij het lipidemembraan in levende cellen, zoals ionentransportmechanismen.

Het evenwicht aan het membraanoppervlak kan worden veranderd door de ionenadsorptieniveaus, wat leidt tot variaties in de ladingsdichtheid van het membraanoppervlak. Met behulp van een methode genaamd micro-elektroforese, de auteur bepaalt experimenteel de oppervlakteladingsdichtheid als functie van de pH. Vervolgens ontwikkelt ze een wiskundig model van de oppervlakteladingsdichtheid om het evenwicht te identificeren, en vindt dat haar model overeenkomt met experimentele gegevens.

Dobrzy?ska vindt dat calciumionen een groter vermogen hebben om te adsorberen op de lipidedubbellaag van het biologische membraan dan bariumionen. In aanvulling, ze merkt op dat ionen met hydroxide-uiteinden gemakkelijker op het membraan worden geadsorbeerd dan positief geladen metaalionen, zoals strontium. De adsorptie van ionen op het oppervlak van de liposomen kan hun beweging door het celmembraan beïnvloeden, en daarmee de levering van de stoffen die ze vervoeren.