Почему головки фосфолипидных бислоев не отталкивают гидрофобные молекулы?

Что я думаю, что знаю: гидрофильные и гидрофобные вещества отталкивают друг друга. Поскольку клеточная мембрана содержит гидрофобные хвосты, гидрофильным молекулам трудно пройти через клеточную мембрану.

Вопрос: Почему головки фосфолипидных бислоев не отталкивают гидрофобные молекулы? Другими словами, если фосфолипидная мембрана имеет как гидрофильные, так и гидрофобные части, то почему только гидрофобные части действуют как репелленты?

Условие: мне нужна цитата из учебника, университета или другого достоверного источника.

Доказательства предшествующих исследований:

Почему липофильные молекулы могут проходить фосфолипидный бислой, несмотря на 2 гидрофильных слоя? : Этот вопрос имеет комментарий, который связывает график из учебника. Я не могу понять график сам по себе. Других ссылок нет.

Понимание того, что проходит и не проходит через плазматическую мембрану : все ссылки обсуждают тему, но ни один не отвечает на вопрос.

Я понимаю, что эта тема затрагивается довольно часто, но на вопрос, который я задаю, так и не ответили. Тексты, как правило, говорят что-то вроде «Ионы не могут пройти через ядро ​​из-за их заряда» и полностью замалчивают концепцию прохождения липидов через головы. Пожалуйста, не отклоняйте это как вопрос домашнего задания, на изучение которого я не потратил время. Это моя вторая попытка задать этот вопрос (на этом сайте); Я потратил часы, пытаясь найти ответ.

Тейлор, вы проделали отличную работу, обновив свой вопрос и предоставив доказательства дополнительных исследований. Большое спасибо за дополнительные усилия. Я не предвижу, что этот вопрос будет помечен/закрыт как домашнее задание сейчас, и я надеюсь, что вы получите хороший ответ! Удачи! :).
@Taylor Вы имеете в виду химические вещества во внутри/внеклеточной жидкости или химические вещества, встроенные в плазматическую мембрану?
@Jam Я говорю о молекулах / химических веществах, которые переходят из внутриклеточной жидкости во внеклеточную жидкость или наоборот.

Ответы (1)

Ваш вопрос коренится в неправильном понимании гидрофобного эффекта. Гидрофильные и гидрофобные молекулы не отталкиваются, а скорее притягиваются друг к другу посредством ван-дер-ваальсовых взаимодействий. Склонность гидрофобных молекул к агрегации в водном растворе (т. е. гидрофобный эффект) вместо некоторой силы отталкивания на самом деле управляется энтропией. Я не думаю, что буду вдаваться в подробности, так как это было хорошо объяснено во многих местах. Тем не менее, это также очень плохо объяснено во многих местах (с чем, я подозреваю, вы сталкивались). Я рекомендую этот сайт , чтобы узнать об этом и других межмолекулярных взаимодействиях.

Как только вы это поймете, учтите, что для того, чтобы гидрофобная молекула достигла плазматической мембраны, она уже должна быть сольватирована водой. Переход гидрофоба из одной гидрофильной среды (воды) в другую (головные группы фосфолипидов в плазматической мембране) должен быть энергетически пренебрежимо мал. Лимитирующей стадией пассивной диффузии через мембрану является переход из гидрофильного окружения головных групп фосфолипидов в гидрофобное окружение их хвостов. Фактически, скорость диффузии через плазматическую мембрану увеличивается с гидрофобностью.