In un nuovo studio pubblicato su EPJ MI , Izabela Dobrzy?ska dell'Università di Bia?ystok, Polonia, sviluppa un modello matematico che descrive le proprietà elettriche delle membrane biologiche quando ioni come il calcio, bario e stronzio si adsorbono su di essi a diversi livelli di pH. Questi fattori devono essere presi in considerazione quando si studiano i diversi fenomeni che si verificano sulla membrana lipidica nelle cellule viventi, come i meccanismi di trasporto ionico.

Ioni con due cariche elettriche positive, come ioni calcio, svolgono un ruolo chiave nelle membrane cellulari biologiche. L'adsorbimento di ioni in soluzione sulla superficie della membrana è così significativo da influenzare le proprietà strutturali e funzionali delle cellule biologiche. Nello specifico, gli ioni interagiscono con molecole di superficie come un doppio strato di lipidi, o liposomi, formato da fosfatidilcoline (PC). In un nuovo studio pubblicato su EPJ E, Izabela Dobrzy?ska dell'Università di Bia?ystok, Polonia, sviluppa un modello matematico che descrive le proprietà elettriche delle membrane biologiche quando ioni come il calcio, bario e stronzio si adsorbono su di essi a diversi livelli di pH. I suoi lavori aiutano a far luce su come l'adsorbimento ionico riduca l'effettiva concentrazione superficiale di molecole aggiuntive con una funzione specifica che possono prendere parte a reazioni biochimiche. Questi fattori devono essere presi in considerazione quando si studiano i diversi fenomeni che si verificano sulla membrana lipidica nelle cellule viventi, come i meccanismi di trasporto ionico.

L'equilibrio sulla superficie della membrana può essere modificato dai livelli di adsorbimento ionico, portando a variazioni nella densità di carica superficiale della membrana. Utilizzando un metodo chiamato microelettroforesi, l'autore determina sperimentalmente la densità di carica superficiale in funzione del pH. Quindi sviluppa un modello matematico della densità di carica superficiale per identificare l'equilibrio, e scopre che il suo modello concorda con i dati sperimentali.

Dobrzy?ska trova che gli ioni calcio hanno una maggiore capacità di adsorbimento sul doppio strato lipidico della membrana biologica rispetto agli ioni bario. Inoltre, osserva che gli ioni contenenti terminazioni di idrossido vengono adsorbiti sulla membrana più facilmente degli ioni metallici carichi positivamente, come lo stronzio. L'assorbimento degli ioni sulla superficie dei liposomi può influenzare il loro movimento attraverso la membrana cellulare, e con esso, la consegna delle sostanze che trasportano.