Дослідження фізикині Рани Ашкар, опубліковане в журналі Nature Communications, пояснює суперечності у властивостях клітинних мембран через принцип щільності ліпідного пакування.
Клітинна мембрана — це «тонка, гнучка оболонка, що оточує клітину та забезпечує вибірковий транспорт речовин». Її основу становлять ліпіди — «жироподібні молекули, що формують бішар». Згідно з базовим принципом фізики, зміна складу має змінювати механічні властивості. Проте експерименти з холестерином демонстрували непослідовні результати.
Додавання холестерину інколи підвищувало жорсткість, а інколи не впливало на неї. «Це спричинило дилему в цій галузі», — зазначила Ашкар. «Якимось чином холестерин змінив структуру деяких мембран, але не їхні еластичні властивості». Така невідповідність поставила під сумнів традиційні підходи до вимірювання.
Команда застосувала методи нейтронного розсіювання і рентгенівського аналізу на нанорівні — «масштабі мільярдних часток метра». Встановлено, що вирішальним чинником є не тип ліпідів, а щільність їхнього просторового розташування. Еластичність мембрани визначається ступенем пакування молекул.
Поняття гомеостазу — «здатності підтримувати стабільність внутрішнього середовища» — отримало нове фізичне тлумачення. Додаткові дослідження з використанням ядерного магнітного резонансу та комп’ютерного моделювання підтвердили універсальність принципу. «Мембрани можуть мати надзвичайну складність складу, але те, що дійсно важливо для визначення або прогнозування їхньої еластичності, це те, наскільки вони упаковані», — підкреслила дослідниця.