脂质膜曲率热力学：基于弹性链模型的横向压力分布与弯曲模量研究

来自俄罗斯的研究人员通过将脂质分子建模为柔性弹性链（flexible elastic chains），系统研究了双层脂质膜（BLM）表面横向弯曲过程中中性区的侧向压力分布（lateral pressure profile）变化。采用重正化群（renorm group）方法计算出膜弯曲时的压力分布修正量，并首次测定了多种脂质的倾斜模量（tilt moduli）。针对聚合物棒构成的模型膜，进一步获得扭转模量（torsional modulus）和高斯模量（Gaussian modulus）数据，计算结果与分子动力学模拟及实验观测高度吻合，为膜生物物理学研究提供了重要理论工具。

　　

这项研究开创性地将双层脂质膜（bilayer lipid membrane, BLM）的分子结构类比为柔性弹性链（flexible elastic chains），深入探讨了膜表面横向弯曲（transverse bending）时中性区侧向压力分布（lateral pressure profile）的动态变化规律。通过重正化群（renorm group）这一强有力的数学工具，精确量化了膜曲率变化引发的压力分布修正项。

研究团队成功计算出多种脂质分子的倾斜模量（tilt moduli），填补了该领域关键参数的空白。更引人注目的是，针对由聚合物棒（polymer rods）构建的模型膜体系，首次系统测定了其扭转模量（torsional modulus）和高斯模量（Gaussian modulus）。这些突破性数据与现有分子动力学（molecular dynamics）模拟结果及实验观测值展现出良好的吻合度，不仅验证了理论模型的可靠性，更为理解细胞膜力学特性（如内质网管状网络形成、囊泡出芽等生理过程）提供了定量化的理论框架。