Динамика изменения объема и потенциала клетки
Дипломная работа - Биология
Другие дипломы по предмету Биология
суммы потоков ионов (график 10), а также параллельно решается уравнение для нахождения новой величины мембранного потенциала, проверкой правильности решения которого служит график.
График 10. Зависимость потенциала от суммы потоков ионов
6.3Определение области допустимых значений величин проницаемостей при которых потенциал будет существовать и не выходить из ОДЗ (графики 11, 12).
Графики иллюстрируют влияние изменения порядка величин проницаемостей для ионов на величину мембранного потенциала для ионов (графики 11, 12). При увеличении величин проницаемостей непосредственно для электродиффузионного потока на два порядка происходит выход рассчитываемого значения потенциала из ОДЗ (-500тАж500 ).
График 11. "ияние изменения порядка величин проницаемостей для ионов на величину мембранного потенциала для ионов
А.
График 12. "ияние изменения порядка величин проницаемостей для ионов на величину мембранного потенциала для ионов
Также увеличение величин проницаемостей для диффузионного потока по сравнению с величинами проницаемостей для электродиффузионного потока приводит к невозможности определить значение мембранного потенциала в области допустимых значений (таблица 3).
Таблица 3. "ияние значений проницаемостей на величину потенциала
,
,
,
,
Вычисленные значения для потенциалов по каждому из ионов имеют близкие к литературным [9] значения.
6.4Влияние различных величин проницаемости для воды на скорость изменения объема клетки
Ахиллесовой пятой клетки (не только эритроцита) является проницаемость мембраны для малых молекул, в первую очередь катионов. Изменение пассивной проницаемости мембраны так же сильно влияет на величину объема, как и изменение осмотичности. Но в отличие от осмотичности стабилизировать проницаемость мембраны, по-видимому, невозможно. Главной причиной значительных изменений проницаемости мембраны являются окислительные процессы. Значительная концентрация кислорода в крови, свободно-радикальный характер окислительно-восстановительных процессов, наличие в организме множества веществ, сильных провокаторов окисления - все это приводит к тому, что скорость окисления белков и липидов клеточной мембраны может варьировать в сотни раз. А окисленные липиды сильно увеличивают проницаемость мембраны для заряженных молекул, поэтому в нормальном организме проницаемость мембраны клетки для ионов тоже может меняться в 5-10 раз в зависимости от питания, разнообразных стрессов, мелких очагов воспаления и прочих факторов.
Были искусственно исследованы влияния подобных изменений проницаемостей для воды на скорость изменения объема клетки (график 13).
График 13. "ияние различных величин проницаемости для воды на скорость изменения объема клетки
При увеличении константы проницаемости для воды на один порядок также на один порядок происходит уменьшение времени сжатия (разбухания) эритроцита, а следовательно и увеличение скорости сжатия (разбухания) на один порядок (таблица 4).
Таблица 4. "ияние величин проницаемостей для воды на скорость изменения объема клетки
, , ,0.0222500.2225222.5
Данное уменьшение времени, а следовательно увеличение скорости сжатия (разбухания) клетки является следствием прямой зависимости величины потока воды через мембрану от величины проницаемости, так как водный поток является главным регулятором объема.
Выводы
1.- Объем клетки уменьшается прямо пропорционально кратности гипертонии (гипотонии) раствора, в котором данная клетка находится. Скорость изменения объема клетки зависит от величины потока воды через мембрану , которая в свою очередь определяется величиной константы проницаемости для воды ;
.- Оптимальным для измерения динамики изменений, происходящих в клетке в ответ на внешние воздействия, является интервал 0,0001тАж0,001 с;
.- Градиент концентрации каждого из ионов по обе стороны мембраны определяет величину мембранного потенциала. Степень вклада каждого из этих ионов в величину мембранного потенциала пропорциональна проницаемости мембраны для этого иона;
.- Кратные изменения величины проницаемости для потока воды через мембрану клетки приводят к таким же изменениям времени и скорости изменения объема клетки.
Приложения
Рис. 1 Переменные и компоненты потоков клетки
ЛИТЕРАТУРА
1. Lew V.L., Bookchin R.M. Volume, pH and ioncontent regulation in human red cells: Analysis of transient behavior with an integrated model // J. Membrane Biol. - 1986. -
. Tosteson D.C., Hoffman J.F., Regulation of cell volume by active cation transport in high and low potassium sheep red cells// J. Gen. Physiol. 1960. V. 44. P. 169-194
3. Jakobsson E. Interactions of cell volume, membrane potential, and membrane transport parameters// Amer. J. Physiol. 1980. V. 238. №5. P. 196-206
. Маркин В.С., Чизмаджев Ю.А. Индуцированный ионный транспорт. М.:Наука, 1974. С. 38-45
5. Ершов С.С., Орлова Н.В., Шпакова Н.М. Чувствительность эритроцитов млекопитающих к изменению температурных и осмотических условий среды // Проблемы криобиологии. - 2004. - №3. - С. 51-57.
. Витвицкий В.М., Фролова Е.В., Комарова С.В. Анионная проницаемость и увеличение эритроцита. 2000
. Атауллаханов Ф.И., Корунова Н.О., Спиридонов И.С. Как регулируется объем эритроцита, или что могут и чего не могут математические модели в биологии. 2009, том 26, №3, с. 163-179
. В.Д. Лахно Математическая клет?/p>