Geum.ru

Л. Ю. Грецкая московский инженерно-физический институт (государственный университет) исследование

Вид материалаИсследование
Подобный материал:

УДК 577.3(06) Биофизика

М.А. ВИНОГРАДОВА, Л.Ю. ГРЕЦКАЯ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДАВЛЕНИЯ

НА НЕСПЕЦИФИЧЕСКУЮ ПРОНИЦАЕМОСТЬ БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕМБРАН (ПРОЕКТ)


Целью исследования является уточнение молекулярного механизма авторегуляции неспецифической проницаемости клеточных мембран на примере эритроцита. Основные положения этого механизма изложены в работах [1]–[3], из которых следует, что внешнее давление должно влиять на размер пор в мембране и, следовательно, на ее проницаемость. Исследование будет осуществляться на эритроцитах человека. В качестве маркеров будут использоваться кислород и глюкоза, т.к. они являются основными метаболитами.


Помещая препарат крови в газовую смесь, находящуюся под избыточным давлением, следует ожидать изменения размера пор в результате всестороннего сжатия, что и ведет к изменению проницаемости. Если работать с нецитрированной кровью, в которой не нарушен энергетический метаболизм, то в результате воздействия давления в клетках будут включаться компенсаторные механизмы. Под воздействием давления уменьшается размер пор в мембране, что ведет к ухудшению прохождения ионов натрия в клетку. Следовательно, увеличивается трансмембранная разность потенциалов и в результате уменьшается количество пор из-за соответствующей перестройки мембраны. Внутренняя среда закисляется, что включает компенсаторные процессы, уменьшающие разность потенциалов, в итоге поры открываются и проницаемость увеличивается. Таким образом происходит частичная компенсация эффекта влияния давления. Поэтому для исследований выбирается цитрированная кровь, в которой ингибирован гликолиз. Изменение проницаемости мембраны для кислорода можно наблюдать, сравнивая кинетику насыщения крови кислородом в нормальных условиях и при повышенном давлении газовой смеси, контактирующей с кровью. А изменение неспецифической проницаемости мембраны – наблюдая кинетику изменения объема эритроцитов при добавлении глюкозы в указанных выше условиях. При введении в кровь небольшого количества гиперосмолярного раствора глюкозы объем эритроцитов первоначально уменьшается за счет осмотического выхода воды в плазму крови, а затем постепенно восстанавливается за счет поступления глюкозы внутрь эритроцитов. В работе будет использоваться оптический метод наблюдения этих кинетических процессов с помощью прибора КИНОКС, разработанного в ФИАНе. В состав прибора входит двуволновой оптический оксиметр и электронная схема, связывающая прибор с ЭВМ. Поместив препарат крови в кювету можно наблюдать процесс насыщения эритроцитов кислородом, а также изменение размеров эритроцитов в зависимости от времени. Результаты выводится на экран ЭВМ. Наклон полученных кривых прямо коррелирует с проницаемостью мембраны. Это позволяет количественно определить степень ее изменения. Для глюкозы можно определить характерные времена релаксации при различных внешних давлениях и сопоставить их между собой.

Данная работа открывает возможность исследовать особенности метаболизма эритроцитов и определять условия, при которых он не нарушается. Результаты могут быть использованы в практических целях (в медицине). Можно будет выработать рекомендации для подготовки крови к переливанию, не ухудшая при этом функции эритроцитов.


Список литературы


1. Фок М.В. Некоторые вопросы биохимической физики, важные для врачей. М.: Наука. 2003.

2. Фок М.В., Зарицкий А.Р. Авторегуляция, как основа гомеостаза клеток. М.: Космосинформ. 1997.

3. Фок М.В., Зарицкий А.Р., Зарицкая Г.А., Переведенцева Е.В. Авторегуляция неспецифической проницаемости мембраны эритроцита. М.: Наука. 1999.




ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 5