Двигательная активность Paramecium caudatum

• Автор: Котов, Николай Викторович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 255 с. : ил

Содержание
1. Введение

2. Материал и методика исследований.

2.1. Материал.

2.2. Установка для исследования двигательной активности простейших

2.3. Методика определения параметров движения простейших

2.4. Методика исследования двигательной активности инфузорий в

условиях ограниченного пространства

2.5. Микроэлекгродная установка.

3. Феноменология двигательной активности i

3.1. Реакция избегания

3.2. Неограниченное попятное движение парамеций.
3.3. Реакция оборонительного ускорения
3.4. Движение по типу стохастический клубок
3.5. Движение в контакте с ограничивающей поверхностью
3.6. Тигмотаксис
3.7. Реакция поиска.
3.8. Движение парамеций во внешнем электрическом поле и градиенте концентраций биологически активных веществ.
3.9. Движение при столкновении с плоской преградой в шперполяризующих растворах
3 Двигательная активность при участии систем, изменяющих форму тела.
3 Адаптиция парамеций к растворам с различной концентрацией КС1.
3 Защитная реакция парамеций, основанная на выстреле трихоцист
3 Реакция ухода.
3 Основные двигательные программы i .
4. Моделирование элементов и модулей, входящих в контуры управления двигательной активностью парамеций
4.1. Моделирование элементарных реакций комплексообразования
4.1.1. Моделирование реакции комплексообразования двух веществ, для которых заданы только полные концентрации
4.1.2. Моделирование реакции комплексообразования двух веществ для одного из них задается полная концентрация, а концентрация второго вещества регулируется быстрой буферной системой.
4.1.3. Моделирование реакции комплексообразования, имеющего один центр связывания, с лигандами
4.1.4. Моделирование реакции комплексообразования вещества, имеющего
п центров связывания, с лигандами.
4.1.4.1. Влияние кооперативности между центрами связывания на распределение концентрации молекулярных форм М
4.2. Моделирование динамики и статики молекулярных форм кальмодулина .
4.3. Моделирование зависимости активности Са2кальмодулин зависимых элементов клетки от концентрации Са2.
4.3.1. Вариант, когда после образования комплекса кальмодулина кт с
все центры связывания Са2 у кт экранируются молекулой .
4.3.2. Вариант, когда после образования комплекса кальмодулина кт с
два центра связывания Са у кт экранируются молекулой
4.3.3. Вариант, когда после образования комплекса кальмодулина кт с четыре центра связывания Са2 у кт остаются свободными для обмена ионами .
4.3.4. Вариант, когда несколько молекулярных форм кальмодулина кт образуют активный комплекс с
4.3.5. Активность фосфодиэстераз
4.3.6. Активность аденилатциклаз
4.3.7. Активность гуанилатциклаз
4.4. Моделирование динамики и статики диферментных модулей.
4.4.1. Ковалентная модификация белков.
4.4.2. Метаболизм циклических монофосфатов.
4.4.2.1. Метаболизм сАМР.
4.4.2.2. Метаболизм
4.5. Возбудимая мембрана парамеций.
4.5.0. Электрофизиологичсские исследования возбудимой мембраны
. I
4.5.1. Регулировка Са2 в ресничках
4.5 Кальциевый канал, управляемый Са2 путем ингибирования
проводимости.
4.5.2. Кальциевый канал, управляемый Са2 путем ингибирования проводимости сенсором, связывающим кальций.
4.5.3. Быстрая калиевая компонента тока
4.5.4. Динамика изменения трансмембранной разности потенциалов.
4.5.5. Кальций кальмодулин зависимые калиевые каналы.
4.5.6. Токи, активирующиеся при гиперполяризации.
4.5.7. Кальциевый ток из реснички в тело клетки
4.5.8. Влияние кальций связывающих белков на динамику концентрации кальция в ресничках
4.5.9. Анализ расширенной модели молекулярной системы,
управляющей концентрацией Са2 в ресничках.
4.5 Диапазон изменения концентрации кальция в ресничках.
5. Анализ двигательных реакций парамеций.
5.1. Механическая модель парамеции.
5.2. Реакция избегания.
5.2.1. Зависимость частоты биения ресничек от концентрации Са
5.2.2. Зависимость направления эффективного удара
ресничек от концентрации Са
5.2.3. Оценка параметров модели.
5.2.4. Исследования на модели реакции избегания
5.3. Анализ реакции оборонительного ускорения
5.4. Анализ движения парамеций по типу стохастический
клубок.
5.5. Анализ движения парамеций в контакте с
ограничивающей поверхностью
5.6. Теоретическая интерпретация двигательной активности i во внешнем электрическом поле и градиентных полях
концентраций ВАС.
5.6.1 .Учет влияния вращающего момента от работы собственного
двигателя парамеций
5.6.2. Движение парамеций в градиентных полях биологически активных соединений.
6. Исследование систем, управляющих формой тела парамеций
6.1. Феноменология двигательной активности, сопровождающаяся изменением формы тела простейшего
6.2. Исследование реакции разворота
6.3. Феноменология двигательной активности различных инфузорий
в условиях ограниченного пространства
6.4. Эффекторы, обеспечивающие деформацию формы тела простейших
6.5. Мембранный элсктрогснез не принимает участия а организации реакции разворота парамеций
7. Заключение и выводы.
Список цитируемой литературы


Этот слой образовывался после того, как в капилляр на короткое время заполнялся разогретым агарагаром. Электрофизиологические исследования проводили с помощью микроэлектродной установки, которая во многом повторяла установку, разработанную в институте Биофизики АН СССР, для исследования изолированного нейрона Крастс, а. Функционалышя схема установки представлена на рис. Блоки измерения потенциала и тока были собраны по схемам, разработанным в СКБ Биофизприбор Максимов и др. Максимов и др. Входное сопротивление блока измерения потенциала составляло величину более 1 гОм, температурный дрейф мкВ на 1 С. Входная емкость компенсировалась с помощью петли обратной связи. Входное сопротивление блока измерения тока составляло 1 кОм, температу рный дрейф А на 1С. При выборе параметров дифференциального усилителя в цепи обратной связи, который используется для реализации фиксации потенциала на мембране простейшего, мы руководствовались следующими соображениями. В работе И. В. Крастса приводится вольтамперная характеристика стеклянного микроэлектрода с сопротивлением 2 м такое же сопротивление было у наших электродов. По этой вольтамперной характеристике можно видеть, что только в диапазоне изменения напряжения В ток изменяется линейно. При подаче больших напряжений ток изменяется непредсказуемо, а судя по вольтамперной характеристике резко падает. Это обусловило выбор максимальных напряжений на выходе усилителя обратной связи 8В. Нами было получено Котов и др. Рис. Функциональная схема мнкроэлектродной установки. Р. саибаШш Ом, а максимальная входная емкость 9Ф. Мы задались требованием, чтобы наша схема фиксации потенциала в полосе 2 кГц обеспечивала точность 1. Воспользуемся формулой, приведенной в работе Максимова и др. К1 1, 2. К коэффициент усиления. Для Р. Шт гт 1со Ст 5Ю3 Ом. Яэл 2Ю Ом. Подставив эти данные в формулу 2. К
б
Максимально возможный ток через электрод в нашем случае 1Эл. А. Для оценки максимальной скорости нарастания потенциала воспользуемся формулой Максимов и др. Следовательно, при подаче ступеньки напряжением 0 мВ емкость мембраны должна перезаряжаться за время I 0, мс. Всем вышеперечисленным требованиям удовлетворяет схема, собранная на микросхеме К 4УД1А. У этой схемы К итах 8В. Гц. Окончательная коррекция полосы пропускания осуществлялась фильтром. При раздражении клетки импульсами тока использовался генератор тока с выходным сопротивлением 4,7 гОм. Для формирования раздражающих импульсов различной амплитуды и длительности использовался стимулятор ЭСУ1. Исследования при фиксации потенциала осуществлялись стеклянными микроэлектродами, заполненными раствором ЗМ К. С1 сопротивление электродов не превышало мОм. Регистрация потенциала при раздражении импульсами тока производилась микроэлсктродами, заполненными О. ЗМ КС1, их сопротивление составляло мОм. Регистрация тока и потенциала велась с помощью осциллографа С1, приставки ФОР1 и самописца КСП4. Точные замеры тока и потенциала осуществлялись с помощью прибора Р5. Парамеции обездвиживались в растворе, содержащем дополнительно и нормальному 1мМ i по методике, которая приводится в работе Эккерта , . После обездвиживания клетки помешались в проточную камеру. Далее с помощью Гобразной стеклянной иглы, введенной в камеру со стороны, противоположенной от микроэлектродов, парамеции устанавливав таким образом, чтобы се большая ось располагалась перпендикулярно микроэлектродам. При вкалывании микролектродов клетка упиралась в дно камеры и Гобразную иглу. После вкалывания микроалектродов, парамеций отмывали от обездвиживающего раствора физиологическим раствором в течение мин. Одним из важных вопросов, который необходимо решить при использовании методики фиксации потенциала, какова корректность применения этой методики к исследуемому объекту. В работе , i, показано, что вдоль продольной оси тела парамеции потенциал затухает не более, чем на . Кабельная постоянная реснички оценена в работе Н. В. Котова и др. Таким образом, можно полагать, что при фиксации потенциал достаточно однороден по всей клетке, включая и реснички.