Трансмембранный протонный обмен в эритроцитах при первичной гипертонии. : Исследование методом ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля

• Автор: Сорокина, Наталья Юрьевна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 103 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава I. Ионный обмен при первичной гипертонии

1.1. Взаимосвязь мембранных нарушений и первичной гипертонии

1.1.1. Пути вовлечения мембранных нарушений в патогенез первичной гипертонии.

1.1.2. Мембранные нарушения не обусловлены хроническим повышением АД

1.1.3. Механизм формирования мембранных нарушений

1.2. Механизмы переноса одновалентных ионов через

плазматическую мембрану

1.3. Идентификация систем, вовлеченных в нарушение транспорта одновалентных ионов

1.3.1. ИаЫа ЫаЫпрогивотранспорт

1.3.2. ИаНобмен 1.3.2.1.0механизме амилорид чувствительного Ка Н бмена в
клеточных мембранах
1.3.2.2. О нарушении ИаН обмена при гипертонии
1.3.3. Иа, Ккотрансиорт
1.3.4. Саактивируемые Кканалы
Итоги обзора литературы
Глава 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА.
АППАРАТУРА. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ОБРАЗЦОВ
2.1. Классическое рассмотрение ЯМР. Импульсные
последовательности для исследования процессов релаксации и
самодиффузии
2.2. Измерение коэффициентов самодиффузии с помощью метода ЯМР.
2.3. Самодиффузия в многофазных системах с обменом.
2.4. ЯМРдиффузометр 2.5. ЯМРрелаксометр.
2.6. Точность измерений диффузионных экспериментов 2.7. Возможности метода ЯМР с ИГМП в исследовании трансляционной подвижности воды в биологических системах 2.8. Метод i противотранспорта 2.9.Приготовление образцов
Глава 3. САМОДИФФУЗИЯ ВОДЫ И ТРАНСМЕМБРАННЫЙ ПРОТОННЫЙ ОБМЕН В ЭРИТРОЦИТАХ В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ ПЕРВИЧНОЙ ГИПЕРТОНИИ
3.1. Исследование процессов самодиффузии воды и протонного обмена в образцах эритроцитов.
3.1.1 Форма диффузионных затуханий в суспензиях эритроцитов
3.1.2 Сравнительный анализ зависимости среднего коэффициента самодиффузии от времени диффузии и эволюции формы диффузионного затухания.
3.1.3. Протонный обмен в суспензиях эритроцитов.
3.2. Зависимость времени траисмембранного обмена от .
Выявление мембранных нарушений в экспериментах на модельных объектах.
3.3. Особенности изменения формы диффузионного затухания от температуры в образцах эритроцитов и
3.4. Исследование протонного обмена в эритроцитах человека в норме и при патологии
Заключение
Выводы
Литература


Необходимо отметить, что используемые в этих экспериментах биохимические методики и классический метод радиоактивных изотопов позволяют характеризовать катионтранспортные системы мембран, однако, являются достаточно сложными и дорогими, что затрудняет их использование в практике. Тем не менее, исследований трансмембранного обмена воды и суммарного трансмембранного обмена протонов, обусловленного работой протонофоров, а также способностью продуктов диссоциации воды обмениваться с протонами компонентов мембраны в клетках при наличии мембранных патологий до сих пор практически не проводилось. Эритроциты были первым объектом, позволившим выйти с прямым исследованием клеточных мембран при гипертонической болезни человека за пределы собственно сосудистой стенки. В эритроцитах отражаются практически все изменения мембранной функции, характерные для первичной гипертонии. Кроме того, этот объект чрезвычайно удобен в случае использования результатов работы в качестве основы для разработки диагностической методики для использования в практике. Экспериментальное исследование трансмембранного обмена воды, а также протонного обмена на основе изучения особенностей процессов самодиффузии в суспензиях эритроцитов. Установление принципиальной возможности выявления мембранных нарушений, характерных первичной гипертонии, в эритроцитах человека, используя метод ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля ИГМП на ядрах Н1. Преимущество применения метода ЯМР ИГМП состоит в том, что ядра, характеризующиеся магнитным моментом или спином, сами являются так называемой меткой, за трансляционным перемещением которой в течении времени равного расстоянию между импульсами градиента магнитного поля в используемой последовательности стимулированного эха мы можем следить по изменению амплитуды сигнала спинового эха. Таким образом, возможность изучения процессов самодиффузии компонентов системы без вмешательства во внутреннюю структуру, достаточно широкий диапазон доступных измерению коэффициентов самодиффузии КСД, возможности термостатирования образца при определенной температуре и варьирования температурных условий эксперимента в широком диапазоне температур позволяют использовать метод ЯМР с ИГМП для исследования биологических систем наиболее эффективно. В то же время для исследования этим методом биологических систем существует проблема корректного анализа первичных экспериментальных данных, связанная, как правило, со сложным характером молекулярных движений и наличием широких спектров значений КСД в таких системах. В последние годы возрастает интерес 4, Ii i v i ii i i, , к применению подходов, развитых для исследований методом ЯМР диффузионных процессов в пористых системах, в качестве модельных для анализа экспериментальных данных, полученных в реальных растительных или животных клетках. В данной работе с этой целью также впервые используется ряд методик, разработанных для анализа сложных диффузионных затуханий в полимерных и пористых системах. Научная новизна. Методом импульсного ЯМР исследовалась форма диффузионного затухания ДЗ в суспензиях эритроцитов в диапазоне трех десятичных порядков величины амплитуды сигнала спинового эха. Установлено, что форма ДЗ описывается суммой трех компонент, относящихся к протонам внутри и внеклеточной воды, а также к протонам структурообразующих молекул мембраны. Установлено, что регистрируемый в эксперименте трансмембранный протонный обмен в целом обусловлен проницаемостью плазматической мембраны для молекул воды и протонным обменом вне и внутриклеточной воды с компонентами мембраны. На основании сравнительного анализа полученных данных по скоростям трансмембранного прогонного обмена в эритроцитах крыс линии экспериментальная модель гипертонической болезни человека и контрольных к ним крыс линии показано, что наличие мембранных нарушений, характерных для первичной гипертонии, в естественных условиях не обнаруживается.