Экспериментальный анализ и моделирование двигательной активности жгутиков обонятельных клеток

• Автор: Огнева, Ирина Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.02, 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений

Введение

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Двигательная активность обонятельных жгутиков

1.2. Энергообеспечение подвижности обонятельных жгутиков.

1.3. Математические модели цилиарных структур

Глава 2. Объект, материалы и методы исследования.

2.1. Метод математического моделирования.

2.2. Объект исследования

2.3. Методы экспериментального исследования

2.3.1. Схема установки.
2.3.2. Фармакологический анализ
2.3.3. Методика обработки полученных экспериментальных данных.
2.4. Методический эксперимент
2.4.1.Подбор условий наблюдения жгутиков
обонятельных клеток
2.4.2. Подбор рабочих концентраций азида натрия, 2,4динитрофенола, ротенона и ФКЦФ.
Глава 3. Математическое моделирование движения жгутиков
обонятельных клеток
3.1. Разработка и обоснование математической модели
движения жгутиков обонятельных клеток
3.1.1. Обоснование математической модели.
3.1.2. Разработка математической модели.
3.2. Алгоритм реализации математической модели.
3.3. Качественные и количественные характеристики и параметры движения обонятельных жгутиков.
Глава 4. Результаты экспериментального анализа двигательной
активности жгутиков обонятельных клеток
4.1. Механизм энергообеспечения двигательной активности обонятельных жгутиков в отсутствие одорантов.
4.2. Действие различных одорантов на характер движений обонятельных жгутиков
4.3. Механизм энергообеспечения двигательной активности обонятельных жгутиков при действии различных одорантов
4.3.1. Действие одорантов на фоне азида натрия и ротенона.
4.3.2. Действие одорантов на фоне 2,4динитрофенола, ФКЦФ и олигомицина.
4.4. Результаты регрессионного анализа.
Глава 5. Проверка адекватности математической модели.
5.1. Моделирование движения жгутиков в условиях отсутствия одорантов
5.2. Моделирование движения жгутиков в присутствии одорантов.
5.3. Моделирование движения жгутиков обонятельной клетки
в ответ на действие различных одорантов в отсутствие
заданной деформации
Обсуждение полученных результатов.
Выводы
Список литературы


Цель настоящего исследования построить математическую модель движения обонятельных жгутиков и провести экспериментальный анализ их подвижности и ее энергообеспечения. Построить математическую модель движения жгутиков обонятельных клеток. Исследовать влияние одорантов на характер двигательной активности обонятельных жгутиков. Изучить механизм энергообеспечения подвижности обонятельных жгутиков в отсутствие и присутствии одорантов. В ходе анализа экспериментальных данных проверить адекватность построенной математической модели. Построена динамическая модель двигательной активности обонятельных жгутиков, адекватно отражающая биофизические процессы, лежащие в основе подвижности жгутиков. Все изученные в работе одоранты, кроме рмеркаптоэтанола, подавляющего двигательную активность жгутиков, инициируют изменение характера их движений от неупорядоченного к упорядоченному. Изменение характера движений жгутиков под действием одорантов кроме рмеркаптоэтанола сопровождается синтезом дополнительного пулаАТФ. Предложена математическая модель движения обонятельных жгутиков как деформируемого стрежня с заданными дополнительными несовместными деформациями в качестве воздействия. Установлено, что при действии камфары, амилового спирта, этилового спирта, кедрового бальзама, ванилина, цинеола, амилацетата изменяется характер двигательной активности отдельных обонятельных жгутиков неупорядоченные движения сменяются упорядоченными с преимущественной ориентацией навстречу потоку одоранта. Водный раствор аммиака активизирует неспецифическим образом подвижность обонятельных жгутиков, а рмеркаптоэтанол ее подавляет. Показано, что действие одорантов, стимулирующих движения жгутиков, включает механизм энергообеспечения подвижности обонятельных жгутиков, связанный с синтезом АТФ вне дыхательной цепи митохондрий и гликолиза. Это дает возможность более глубокого анализа механизмов биологической подвижности. Предложенная модель позволяет прогнозировать количественные характеристики реакции обонятельных жгутиков на действие различных одорантов. Это может быть полезным в медицине и парфюмерии при анализе и прогнозировании восприятия тех или иных ароматов. Выявленные механизмы энергообеспечения двигательной активности жгутиков обонятельных клеток могут быть использованы при разработке методов в том числе фармацевтических коррекции нарушений в восприятии запахов. Публикации по теме диссертации опубликовано 8 печатных работ. Диссертационная работа изложена на 0 страницах машинописного текста состоит из введения, пяти глав, обсуждения полученных результатов, выводов, списка литературы. Работа содержит таблиц, рисунков. Список литературы включает наименований. ГЛАВА 1. Орган обоняния представляет собой периферический аппарат обонятельного анализатора. Он располагается в слизистой оболочке полости носа, где занимает часть верхнего носового хода, получившую название обонятельной области слизистой оболочки носа обонятельной выстилки, которая отличается от остальных участков слизистой оболочки носа оранжевым оттенком. Обонятельная выстилка состоит из многорядного цилиндрического обонятельного эпителия, который по высоте значительно превосходит респираторный и имеет толщину в среднем мкм от мкм у крота до 0 0 мкм у лягушки и черепахи Бронштейн А. А., , и подлежащей соединительной ткани. Обонятельный эпителий ОЭ состоит из обонятельных рецепторных, опорных и базальных клеток. Обонятельные клетки ОК являются первичночувствующими рецепторами. Особенности их строения у позвоночных позволяют выделить в них четыре основных морфофункциональных отдела вершину, периферический отросток, тело клетки и центральный отросток Винников Я. А., Бронштейн А. А., . Я.А. Винников и Л. К. Титова установили, что вершиной ОК является небольшое овальное или сферическое утолщение диаметром 1 2 мкм, и назвали его обонятельной булавой. Обонятельная булава ОБ несет жгутиков, обладающих двигательной активностью, которые являются типичными цилиарными структурами с характерной ультраструктурной организацией.