Экспериментальное исследование устойчивости бислойных липидных мембран в электрическом поле

• Автор: Хачатрян, Гайк Робертович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ереван
• Количество страниц: 104 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. Электрический пробой бислойных липидных мембран. Электрическая проводимость мембран. Влияние детергентов на бислойные мембраны .

ГЛАВА П. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

ГЛАВА Ш. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ I.

3.1. Роль площади БЛМ в электрическом пробое .

3.2. Определение числа стадий электрического пробоя БЛМ .

3.3. Функция распределения времен жизни БЛМ при

электрическом пробое

3.4. Краевой эффект при электрическом пробое БЛМ.

3.5. Краевой эффект при проводимости БЛМ

ГЛАВА 1У. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ 2.
4.1. Изменение устойчивости БЛМ во времени
4.2. Изменение поверхностного натяжения БЛМ в присутствии ДДС Уа
4.3. Влияние ДДС Л на число стадий при электрическом пробое БЛМ.
4.4. Энергия активации процессов электрического
пробоя и проводимости БЛМ.
ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ОБСУЖДЕНИЕ .
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Возможность участия в разрушении мембран дефектов, локализованный по периметру реальных модельных пленок, теоретически не рассматривается и экспериментально не проверена. Или, например, предполагается многостадийность процесса электрического пробоя, вытекающая из экспериментальных данных о неэкспоненциальности функций распределения времен жизни мембран при высоких потенциалах пробоя. Однако, ни число стадий, ни их локализация экспериментально не проверены. Именно экспериментальной проверке некоторых положений теории электрического пробоя посвящена наша работа, новизна которой определяется новизной самой теории, и ясно, что представляемые нами экспериментальные результаты также являются новыми. Нами впервые показана роль дефектов, локализованных на границе перехода бислоймениск в электрическом пробое мембран. Оценена концентрация этих дефектов. Нами показано также наличие краевого эффекта при проводимости бислойной липидной мембраны. Впервые экспериментально определено число сталий электрического пробоя и оценена энергия, связанная со стадией рождения дефектов. Впервые также показано, что дестабилизирующее действие детергентов на мембрану обусловлено облегчением стадии рождения дефекта и уменьшением времени перехода через диффузионный барьер. В работе применены оригинальные методические приемы. При электрическом пробое бислойных липидных мембран решающая роль принадлежит дефектам, локализованным на бислойной части мембран. Однако, при достаточно малых размерах мембраны решающую роль начинают играть дефекты, локализованные на границе перехода бислой мениск. Влияние детергентов сублитических концентраций на устойчивость бислойных липидных мембран связано как с понижением диффузионного барьера, так и с облегчением стадии рождения дефекта. Оба эффекта обусловлены уменьшением поверхностного натяжения мембраны. В фоновой проводимости немодифицированных мембран участвуют те поры, развитие которых в электрическом поле приводит к разрушению мембран. Проводимость модифицированных детергентами бислойных липидных мембран обусловлена иными проводящими структурами. Диссертационная работа выполнена в лаборатории радиационной биофизики Ереванского Физического Института ГКАЭ СССР. Считаю сбоин приятным долгом выразить глубокую благодарность моим научным руководителям АВАКЯНУ ЦОВАКУ МИНАСОВИЧУ и АРАКЕЛЯНУ ВАЛЕРИЮ БЕЙБУДОВИЧУ за постоянное внимание и помощь в моей работе. Сердечно благодарю МИКАЕЛЯНА ЛЕВОНА ГУРГЕНОВИЧА за всестороннюю помощь на всех стадиях работы, от эксперимента до написания работы. Я глубоко признателен ЧЕРНОМОРДИКУ Л. В. и АБИДОРУ И. Г. за обсуждение работы на разных ее этапах и за очень полезные советы. ГЛАВА I. Интерес к поведению бислойных липидных мембран БЛМ в сильных электрических полях явился естественным продолжением аналогичного интереса, возникшего в рамках электрофизиологических исследований. Результаты этих исследований говорили о том, что сильные электрические поля оказывают повреждающее действие на возбудимые ткани . Повреждающее действие электрического поля исследовалось в дальнейшем, как на возбудимых тканях , так и на микроорганизмах , и на растительных клетках , . Причем, было показано, что повреждающее действие электрического поля связано с разрушением плазматических мембран . Поскольку липидный матрикс мембран является единственным их компонентом, который наряду с другими функциями выполняет также функцию электроизоляции клетки, то действие сильных электрических полей на клеточные мембраны, в первую очередь, связано с нарушением целостности их липидного компонента. Поэтому неудивительно, что с появлением в экспериментальной практике устойчивых бислойных липидных мембран , , исследования разрушающего действия электрических полей перешли на уровень модельных экспериментов на БЛМ. Это объясняется тем, что с одной стороны БЛм по множеству характеристик сходны с биологическими мембранами, а с другой стороны, изучение влияния сильных электрических полей на БЛМ дает возможность проводить исследования в строго контролируемых условиях, как в отношении электролитного состава водного окружения БЛМ, так и в отношении химического состава последних.