Мягкая порация бислойных фосфолипидных мембран при температуре фазового перехода липида из жидко-кристаллического состояния в гель

• Автор: Норик, Владимир Петрович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 98 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Часть 1. Обзор литературы

1. Энергия липидной поры .

2. Электрический пробой мембран

3. Липидные поры при фазовом переходе

4. Температурный фазовый переход мембранных липидов .

5. Липидные поры и проницаемость мембран

6. Оценка количества возникающих липидных пор

Часть 2. Материалы и методы .

1. Калориметрические измерения

2. Методика формирования бислойных липидных мембран
3. Установка для измерений электрических характеристик БЛМ
4. Определение размера липидных пор .
Часть 3. Электрическая емкость бислойных липидных мембран . Часть 4. Экспериментальное исследование мягкой порацин липидного
бислоя
ЬТермограммы БЛМ из ДПФХ в растворах одновалентных
катионов.
2.Электрнческая емкость пБЛМ при температуре фазового перехода
З.Флуктуации тока пБЛМ при температуре фазового перехода из ЖКС в гель
4.Вольтамперная характеристика пБЛМ из ДПФХ при температуре основного фазового перехода .
5.Ионная селективность чисто липидной поры
6.Количественная оценка радиуса липидной поры
7. Краевое натяжение пор .
ОБСУЖДЕНИЕ Г
Выводы .
Литература


В последнее время все большее внимание уделяется методам мягкой порации липидного бислоя при фазовых превращениях мембранных липидов , осмотическом набухании липидных везикул , механическом натяжении липидного бислоя . Биофизический механизм всех видов порации включает в качестве необходимого элемента превращение первичной гидрофобной поры в гидрофильную пору с последующим ростом поры до критического уровня и разрывом бислоя, или восстановлением структуры бислоя в результате затекания поры. Возможность диффузионного затекания пор принципиально отличает липидную пору от многочисленных белковых пор, где механизм затекания отсутствует. В отличие от электропорации, методы мягкой порации исследованы недостаточно. Следует отметить, что электропорация сопряжена с необходимостью использования электрического пробоя бислоя, что не может не сказаться на физиологических свойствах клеточных мембран, клеток в целом и включенным в липидные везикулы лекарств и генетического материала. Поэтому все больший интерес представляют методы мягкой порации, из которых технически наиболее прост метод порации, основанный на структурных изменениях при фазовом переходе мембранных липидов. Порация, основанная на фазовом переходе мембранных липидов имеет самостоятельное значение, поскольку обнаружена взаимосвязь между температурой обитания пойкилотермных животных и липидным составом клеточных мембран . Эта зависимость прослеживается также у бактерий . У гомойотермных животных важную роль в физиологии сна играет изотермический фазовый переход липидов, индуцированный ионами Са2 . В клинической медицине широкое применение нашел метод сочетанного действия гипертермии опухоли с введением в нее нагруженных антибиотиками липосом. Липидный бислой липосом образован липидами с фазовым переходом в области гипертермических температур. Это способствует эффективному освобождению антибиотка непосредственно в опухоли . В области биофизики ионных каналов в течение последних нескольких лет достигнут существенный прогресс. Однако функциональные особенности работы каналов остаются до настоящего времени недостаточно изученными. Изучение ионных токов, текущих через одиночные каналы в клеточной мембране является традиционным методом изучения функциональных особенностей ионных каналов. До настоящего времени эта техника является наиболее надежным и проверенным способом регистрации электрической активности клеток . В последнее время широкое применение в экспериментальной биологии и медицине получила электропорация клеточных мембран . Как известно, в основе электропорации лежит явление обратимого электрического пробоя липидного бислоя ,. Ранее в работах В. Ф.Антонова и соавторов было обнаружено принципиальное сходство в эволюции липидных пор, возникающих при электропорации и фазовом переходе липидов. Одиночные липидные проводящие поры в плоских бислойных липидных мембранах пБЛМ, обнаруженные впервые при фазовом переходе дистеароилфосфатидилхолина из жидкокристаллического состояния в гель , имеют общий с электропорацией механизм возникновения, обусловленный превращением гидрофобной поры в гидрофильную с последующим затеканием ее или разрывом бислоя. Развитие поры зависит от критических параметров энергетического барьера и критического радиуса поры. Развитие методов прижизненной порации клеточных мембран сопряжено с необходимостью создания наряду с электропорацией других методов, лишенных очевидных недостатков электропорации. С учетом вышеизложенного предпочтение все более отдается методам мягкой порации. Основной целью работы являлось экспериментальное исследование явления мягкой порации липидных мембран, основанного на структурных перестройках липидного бислоя в результате фазового перехода мембранных фосфолипидов из жидкокристаллического состояния в гельсостояние. Важной особенностью мягкой порации в отличие от электропорации является то, что помимо отсутствия электрического пробоя бислоя, структурные перестройки клеточных мембран, сопряженные с фазовыми переходами мембранных липидов, протекают при физиологических температурах. Са , требуются физиологические концентрации двухвалентных ионов 5. .