Особенности транспорта кислорода через мембрану эритроцитов

• Автор: Локтюшкин, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Оглавление

Список сокращений.

Введениев

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Транспорт незаряженных молекул через биологические мембраны и

модельные мембранные системы.

1. 1. 1. Транспорт неэлектролитов через липидный бислой биологических мембран

1. 1.2. Облегченная диффузия.

1. 1.3. Диффузия через белковые поры.

I. 1.4. Структура белков семейства акваиоринов.

I. 1. 5. Роль аквапоринов в транспорте газов С, 3 и через

биологические мембраны и модельные мембранные системы
1. 1. 6. Роль белка полосы 3 и комплекса белков резусфактора в транспорте газов С и 3 через биологические мембраны.
1. 2. Проницаемость биологических и модельных мембран для кислорода
1.2. 1. Метод флуоресцентных зондов
1. 2. 2. Метод спиновых зондов.
1. 2. 3. Метод монослоев.
1. 2. 4. Роль мембранных белков в трансмембранном транспорте кислорода.
I. 3. Основные хараii еристики процесса связывания кислорода эритроцитами по данным струевых методов.
1.3. 1. Поглощение кислорода эритроцитами
1. 3. 2. Дезоксигенация гемоглобина эритроцитов в присутствии дитионита натрия
Дели и задачи исследования.
Глава 2. Материалы и методы
2. 1. Измерение коэффициента проницаемости для кислорода монослой
ных мембран из суммарных липидов эритроцитов
2. 1. 1. Выделение суммарных липидов из эритроцитов
2. 1.2. Измерение коэффициента проницаемости для кислорода.
2. 2. Кинетические эксперименты.
2. 2. 1. Описание экспериментальной установки
2. 2. 2. Определение скорости поглощения роданитиона
эритроцитами.
2. 2. 3. Определение скорости поглощения и СО эритроцитами
2. 2. 4. Определение коэффициента осмотической водной проницаемости мембраны эритроцитов.
2. 2. 5. Регистрация кинетических кривых взаимодействия гемоглобина и в гомогенном растворе
2. 3. Регистрация кривых диссоциации оксигемоглобина эритроцитов
2. 4. Определение микровязкости липидного бислоя мембраны эритроцитов.
Глава 3. Результаты и обсуждение.
3. 1. Проницаемость липидного компонента мембран эритроцитов для кислорода.
3. 2. Влияние ингибиторов мембранного транспорта на скорость поглощения кислорода эритроцитами
3.2. 1. ДИДС.
3. 2. 2. НС и лХМБ
3.3. Влияние ЩСЬ и яХМБ на кинетику реакции гемоглобина и кислорода в гомогенном растворе
3. 4. Влияние ЩС2 на кривую диссоциации оксигемоглобина.
3. 5. Влияние ЩС2 на микровязкость липидного бислоя мембраны эритроцитов
3. 6. Структурные основы и физиологическая значимость транспорта
через мембрану эритроцитов с участием мембранных белков.
Заключение.
Выводы.
Список литературы


Транспорт веществ через биологические мембраны может быть пассивным и активным , , i, , . Пассивный перенос веществ через мембраны осуществляется из компартмента с высоким значением электрохимического потенциала в компартмент с более низким его значением. Активный транспорт веществ осуществляется с участием мембранных белков. В этом процессе вещество переносится из компартмента с более низким значением электрохимического потенциала в компартмент с более высоким его значением. Активный транспорт сопряжен с поглощением энергии чаще всего, источником энергии является гидролиз молекул аденозинтрифосфата АТФ. Темой данной работы является мембранный транспорт кислорода. В связи с этим в данном обзоре будут рассмотрены главным образом вопросы мембранного транспорта неэлектролитов. Кроме того, в литературе на данный момент не описаны системы активного транспорта кислорода через мембраны, поэтому в дальнейшем активный транспорт рассматриваться не будет. Все клеточные мембраны имеют специфические системы активного и пассивного транспорта для различных соединений, участвующих в метаболизме. Однако многие вещества могут проникать через биологические мембраны путм простой диффузии через липидный бислой. Впервые систематическое исследование проницаемости клеточных мембран для различных органических соединений провл Овертон v, . Овертон сделал вывод, что молекулы, которые хорошо растворяются в липидах, лучше проникают из внешней среды в клетку. Позднее положение о наличии корреляции между коэффициентом проницаемости мембраны для вещества и его коэффициентом распределения в системе воданеполярный растворитель стали называть правилом Овертона i, . , 1. Р коэффициент проницаемости мембраны для вещества, Р коэффициент распределения вещества в системе воданеполярный растворитель, коэффициенты, не зависящие от природы вещества. В настоящий момент общепринятой моделью, описывающий транспорт веществ через липидный бислой биологических и модельных мембран, является модель растворениядиффузии. В данной модели липидная мембрана представляется как тонкий слой органического растворителя, разделяющего две объемные водные фазы. Процесс переноса молекулы через мембрану включает три стадии проникновение в толщу мембраны из омывающей водной фазы, диффузия внутри бислоя, выход из мембраны в водную фазу с противоположной стороны. На межфазных границах быстро устанавливается равновесное распределение вещества, проникающего через мембрану, а лимитирующей стадией процесса является диффузия i, , i, . Основным параметром, характеризующим барьерную функцию мембраны, является коэффициент проницаемости Р. коэффициент диффузии вещества внутри мембраны, Из уравнения 1. Овертона. Особый интерес представляет молекулярный механизм диффузии неэлектролитов в толще мембраны. Финкельштейн предположил, что коэффициент диффузии молекулы неэлектролита в гидрофобной области мембраны пропорционален е коэффициенту диффузии в воде Рткеет, . Больцмана, Т температура. Согласно уравнению СтоксаЭйнштейна 1. . Анализируя данные по проницаемости мембран эритроцитов Лиеб и Штейн установили, что зависимость логарифма коэффициента диффузии вещества в мембране от ВандерВаальсовского радиуса молекулы близка к линейной i, i, . Эти данные противоречили предположению о стоксовском механизме диффузии. Для объяснения экспериментальных данных авторы предложили рассматривать мембранную диффузии по аналогии с диффузией в размягченном полимере. Диффузия в полимере эго последовательные перескоки молекулы между элементами свободного объема, формирующимися в результате тепловых флуктуаций. Здесь и V константы, а V объем диффундирующей молекулы. Модель диффузии в полимере хорошо описывает экспериментальные данные но проницаемости плазматической мембраны клеток и эпителия мочевого пузыря жабы, а также БЛМ и липосом из яичного лецитина i, , , .