Сравнительное исследование транспорта таллия (Т1+) и калия (К+) через внутреннюю мембрану митохондрий печени крысы

• Автор: Никитина, Елена Романовна
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 111 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Биологический изоморфизм неорганических ионов

1.2. Физикохимические свойства ТГ и его состояние в водных растворах

1.3. Ионофоры

1.4. Транспорт ТГ через клеточные мембраны

1.4.1. Возбудимые мембраны

1.4.1.1. Мышечные клетки

1.4.1.2. Нервные клетки

1.4.2. Невозбудимые мембраны

1.4.2.1. Бактерии
1.4.2.2. Водоросли
1.4.2.3. Эпителиальные клетки
1.4.2.4. Эритроциты
1.5. Транспорт ионов калия и его аналогов через внутреннюю мембрану митохондрий
1.5.1. Структура митохондрий и характеристики митохондриальных мембран
1.5.2. Исследование транспортных механизмов па изолированных митохондриях
1.5.3. Циклический транспорт ионов калия через внутреннюю мембрану митохондрии
1.5.3.1. Электронейтральный КН обмен
1.5.3.2. АТФзависимый калиевый канал
1.5.3.3. Неселективная пора высокой проводимости
1.5.4. Транспорт Т1 в митохондриях
1.6. Токсичность таллия
Глава 2. Материалы и методы исследования
2.1. Экспериментальные животные
2.2. Химические реактивы
2.3. Выделение митохондрий печени крысы
2.4. Определение белка по методу Лоури
2.5. Измерение скорости потребления кислорода
дыхательный контроль
2.6. Определение содержания калия в митохондриях
2.7. Снектрофотометрическая оценка изменения объема митохондрий
2.8. Радиоизотопный метод исследования транспорта К и ТГ
2.8.1. Определение величины коэффициентов
накопления 2МТГ, I или
2.8.2. Определение констант скоростей однонаправленных
потоков
2.9. Статистическая обработка полученных результатов
Глава 3. Результаты исследования и их обсуждение
3.1. Исследование проницаемости внутренней мембраны митохондрий для ионов калия и таллия по методу
изменения светорассеяния
3.1.1. Влияние анионного состава среды на проницаемость внутренней мембраны митохондрий для Т1 и К
3.1.2. Влияние среды на проницаемость
внутренней мембраны митохондрий для Т1 и К
3.1.3. Транспорт Т1 и К через КАТФзависимые каналы
3.2. Транспорт 4Т1 через внутреннюю мембрану митохондрий
печени крысы
3.2.1. Влияние энергизации на накопление 4ТГ
3.2.2. Влияние анионного состава среды на накопление 4Т1
3.2.3. Влияние субстратов окисления на накопление 4Т
митохондриями печени крысы
3.2.4. Влияние диффузионного потенциала на транспорт 4тГ
р 3.2.5. Влияние среды на транспорт 4ТГ
3.2.6. Влияние ионофоров на энергозависимое накопление
ТГ, ЯЬ в митохондриях печени крысы
3.3. Заключение
Список литературы


А.Скульским с соавторами в то время, когда в литературе практически отсутствовала информация о наличии во внутренней мембране митохондрий специфических транспортных механизмов для К Поэтому вопрос о способности ТГ проникать в митохондрии посредством путей транспорта К, несомненно, требует пересмотра с позиции накопленных знаний. Необходимость изучения механизмов транспорта ТГ обусловлена также, высокой токсичностью этого элемента , , , , i, , i, . Мишенью токсического действия таллия вполне могут быть митохондрии, учитывая сравнительно высокую проницаемость их внутренней мембраны для ТГ. С помощью метода регистрации изменений объема матрикса по светорассеянию дать сравнительную оценку проницаемости внутренней мембраны митохондрий печени крысы для К и Т1, присутствующих в инкубационной среде в макрокоицентрациях. Сравнить влияние таких воздействий, как защелачивание среды и снижение сс осмоляриости, на изменения проницаемости митохондриальной мембраны для КиТГ. С помощью известных модуляторов митохондриального транспорта К исследовать способность ТГ имитировать К для входа в митохондрии. С помощью метода радиоактивного анализа сравнить проницаемость митохондриальной мембраны для Т1, КЬ и Се4 как аналогов К в отсутствие изменений объема митохондрий. Научная новизна работы Впервые в рамках одной работы проведено систематическое сравнительное исследование путей транспорта ТГ и К в митохондриях. Показано, что ТГ, в дополнение к более высокой по сравнению с К способностью пассивно проникать через внутреннюю мембрану митохондрий печени крысы, может входить в матрикс через Катф каналы и участвовать в обменном процессе, осуществляемом К1Гантипортсром. Обнаружено, что ТГ, подобно К может проникать в митохондрии при индукции открытия нссслсктивной поры высокой проводимости во внутренней мембране при этом относительный вклад поры в проницаемость К и Т1 практически одинаков. Теоретическое п практическое значение работы Результаты работы и их. ТГ в митохондрии с точки зрения современных представлений о механизмах митохондриального транспорта К4. Данные,, полученные в работе, подтверждают концепцию биологического изоморфизма ионов Скульский, , согласно которой ионы, близкие по физикохимическим свойствам, способны в определенной степени замещать друг друга в организации физиологических функций. Продолжение сравнительных исследований транспорта ионованалогов может быть плодотворным для выявления характеристик структур, обеспечивающих функционирование этих механизмов. Примененный в работе сравнительный подход при исследовании транспорта может быть использован при изучении механизмов токсического действия таллия при поиске путей снижения его токсических эффектов. Внутренняя мембрана изолированных митохондрий печени крысы при всех применявшихся экспериментальных условиях более проницаема для Т1, чем для К4. К7Нантипортера и диффузия через нсселективную пору высокой проводимости могут быть использованы Т1 для проникновения через внутреннюю мембрану митохондрий. Ионофоры, ионактин для ТГ и валиномицин для облегчают доступ этих катионов к КдтФканалам, находящимся в латентном состоянии в гидрофобной области внутренней мембраны митохондрий, тем самым повышая ее катионную проницаемость. Университете Хельсинки i xiiv ii, , I на семинаре отдела бноэнергеники, биомембран и метаболической регуляции Института им. Ненцкого Польской академии наук, Варшава на XII международном совещании по эволюционной физиологии, СанктПетербург . Обсуждение результатов работы происходило на заседаниях Ученого совета, секции молекулярных основ эволюции функций и научных семинаров лаборатории сравнительной биохимии неорганических ионов ИЭФБ РАЛ , ,. Структура п объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методического раздела, результатов и обсуждения, заключения и выводов. Работа изложена на 2 страницах, включает рисунков и таблиц, список литературы составляет 3 источников. Публикации Основные результаты ио материалам диссертации опубликованы автором в печатных работах.