Локализация АТФ-азной активности, дыхание и ультраструктура клеток корней пшеницы при модификации ионной проницаемости плазмалеммы

• Автор: Чернышева, Фанзиля Абузаровна
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 163 с. : ил.

1.1. Проницаемость плазмалеммы клеток для ионов и потребление кислорода.

1.1.1. Вклад пассивной ионной проницаемости плазматической мембраны

в регуляцию энергетических затрат клетки

1.1.2. Роль АТФазных систем плазматических мембран в

регуляции энергетического обмена клеток.

1.2. Локализация АТФазных систем и ультраструктурные изменения

в клетках при различных воздействиях

Глава 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объект исследования

2.2. Методы исследования

2.2.1. Определение интенсивности дыхания

2.2.2. Определение и содержания ионов калия в растворе инкубации
2.2.3. Методика электрофизиологических исследований.
2.2.4. Определение образования супероксидного анионрадикала
2.2.5. Метод электронной микроскопии
2.2.6. Методика ультрацитохимического выявления локализации
АТФазной активности
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Структурнофункциональная характеристика клеток отсеченных
корней пшеницы при многочасовой инкубации.
3.2. Изменение ионной проницаемости, биоэлектрических характеристик плазмалеммы, локализации АТФазной активности, продукции супсроксида, ультраструктуры и дыхания клеток корней пшеницы
при действии хлорпромазина
3.3. Влияние грамицидина на проницаемость плазмалеммы для ионов, мембранный потенциал, мембранное сопротивление, локализацию АТФазной активности, продукцию супероксида, дыхание и ультраструктуру клеток корней пшеницы.
3.4. Влияние ДЦКД на проницаемость плазмалеммы, мембранный потенциал, мембранное сопротивление, продукцию супероксида, локализацию АТФазной активности, дыхание и ультраструктуру клеток корней пшеницы
3.5. Изменение ионной проницаемости, биоэлектрических характеристик, продукции супероксида, локализации АТФазной активности, дыхания
и ультраструтуры клеток корней при действии валиномицина
3.6. Действие валиномицина на формирование адаптивных процессов отсеченных корней пшеницы
3.7. Действие валиномицина на мембранный потенциал, дыхание
и Кпроницаемость клеток преинкубированных корней.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Для компенсации неизбежных утечек, например протонов и ионов калия, энергетические затраты клетки значительны 1, С. Изменения пассивного транспорта ионов неизбежно оказываются связанными с интенсивностью работы энзиматических систем активного транспорта ионов. Важно, что в данном случае затраты энергии направлены не только прямо на активный транспорт, но и синтез белков и липидов, благодаря которым поддерживается постоянство строения и свойств самих мембран клеток. В связи с проблемой вклада пассивной ионной проницаемости мембран в регуляцию энергетики клетки интерес представляют работы М. В.Савиной 7. С., где дается сравнительная характеристика затрат энергии на перенос ионов у пойкило и гомойотермных животных. Показано, что, например, у пойкилотермных животных митохондрии реализуют свой окислительный потенциал лишь на . При объяснении этого факта привлекаются сведения о зависимости интенсивности метаболизма от степени проницаемости мембран для ионов. Ионные концентрационные градиенты на мембране универсальны для всех клеток, начиная с простейших, поскольку ионная асимметрия, обеспечивающая возбудимость, раздражимость и т. Как удается клетке сохранять электрический потенциал и всегда быть готовой к восприя тию нервного импульса и к осуществлению рецепторной, информационной, сократительной, секреторной и других функций Ионы через ионные каналы диффундируют по концентрационному градиенту. Чтобы система не пришла в состояние термодинамического равновесия, ионные насосы, использующие энергию АТФ, должны постоянно откачивать и накачивать ионы против их концентрационных градиентов. Сколь интенсивно работают каналы и насосы в состоянии покоя Еще в году Хилл 1. С. написал . Ранее уже отмечалось, что мембраны играют большую роль, осуществляя взаимосвязь метаболизма и ионного гомеостаза. Известно, что большая доля энергии , вырабатываемой организмом в состоянии относительного покоя, тратится на воспроизведение и поддержание ионного гомеостаза посредством, например, АТФазы 6 3. Это означает, что электрохимические градиенты протонов на митохондриальной мембране а у растений и на плазмапемме 1. С. и ионов на цитоплазматической мембране непосредственно взаимодействуют друг с другом через АТФ. Обращает на себя внимание факт высокого дыхания у теплокровных, а это предопределено молекулярным устройством их клеточных мембран. У холоднокровных же имеет место низкая пассивная ионная проницаемость мембран, которая обусловлена сравнительно небольшим числом каналов. Это сокращает энергозатраты, необходимые для сохранения ионных градиентов. Именно поэтому их дыхание весьма низкое, они используют небольшие количества кислорода 7. С Поскольку каналы в функциональном отношении в 3 5 раз более эффективнее чем насосы, даже незначительное снижение их плотности в мембране или перевод в нефункциональное состояние очень резко сокращает потребность в энергии, необходимой для поддержания на мембране ионных концентрационных градиентов. При этом значительное подавление метаболизма, то, что Хочачка называет метаболическим арестом 2, не повлечет за собой нарушения ионного гомеостаза и мембранных функций вообще. Такая консервация критических состояний может иметь место в митохондриях, саркоплазматическом ретикулуме и других органеллах 3 1 9 6. Постулируется, что достаточно лишь разного количества каналов для пассивной утечки ионов в плазматической мембране, чтобы объяснить, например, способность холоднокровных и неспособность теплокровных позвоночных переносить гипоксию и гипотермию 7. С Подтверждением того, что пассивный ионный транспорт вносит существенный вклад в изменение энергетического баланса клеток, являются и другие работы, выполненные на различных объектах. Было показано, что любое нарушение мембраны, неизбирательное увеличение проницаемости, отравление энергетической системы или элементов, ответственных за активный транспорт, приводит к падению мембранного потенциала, усилению потоков натрия и кальция внутрь клеток, а калия наружу. Эти и другие изменения переменных ионного гомеостаза будут иметь качественно сходный характер у всех клеток.