Анализ участия электрогенного насоса плазматических мембран в формировании потенциала действия у высших растений

• Автор: Воденеев, Владимир Анатольевич
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 109 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений и условных обозначений

Введение

Глава 1. Механизмы биоэлектрогенеза у высших растений в покое и при возбуждении

1.1. Механизм генерации потенциала покоя в клетках

высших растений

1.1.1. Природа пассивной диффузионной компоненты мембранного потенциала

1.1.2. Природа электрогенной метаболической компоненты мембранного потенциала

1.1.3. Эквивалентная электрическая цепь плазматической мембраны

1.2. Механизм генерации потенциалов действия у высших

растений.
Глава 2. Объект и методы исследования
2.1. Объект исследования.
2.2. Методы исследования.
2.2.1. Регистрация мембранного потенциала клеток .
2.2.2. Внеклеточная поверхностная регистрация электрической активности
2.2.3. Дозированное изменение температуры и ее регистрация
2.2.4. Выделение фракции, обогащенной плазматическими мембранами, методом дифференциального
ультрацентрифугирования.
2.2.5. Определение АТФазной активности во фракции изолированных плазматических мембран
2.2.6. Определение величины и разности потенциалов на везикулах фракции плазматических мембран
методом флуоресцентных зондов.
2.3. Статистическая обработка результатов
Глава 3. Зависимость процесса генерации потенциалов действия в клетках стебля тыквы от величины метаболической компоненты мембранного потенциала.
3.1. Особенности потенциалов действия, возникающих в клетках стебля тыквы в ответ на постепенное локальное охлаждение.
3.2. Связь импульсной электрической активности клеток стебля тыквы с величиной метаболической компоненты
мембранного потенциала.
3.3. Генерация потенциалов действия в условиях исключающих возникновение пассивных потоков
основных ПДобразующих ионов СГи К
Глава 4. Анализ участия электрогенного насоса плазматических мембран в генерации фазы реполяризации потенциала действия.
4.1. Зависимость скорости изменения мембранного потенциала
от его величины во время генерации потенциала действия.
4.2. Особенности формирования фазы реполяризации
потенциала действия в средах с различным ионным составом.
Глава 5. Анализ участия Ннасоса плазматических
мембран в формировании фазы деполяризации потенциала действия
5.1. Зависимость активности НАТФазы плазматических
мембран от концентрации ионов Са2.
5.2. Особенности формирования фазы деполяризации потенциала действия при действии ингибиторов и
активаторов НАТФазы плазматических мембран
Заключение
Список литературы


ПД у высших растений являются не просто неким экзотическим феноменом, а выполняют важную физиологическую функцию, обеспечивая быструю связь между частями растительного организма vi, Опритов, . В частности, ПД играют существенную роль в предадаптации растений к неблагоприятным условиям окружающей среды Ретивин и др. Духовный, и т. В связи с важной ролью импульсной электрической активности в жизнедеятельности биологических объектов, механизмы процесса генерации ПД в возбудимых клетках давно привлекают внимание исследователей. К настоящему времени наибольшие успехи достигнуты при изучении механизмов этого процесса в нервных волокнах животных Иост, Ходоров, i, и гигантских по размерам клетках ряда водорослей прежде всего, харовых Берестовский и др. v . i, . Менее исследованным остается процесс генерации ПД в клетках высших растений. Между тем, изучение природы распространяющегося возбуждения у высших растений важно не только для выявления особенностей этого процесса у данного объекта, но и для понимания эволюции механизмов генерации ПД в живых организмах в целом. Исследование природы ПД значимо также для раскрытия механизмов преобразования электрических сигналов в функциональный ответ у высших растений. АЬе, i, i, Опритов, Ретивин, i, . Что же касается фазы реполяризации импульсов, то е формирование связывают обычно с выходящим из клетки потоком ионов калия Опритов, Ретивин, Ретивин, Опритов, . То есть, согласно существующим представлениям, формирование ПД в клетках высших растений связано с пассивными потоками ионов, подобно тому, как это имеет место при генерации нервного импульса. В то же время известно, что во время генерации импульса в клетках высших растений, в отличие от животных, имеет место значительное изменение концентраций основных ПДобразующих ионов Опритов, Ретивин, , i, , , . Однако при этом клетки высших растений могут генерировать не только одиночные импульсы, но и серии ПД Духовный, Пятыгин, Опритов, i, iv, . Следует отметить, что при генерации серии импульсов временной интервал между ними меньше, чем время, необходимое для восстановления ионного гомеостаза Ретивин, . Это наводит на мысль о том. ПДобразующих ионов iv, i, , но и может принимать непосредственное участие в формировании ПД. Цель и основные задачи исследования. Целью работы является изучение возможности непосредственного участия электрогенного насоса плазматических мембран ПМ в генерации ПД в возбудимых клетках высшего растения тыквы i рвро . Научная новизна. В ходе проведенного исследования показано, что способность генерировать ПД зависит от величины ЕР возбудимых клеток высших растений. Амплитуда ПД АПд прямо пропорциональна величине ЕР и не обнаруживает отчетливой зависимости от величины диффузионной компоненты . Впервые показана возможность генерации ПД клетками i рвро в условиях, исключающих возникновение пассивных потоков ПДобразующих ионов. При этом ПД формируются, повидимому, при участии преимущественно электрогенного насоса ПМ. Обнаружено, что фаза реполяризации ПД развивается в два этапа. Полученные данные свидетельствуют, что второй этап фазы реполяризации, обладающий высокой температурной чувствительностью, связан, вероятнее всего, с работой электрогенного насоса ПМ. Показана принципиальная возможность участия электрогенного насоса ПМ в формировании фазы деполяризации ПД за счет его временной инактивации, вызванной повышением концентрации ионов Са2 в цитозоле клеток высших растений в начальный момент возбуждения. Время инактивации Ннасоса сопоставимо со временем формирования переднего фронта ПД в клетках объекта. Предложена схема генерации ПД в клетках высших растений, учитывающая вклад в этот процесс наряду с пассивными ионными потоками переходного изменения активности электрогенного насоса ПМ. Научнопрактическое значение. Результаты работы углубляют понимание механизмов генерации ПД в клетках высших растений.