Влияние мембранотропных соединений на стабильность и электрофизиологические свойства вакуолярных мембран

• Автор: Нурминский, Вадим Николаевич
• Шифр специальности: 03.00.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 143 с. : ил

1.1. Типы мембранотропного влияния веществ.

1.2. Мембранотропные соединения

1.2.1. Редоксагенты.

1.2.2. Ионы тяжелых металлов

1.2.3. Протекторные соединения

1.2.4. Детергенты.

1.2.5. Активаторы и ингибиторы слияния мембран

1.2.6. Ионофоры и каналоформеры.

1.2.7. Полимерные соединения

Глава 2. Подходы к исследованию мембранотропного действия веществ

2.1. Объекты для исследований реакции биологических мембран на действие веществ.

2.2. Методы исследования мембранотропных эффектов.
2.2.1. Электрофизиологические методы
2.2.2. Физические методы
2.3. Постановка задач диссертационной работы
Экспериментальная часть.
Глава 3. Объект и методы исследования.
3.1. Растительный материал
3.2. Выделение вакуолей
3.3. Растворы.
3.4. Компьютерная цейтрафферная видеосъемка микроскопических образцов.
3.4.1. Экспериментальная установка
3.4.2. Схемы экспериментов
3.5. Пэтчкламп измерения.
3.5.1. Приготовление микропипеток для пэтчкламп измерений
3.5.2. Система регистрации
ф 3.5.3. Методика пэтчкламп измерений
3.5.4. Обработка результатов измерений
3.6. Статистический анализ
3.7. Использованные реактивы
Результаты исследований
Глава 4. Влияние мембранотропных соединений на стабильность изолированных вакуолей
4.1. Редоксагенты
4.1.1. Пероксид водорода
4.1.2. Аскорбиновая кислота.
4.1.3. Редокспара глутатиона.
4.1.4. Дитиотреитол.
4.1.5. Диметилсульфоксид
4.1.6. Дигидроквсрцетин.
4.2. Полимерные соединения
4.2.1. Поливииилпирролидон
4.2.2. Арабиногалактан
4.2.3. Альбумины
4.3. Стимуляторы роста растений амбиол, фонк, бихол
4.4. Сравнительный анализ влияния биологически активных веществ на стабильность мембраны изолированной вакуоли.
Глава 5. Действие диметилсульфоксида на электропроводность мембраны изолированной вакуоли
Общее обсуждение
Библиографический список использованной литературы
Введение


В аэробных условиях в клетке в ходе дыхания постоянно образуются так называемые активные формы кислорода АФК, или прооксиданты. Зенков и Меньшикова, . К ним относятся супероксидный анионрадикал , пергидроксильный радикал Н, перекись водорода Н2, гидроксильный радикал ОН, синглетный кислород гипогалоиды ОСГ, ОВГ, ОГ, псрекисный радикал , алкоксильный радикал . В цитоплазме АФК вовлечены как в аэробные биохимические процессы например, фотосинтез, окисление метаболитов и др. АФК также участвуют в процессах перекисного окисления липидов ПОЛ Владимиров и др. В живой клетке активность АФК контролируется защитными системами со специализированными ферментативными и неферментативными антиоксидантами АО, в которых существенное значение имеют низкомолекулярные вещества глутатион, аскорбиновая кислота, токоферол, и др Под АО понимают класс веществ, в который входят соединения, снижающие активность радикальных окислительных процессов по одному или нескольким механизмам. При этом различают превентивные АО изменяющие структурную организацию субстрата окисления, снижающие концентрацию , связывающие или окисляющие ионы металлов переменной валентности и осуществляющие перевод перекисей в стабильные продукты окисления спирты, альдегиды, кстоны и ингибиторы радикалов АФК или органических радикалов i i, . АФК оказывают влияние на основные компоненты мембраны рис. При воздействии на липидный бислой АФК индуцируют или принимают участие в процессах ПОЛ. Известно, что ПОЛ имеет цепной характер и включает следующие стадии инициацию, продолжение, разветвление и обрыв цепи. На стадии инициации под действием ионизирующей радиации, ультрафиолетовой компоненты солнечного излучения, некоторых химических веществ, озона воздуха и других воздействий происходит образование органических радикалов . В результате такого взаимодействия образуется псроксирадикал Я, среднее время жизни которого в биологических субстратах равно 7 с. В свою очередь Я атакует ненасыщенные липиды. Возникновение в результате этой реакции нового радикала Я способствует продолжению окислительной цепи Я Я, Я ЯН ЯООН Я. Возникающие в результате окисления органические перекиси могут включаться в процесс генерации радикалов, так как в присутствии металлов переменной валентности , Со2, 2, V2, 2 наблюдается разложение с образованием реакционного алкоксильного радикала ЯО 0ЬГ Меп4,. Не все радикалы и продолжают участвовать в цепных реакциях, часть их рекомбинирует с образованием неактивных продуктов . В результате реакции диспропорционирования перекисных радикалов образуются молекулярные продукты в возбужденном состоянии, переход которых в основное состояние может сопровождаться излучением кванта света Р Р v. Обрыв цепных реакций ПОЛ возможен также при взаимодействии радикалов с антиоксидантами. В результате ПОЛ изменяется структура мембраны. Так, например, в искусственных мембранах окисление липидов устраняло образование нанодоменов . Структурные изменения липидного бислоя мембраны приводят к нарушению его барьерных свойств. Сильные окислители например, ОН, кроме того, вызывают повреждения белков мембраны. В обзоре Владимиров, приведена классификация видов действия ПОЛ на биологические мембраны, в которой различают влияние пероксидации на барьерные свойства мембраны и на физические свойства липидной фазы. Из всех соединении с АФК наиболее стабильна перекись водорода. Молекулы Н2 не имеют электрического заряда и поэтому легко проникают через биологические мембраны. Н2 является окислителем умеренной силы она способна окислять такие соединения, как тиолы. Цитотоксический эффект Н2 объясняется тем, что внутри клетки она может разлагаться с образованием гидроксильного радикала НО, обладающего очень высокой реакционной способностью. Наиболее часто в литературе рассматривается разложение Н2 ионами железа в результате реакции Фентона Н2 2 НО 3 Поэтому Н2 вместе с ионами 2 обычно используют в экспериментах по изучению окислительных процессов в мембране. Выявлено, что введение перекиси водорода в суспензию клеток .