Цена доставки диссертации от 500 рублей 

Поиск:

Каталог / БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ / Биофизика

Особенности транспорта кислорода через мембрану эритроцитов

Диссертация

Автор: Локтюшкин, Алексей Владимирович

Заглавие: Особенности транспорта кислорода через мембрану эритроцитов

Справка об оригинале: Локтюшкин, Алексей Владимирович. Особенности транспорта кислорода через мембрану эритроцитов : диссертация ... кандидата биологических наук : 03.00.02 / Локтюшкин Алексей Владимирович; [Место защиты: Моск. гос. ун-т им. М.В. Ломоносова. Биол. фак.] - Москва, 2009 - Количество страниц: 135 с. ил. Москва, 2009 135 c. :

Физическое описание: 135 стр.

Выходные данные: Москва, 2009






Содержание:

Список сокращений
Введение
Глава 1 Обзор литературы
11 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 13 Диффузия через белковые поры
1 14 Структура белков семейства аквапоринов
1 1 5 Роль аквапоринов в транспорте газов (СО2, NH3 и NO) через биологические мембраны и модельные мембранные системы
1 16 Роль белка полосы 3 и комплекса белков резус-фактора в транспорте газов (СО2 и NH3) через биологические мембраны
1 2 Проницаемость биологических и модельных мембран для кислорода
12 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
1 3 Основные характеристики процесса связывания кислорода эритроцитами по данным струевых методов
13 1 Поглощение кислорода эритроцитами
1 3 2 Дезоксигенация гемоглобина эритроцитов в присутствии дитио-нита натрия
Цели и задачи исследования
Глава 2 Материалы и методы
2 1 Измерение коэффициента проницаемости для кислорода монослойных мембран из суммарных липидов эритроцитов
2 1 1 Выделение суммарных липидов из эритроцитов
2 12 Измерение коэффициента проницаемости для кислорода
2 2 Кинетические эксперименты
2 2 1 Описание экспериментальной установки
2 2 2 Определение скорости поглощения роданит-иона эритроцитами
2 2 3 Определение скорости поглощения 02 и СО эритроцитами
2 2 4 Определение коэффициента осмотической водной проницаемости мембраны эритроцитов
2 2 5 Регистрация кинетических кривых взаимодействия гемоглобина и Ог в гомогенном растворе
2 3 Регистрация кривых диссоциации оксигемоглобина эритроцитов
2 4 Определение микровязкости липидного бислоя мембраны эритроцитов
Глава 3 Результаты и обсуждение
31 Проницаемость липидного компонента мембран эритроцитов для кислорода
3 2 Влияние ингибиторов мембранного транспорта на скорость поглощения кислорода эритроцитами
32 1 ДИДС
32 2 HgCl2 и гсХМБ
33 Влияние HgCl2 и гсХМБ на кинетику реакции гемоглобина и кислорода в гомогенном растворе
3 4 Влияние HgCl2 на кривую диссоциации оксигемоглобина
35 Влияние HgCl2 на микровязкость липидного бислоя мембраны эритроцитов
3 6 Структурные основы и физиологическая значимость транспорта через мембрану эритроцитов с участием мембранных белков

Введение:
Функцию переноса молекулярного кислорода от легких к клеткампотребителям у позвоночных животных и человека выполняют специализированные клетки крови - эритроциты. Они наполнены железосодержащим белком гемоглобином, составляющим до 94% сухой массы клетки. В капиллярах легких человека насыщение гемоглобина эритроцитов кислородом происходит за четверть секунды (West, 1985; Endeward et al, 2006). При этом в цитоплазму эритроцита проникает примерно третья часть переносимого им кислорода. Очевидно, что столь быстрая оксигенация эритроцитарного гемоглобина в легких возможна лишь при условии существования весьма интенсивного переноса кислорода через мембрану эритроцитов.Известно, что мембрана эритроцитов не оказывает существенного сопротивления для диффузии кислорода (Kreuzer, Yahr, 1960). Подтверждение этому было получено в модельных экспериментах, выполненных методом остановленной струи. С помощью этого метода можно наблюдать кинетику процесса переноса кислорода из внешней среды в цитоплазму эритроцитов по изменению во времени соотношения окси- и дезоксигемоглобина (Hartridge, Roughton, 1927). Полученные этим методом результаты показали, что скорость поглощения 0 2 эритроцитами определяется скоростью диффузии, а не химической реакцией взаимодействия 0 2 с гемоглобином в клетке.Установлено, что основным диффузионным барьером, определяющим скорость переноса 0 2 в цитоплазму эритроцитов, является высокое диффузионное сопротивление неперемешиваемого слоя воды, окружающего клетку, а вклад сопротивления мембраны незначителен (Coin, Olson, 1979; Huxley, Kutchai, 1981; Vandegriff, Olson, 1984; Holland et al, 1985; Yamaguchi et al, 1985). Объем, качество и уровень теоретического анализа экспериментального материала, подтверждающего надежность этих представлений, оказались настолько убедительными, что дальнейшие исследования роли мембраны в кислородном газообмене эритроцитов с помощью метода остановленной струи были фактически свернуты более 20 лет тому назад.Высокая проницаемость мембран эритроцитов для кислорода может быть обусловлена высокой проницаемостью липидного бислоя. Такое объяснение основано на традиционном предположении о том, что проницаемость для кислорода липидного бислоя биологических и модельных мембран близка к проницаемости слоя воды аналогичной толщины. Эти представления вытекают, в основном, из результатов косвенных экспериментов с использованием флуоресцентных и спиновых зондов (Fischkoff, Vanderkooi, 1975; Subczynski et ah, 1981; 1989; 1991; 1992; Kusumi eta!., 1982; 1986; Ligeza et al, 1998; Subczynski, Wisniewska, 2000; Widomska et al, 2007).Этой точке зрения, однако, противоречит тот факт, что величина микровязкости липидного бислоя биологических мембран примерно на два порядка выше вязкости воды (Cogan et al, 1973; Edidin, 1974; Sinensky, 1974).В соответствии с законами диффузии, подвижности молекул кислорода в таких средах должны сильно различаться. С этим согласуются результаты прямых измерений трансмембранных диффузионных потоков 0 2 через моно-слойные липидные мембраны (Blank, 1962; Гуськова и соавт., 2000; Федоров и соавт., 2000; Ivanov et al, 2004).В связи с этим, приобретает актуальность вопрос о существовании дополнительных путей переноса молекулярного кислорода через мембрану эритроцитов человека наряду с простой диффузией через липидный бислой.К настоящему времени показано, что некоторые малые незаряженные молекулы (С02, NO, NH3, Н 2 0, Н 20 2) могут проникать через биологические мембраны при участии белковых пор. Возможно, что белки обеспечивают высокую проницаемость мембран эритроцитов человека и для кислорода.