Введение к работе
Актуальность. Механизм взаимосвязи отдельно циркулирующих в организме клеток - клеток крови,- с целым организмом предста&тяет собой актуальную проблему современной биофизики и медицины. В связи с этим предстаатяет интерес анализ котіепцші биозлектрігческой системы регуляции процессов жизнедеятельности, развиваемой Зацепиной Г. Н. с соавторами.
Ранее Зацепиной Г.Н. с соавторами было показано, что изменения распределения разностей электрических потенциалов по коже млекопитающего и изменения мембранных потенциалов лимфоцитов взаимосвязаны. Однако, можно предположить, что лимфоциты - клетки имунной системы, выполняют в организме специфическую функцию и именно ею обусловлена эта взаимосвязь.
В связи с этим представляло интерес сравнительное исследование изменения мембранных потенциалов клеток, выполняющих принципиально различные функции в организме - лимфоцитов и эритроцитов,- в разных состояниях жизнедеятельности организма и их изменений in vitro при действии на клетки различных физико-хишгческих факторов.
Клетки функционируют в естественной воде, в которой кроме НзО содержатся и другие изотопы воды. Предстаатяет интерес выяснение роли различных изотопов молекул воды в процессах жизнедеятельности клетки и организма. Наше исследование роли изотопного состава молекулы воды мы начали с ВіО.Известно из литературы, что малые концентрации D2O активируют все процессы жизнедеятельности клеток, в том числе и процессы их роста и деления. Большие же концентрации D2O оказывают на клетки ингибирующее действие.
В связи с этим одновременное исследование действия DiO на физиологическое состояние клеток, их электрические характеристики и внутриклеточное рН представляет несомненный интерес.
В качестве различных физиологических состояний организма были выбраны : 1) состояние организма, в котором развивается общая реакция организма на повреждение (ОРП) в ответ на однократное подкожное введение физраствора или косточкового масла, 2) индуцированный канцерогенез, вызванный однократной инъекцией канцерогена в том же растворителе, 3) состояние "контроль" - здоровые животные.
В работе были исследованы способности эритроцитов и лимфоцитов мышей адаптироваться к изменению условий внешней среды in vitro -тоничности среды, и действию уабаина ( инпібитора активного транспорта
ионов (Na/K-АТФазы)), в средах разного изотопного состава в разных состояшіях жизнедеятельности организма.
Цель работы состояла в исследовании действия различных физико-химических факторов и изотопного состава воды на электрическую систему регуляции процессов жизнедеятельности клеток крови.
Научная новизна.
-
Выполненные исследования показали, что значения среднего мембранного потенциала эритроцитов и лимфоцитов мышей различны в разных состояниях жизнедеятельности организма и изменяются аналогичным образом в ответ на изменение внешних условий.
-
Показано, что значения внутриклеточного рН и мембранного потенциала лимфоцитов связаны между собой линейной зависимостью в разных состояниях жизнедеятельности организма.
-
Показано, что внутриклеточное рН лимфоцитов регулируется в гипотонической среде. Кинетики регуляции этого параметра существенно различны в трех различных состояниях жизнедеятельности организма.
4) Показано, что значения среднего мембранного потенциала
лимфоцитов в различных состояниях жизнедеятельности изменяются при
изменении изотопного состава воды.
5) Обнаружено, что калибровочные кривые флюоресценции зонда
BCECF при различных рН различны в средах Е^О, 1% D2O и 100% D2O.
6) Показано, что внутриклеточное рН сдвигается в кислую сторону в 1% D2O и в шелочную сторону в 100% D2O для клеток в трех разных состояниях жизнедеятельности.
7) Малые концентрации D2O переводят состояния контроля и ОРП друг в друга.
S) Большие концентрации D2O нивелируют различия в состояниях контроля и ОРП.
9) Состояние ИК автономно, и его не удалось перевести ни в какое
другое состояние посредством используемых нами воздействий.
-
На основании выполненного исследования кинетик регуляции мембранных потенциалов, диаметров и рН клеток в условиях гипотонии в средах разного изотопного состава с уабаином и без него сделан вывод, что адаптационные способности клеток определяются значением их среднего мембранного потенциала.
-
Выполнен сравнительный анализ влияния уабаина и D2O на нативную клетку.
Практическое значение работы. .Полученные в работе различия значений мембранных потенциалов ук внутриклеточных рН лимфоцтов и
эритроцитов в процессах их адаптации к действию различных физико-химических факторов в разных физиологических состояниях млекопитающего позволяет осуществлять диагностику состояния млекопитающего.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, выводов, списка цитируемой литературы, содержащего }%0 источников. Диссертация изложена на //^страницах машинописного текста, содержит 3S рисунков и Ч таблиц.
Апробация работы. Материалы диссертации неоднократно докладывались на научном семінаре кафедры биофизики физического факультета, а также на международном симпозиуме "Биологическая подвижность" в г. Пушино 25 сент.-1 окт. 1994г., на международном симпозиуме "Progress in Biomedical Optics" в Лос-Анджелисе (Калифорния) 24-26 января 1994г. и на европейском симпозиуме "Biomedical Optics" в Лиле (Франция) 6-Ю сентября 1994г.
Публикация результатов. Основные результаты работы изложены в 4 печатных работах.