Содержание к диссертации
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 4 стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА I. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДІ ИССЛЕДОВАНИЯ 26
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ НА ІШПРЕГНИРОВАННЬІХ ЛИШДОПОДОБШМИ
ВЕЩЕСТВАМИ УЛЬТРАФИЛЬТРАХ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ! СВОЙСТВ
ЕИОМШБРАН 35
ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ ПРОНИЦАЕМОСТИ Ж'ШРЕГНИРОВАННЫХ ФИЛЬТРОВ
ЛДЯ ВОДЫ 47
ГЛАВА 4. ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ КАК ПЕРЕНОСЧИКИ ОДНОВАЛЕНТНЫХ
КАТИОНОВ
I. Электронейтральный К+ - Н+ - обмен на импрегни-
рованных ультрафильтрах, индуцированный жирны
ми кислотами 54
2. Изучение электрогенных процессов на импрегни-
рованных жирными кислотами ультрафильтрах . . 70 3. Механизм действия переносчиков, стимулирующих
электронейтральный обмен ионов 84
4. Возможная роль свободных жирных кислот как
ионофоров в регуляции мембранного транспорта 95 5. Зависимость времени задержки от содержания
переносчика в жидкой мембране 103
ГЛАВА 5. ДЖЕРГЕНТОПОДОБНЫЕ СВОЙСТВА АМИНАЗИНА И РЯДА
АНТИДЕПРЕССАНТОВ 112
ГЛАВА 6. ИОНООБМЕННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РНЛАНТАДИНА С ИМПРЕГ-
НИРОВАННШИ УЛЬТРАФИЛЬТРАМИ 127
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 139
ВЫВОда 147
ЛИТЕРАТУРА 149
- 4 -Список сокращений
-
ЕПМ - бислойная липидная мембрана
-
ПАВ - поверхностно-активные вещества
-
ЯЇ'ЛР - ядерный магнитный резонанс
-
ЭПР - электронный парамагнитный резонанс
-
и-БЭЛК - изо-бутиловый эфир лауриновой кислоты
-
Ж - жирная кислота
-
ИФ - импрегнированный фильтр
-
СССР- карбонилцианид- м -хлорфенилгидразон
-
ТТЕВ- 4,5,6,7-тетрахлор-2-трифторметилбензимидазол
-
ДТЕВ- 5,6-дихлор-2-трифторметилбензимидазол
-
2,4-ДНФ - 2,4-динитрофенол
-
Нем - ремантадин
Введение к работе
Массовый поиск новых биологически активных веществ, а также детальное изучение механизмов их фармакологического действия на организм, является одной из актуальных задач современной медицинской биофизики. Решение этой задачи должно основываться на сочетании различных методических подходов и не может ограничиваться только опытами на животных. Все большее количество исследований проводится на органном, тканевом, клеточном и субклеточном уровнях. Однако проведение экспериментов на этих системах во многих случаях сопряжено с возможностью неоднозначной интерпретации результатов, обусловленной исключительной сложностью и многокомпонент-ностью природных объектов.
Детальное изучение физико-химических механизмов действия веществ возможно во многих случаях лишь благодаря использованию различных модельных систем. В современной мембранологии наиболее известными и широко применяемыми модельными системами являются монослои липидов, бислойные лишщные мембраны (ЕЛМ) и липосомы. На этих моделях удалось исследовать механизмы действия мембрано-активных комплексонов, глубже понять многие физико-химичесіше характеристики биологических мембран, выяснить основные факторы, определяющие белок-липидные взаимодействия и т.д. В то же время эксперименты на модельных мембранах такого типа сопряжены с рядом трудностей как принципиального, так и методического характера. Одно из основных требований, предъявляемых к модельным системам, заключается в соответствии их свойств свойствам моделируемого объекта. Это соответствие далеко не всегда наблюдается при сравнении характеристик биологических мембран и таких моделей, как монослои, ЕЛМ, липосомы. Методические трудности, возникающие при работе с этими моделями, как правило, связаны либо с их низкой стабильностью (монослои, БШ), либо с малыми размерами (липосомы, ШМ).
При решении ряда задач особенно удобными оказались небислой-ные модельные мембраны, среди которых простейшими являются слои органического растворителя, разделяющие две водные фазы \_1,2 J. Значительное число работ было выполнено на мембранных ультрафильтрах из различных полимерных материалов |_ 3 J . Такие системы после пропитки органическим растворителем и введения модификатора могут использоваться не только для решения биофизических задач, но и для создания ион-селективных электродов [ 4 J , очистки воды [о] и т.д., и находят все более широкое применение на практике. Большие размеры, стабильность, воспроизводимость результатов, простота в работе делают эти мембраны весьма удобными в эксперименте.
Целью данной работы являлась разработка новой модели биологической мембраны макроскопических размеров и демонстрация возможностей ее применения для исследований физико-химических факторов, определяющих проницаемость биологических мембран, а также для проведения скрининга и изучения механизмов действия мембрано-т ропных с о единений.
В литературном обзоре рассмотрены наиболее известные модельные системы (монослои, ЇШ.Ї, липосомы), а также различные небислой-ыые искусственные мембраны. Наиболее подробно рассмотрены работы, в которых в качестве модели биомембраны использовались импрегни-рованные ультрафильтры.
После описания использованных материалов и методов (глава I) в диссертации рассмотрены основные характеристики предложенной нами новой модели биологической мембраны, представляющей собой нитроацетатцеллюлозные ультрафильтры, импрегнированные жидкими аналогами липидов, например, жирными кислотами или их эфирами. Эта модель по ряду физико-химических свойств (удельные электри- ческие сопротивление и емкость, проницаемость по воде, наличие катион-катионной и катион-анионной селективности и т.д.) близка к биологическим мембранам (глава 2,3). На предложенной модели изучены все основные физико-химические характеристики, определяющие ионофорную активность олеиновой и других жирных кислот.Полученные результаты использованы для анализа роли жирных кислот в регуляпди ионного транспорта через биомембраны (глава 4).
Б главе 5 показано, что аминазин, а также ряд, антидепрессантов в достаточно высоких концентрациях приводят к нарушению барьерных свойств импрегнированных фильтров, что связано с детергенто-подобными свойствами этих агентов. Обнаружена взаимосвязь таких эффектов и побочного токсического влияния этих препаратов на биомембраны.
На примере противовирусного препарата ремантадина показано, что органические катионы способны вступать в реакции ионного обмена с протонами на локализованных в мембране карбоксильных группах, а также изменять сопротивление и мембранный потенциал (глава 6).
Проведенный в заключении анализ полученных результатов позволяет глубже понять физико-химические механизмы, определяющие проницаемость биологических мембран. Проведенные модельные эксперименты свидетельствуют о существенной роли в этих процессах областей контакта белков и лжщдов. Благодаря своим физико-химическим свойствам импрегнированные жидкими аналогами липидов ультрафильтры могут использоваться для проведения массовых первичных испытаний химических соединений на мембранотропную активность и в ряде случаев - для изучения механизмов их действия.
