Введение к работе
Актуальность про&иемн. Основными катионами в цитоплазме клеток являются ионы Са"*-1", К*, Na+, Н+. Потоки этих ионов через мембрану в значительной степени определяют концентрацию ионов в цитоплазме и, таким образом, влияют на активность ряда ключевых ферментов в клетке. Известно, что мюгие патологии сопровождаются нарушением ионного гомеостаза клетки.
Хорошей їлодельной системой для изучения ионного транспорта являются эритроциты. На мембране эритроцитов присутствует ряд систем сопряженного ионного транспорта и ионные каната. В последнее время интенсивно изучается Са++-зависп;.мй К^-канал эритроцитов, Ег.ерЕке обнаруженный на деэнергкзованньк клетках Гардошем (Gardos G., 1958). Механизм функционирования этого канала до сих пор не выяснен. Таким образом, исследование Са'1-'"-зависимого К+-канала на мембране эритроцитов позволит приблизиться к пониманию молекулярных механизмов транспорта ионов через мембрану, а также получить информацию об устройстве и с;ункционироЕакпи ион-транспортирующих систем.
Са++-заБисимый Х+-каяал, помимо энергетического истощения клеток (Gardos G., 1958), можно индуцировать ионофором двухвалентных 'катионов А23Г87, з-блокатором пропранололом (ыдп-ninen v., I97G; Pfeiffer D.H. et al., 1978), а такие элек-трондонорноіі системой аскорбат+ФМС (Garcia-Sanoho J. et al., 1979).
Наиболее интересно;! оказалась взаимосвязь Са++-зависиг.:ого К+-канала с оксидоредуктазной системой мембран эритроцитов.Известно, что в мембранах эритроцитов человека обнаружены НАДЯ-дегидрогеназная и НАДІ:цитохром с-редуктазная активности и ЦИТОХром В^ < Bruder G. et al., 1980).
В литературе существуют противоречивые мнения относительно связи Са++-завнспмого К+-каиала эритроцитов с активностью мембранных оксидоредуктазных компонентов. ІЛинер с соавторами отмечено отсутствие корреляции между Са^-зависимым К"*-ка-налом и НАЛН-дегидрогеназной активностью эритроцитов различных видев млекопитающих (Miner с. et al., 1963). По мнению
- г -
других исоладоаателей, хотя и Са"н"-зазисимый К^-канал и мембра несвязанная оксидоредуктаза являются различными белками, активность редркс-кешонент молет влиять на канал (Pohlaw Б. ot а1-. 1989). Таким образом, до сих пор не ясно, каковы регуля-торные механизм функционирования активируемой ионами Са++ калиевой проводимости эритроцитов.
Одним из проявлений патологического состояния организма может являться изменение физико-химических свойств мембран эритроцитов и связанного с этим распределения ионов в клетке.Исследование состояния эритроцитов при патологиях может дать ценную информацию о протекании патологического процесса и молекулярных механизмах нарушений мембранного транспорта.
Цель и задачи исследований. Основной целью настоящей работы является выяснение механизмов регуляции и условий сопряжения Са++-зависы.юго іС^-канала эритроцитов с окислительно-восстановительными компонентами мембран, а также изучение взаимосвязи ионной проницаемости клеток с физико-химическими изменениями мембран в норме и при некоторых сердечно-сосудистых патологиях.
В связи с этим были приняты к исследованию следующие задачи: I) изучить характеристики Са++-завиоимого К+-канала, индуцированного злектрон-донорноіі системой аскорбат+ФЫС и оксидан-том периодагом натрия. 2) Исследовать влияние классических ингибиторов энергетических процессов, ингибитора НДЦН-дегидроге-назы плазматических мембран, SH- реагентов, антиоксидантов и фенольних соединений с различным окислительно-восстановительным потенциалом на калиевую проницаемость эритроцитарных мембран. 3) Исследовать взаимосвязь калиевой проницаемости с пе-рекиеннм окислением липидов и зарядом на мембране эритроцитов при сердечных (приобретенные пороки сердца) и сосудистых (об-литерирующий эндаргериит и атеросклероз) заболеваниях.
Научная новизна и практическая ценность работы. В результате проведенных нами исследований было, показано, что увеличение активности Са^-зависимого Ю^-канала, индуцированного электрон-донорнок системой аскорбат+ФЫС, не связано с процессами ПОЛ эритроцитов. Установлена функциональная зависимость Са++-завк-симого К+-канала с редокс-компонентами мембран, а также учас-
тие sh- груші в работе этой системы. Впервые обнаружено модулирующее действие фенольній соединений с различным-, окислительно-восстановительным потенциалом на Са^-зависимую ^-проводимость. Это позволило выявить регуляторную взаимосвязь меяду степенью окислєкнссти (восстаноаіеішости) мембранных редокс-компонентов и работой Са++-зависимого ^-канала.
Впервые показано, что периода? натрия индуцирует калиевую и Са++-зависимую К+-ироводимость эритроцитов, однако, в данном случае, выход калия не регулируется степенью восстановленное мембранных компонентов.
Выявлено, что при сердечно-сосудистых заболеваниях физико-химические изменения мембран эритроцитов сопровождаются нарушениями ионного транспорта. Полученные данные, наряду с хирургическим лечением этих заболевании, дают возможность рекомендовать терашш, направленную на коррекцию состояния эритроцитов у предоперационных больных, что позеолит уменьшить возможные послеоперационные ослоанения. Результаты исследований внедрены в практику Института хирургии им.А.Д.Ыакаеляка МЗ РА.
Апробация работы. Основной материал диссертационной работы обсуждался на научных семинарах лаборатории энергообмена и биологически активных веществ и был апробирован на заседании Ученого совета Института хирургии им.А.Л.Ыикаеляна МЗ РА.
Результаты исследований были представлены и доложены на У научной сессии "Актуальные вопросы реконструктивной и восстановительной хирурги;:" (Иркутск, 1987), на всесоюзном совещании "Энергетические аспекты клеточной физиологии" (Пушино, IS88), на всесоюзной конференции "Ионный транспорт к регуляция функции клетки" (Ленинград, 1980).
Публикации. По результатам исследований опубликовало G работ, в том числе 4 статьи.
Объем работы. Диссертация изложена на 116 страницах капи-нописного текста и содержит 7 таблиц и 18 рисунков. Библиография включает 169 наименований литературных источников.
Структура диссертации. Работа состоит из введения, четкрех глав; I - обзор литературы, П - материалы и к-етоды исследований, Ш - результаты исследований, ІУ - обсуждение результатов; выводов и списка использованной литературы.