.

Вплив температури на агрегацію тромбоцитів у нормі та при дії гамма-опромінення: Автореф. дис… канд. фіз.-мат. наук / В.П. Берест, Харк. держ. ун-т.

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 2607
Скачать документ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ
ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БЕРЕСТ Володимир Петрович

УДК 577.3.05:57.043

ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРИ НА АГРЕГАЦІЮ ТРОМБОЦИТІВ
У НОРМІ ТА ПРИ ДІЇ ГАММА-ОПРОМІНЕННЯ

03.00.02 – біофізика

Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата фізико-математичних наук

Харків – 1999
Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Харківському державному університеті.

Науковий керівник:
кандидат біологічних наук, доцент Гаташ Сергій Васильович, Харківський державний університет, кафедра молекулярної та прикладної біофізики, доцент

Офіційні опоненти:
 доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Лисецький Лонгін Миколайович, Інститут монокристалів НАН України, провідний науковий співробітник (м. Харків);
 доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Осецький Олександр Іванович, Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, провідний науковий співробітник (м. Харків)

Провідна установа:
Київський національний університет ім. Т.Шевченка, кафедра біофізики (м. Київ).

Захист відбудеться “30” вересня 1999 року о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.051.13 у Харківському державному університеті, 310077, м. Харків, пл. Свободи, 4, ауд. 7-4.

З дисертацією можна ознайомитися у Центральній науковій бібліотеці Харківського державного університету: 310077, м. Харків, пл. Свободи, 4.

Автореферат розісланий “28” серпня 1999 року

Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Гаташ С.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. З’ясування зв’язку між структурним станом і функціональною активністю біологічних макромолекул, мембранних систем і клітин є однією з найважливіших і актуальних задач сучасної молекулярної і клітинної біофізики. Вивчення впливу температури на конформацію білків, структурних компонентів біомембран і характер протікання процесів у живих клітинах дає інформацію, як про механізми функціонування біосистем, так і про діапазон фізіологічно значимих умов їх існування. В наш час для багатьох об’єктів і процесів температурозалежні конформаційні зміни (розчинних і мембранних інтегральних білків) та функціональні особливості (агрегація і міжклітинні взаємодії) ще далеко не з’ясовані. Визначення механізмів агрегації тромбоцитів і їх взаємодії з білком крові фібриногеном мало б велике значення як для встановлення фундаментальних закономірностей біосистем, так і для медико-біологічної практики, зокрема клінічної діагностики, консервації крові, фармакології тощо. Вивчення механізму радіаційно-індукованих змін тромбоцитарної ланки системи гемостазу важливе для радіаційної біофізики й медицини, визначення механізмів променевої патології, розробки радіопротекторів і методів довготривалого зберігання препаратів крові. Найменш вивченим є вплив малих доз опромінення і дія інкорпорованих радіонуклідів, особливо “чорнобильського спектру”, що значною мірою ускладнює ранню діагностику променевих ушкоджень.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконувалась у відповідності з планом науково-дослідних робіт кафедри молекулярної та прикладної біофізики ХДУ за проектом Державного фонду фундаментальних досліджень № 2.4/764 (договір № Ф4/280-27) “Дослідження молекулярних механізмів дії гамма-опромінення на ДНК, фібриноген та міжклітинні взаємодії”, та за програмою Міносвіти “Здоров’я людини” за координаційним планом “Взаємодія електромагнітного випромінювання та потоків заряджених частинок з речовиною” (теми “Дослідження гідратації макромолекул і механізмів їх взаємодії з іонізуючим випромінюванням” № держреєстрації 0197U016740 та “Дослідження впливу іонізуючого випромінювання і біологічно-активних речовин на клітини та організми” № держреєстрації 0197U016741).
Мета і задачі дослідження. Метою дослідження було з’ясування молекулярних механізмів впливу температури в області 4-44С на агрегацію нативних та опромінених тромбоцитів. Для досягнення цієї мети вирішувались такі задачі:
1. Визначити обумовлені температурою і гамма-опроміненням зміни стану клітинної мембрани тромбоцитів та конформації білка крові фібриногену методами НВЧ-діелектрометрії та УФ-спектроскопії.
2. Встановити залежність параметрів агрегації тромбоцитів, індукованої різними агоністами, від температури в області 4-44С оптичними методами.
3. Розробити математичні моделі динаміки утворення агрегатів тромбоцитів і визначити величини кінетичних констант агрегації при різних температурах.
4. Вивчити вплив гамма-опромінення (10-250 Гр) in vitro та хронічного низькодозового зовнішнього і внутрішнього опромінення організму на функціональні властивості тромбоцитів людини і щурів.
Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що вперше експериментально встановлено існування конформаційного переходу у молекулі фібриногену людини при температурі 18-22°С і структурні зміни при опроміненні його розчинів дозою 40-60 Гр, що супроводжуються зміною гідратації білка. Детально встановлений характер температурної залежності ступеня і швидкості агрегації тромбоцитів, індукованої АДФ, адреналіном, тромбіном, ристоміцином і Н2О2 в інтервалі температур 4-44С. Встановлено, що в суспензії тромбоцитів відбуваються зміни стану води при температурах 20-22 і 32-36С і структурні зміни мембранних білків при 18-20 і 30-32С. Розроблено математичну модель динаміки агрегації тромбоцитів і отримані оптимізовані за експериментальними даними величини констант швидкостей утворення та розпаду агрегатів. Вперше встановлена залежність кінетичних констант агрегації від температури та оцінені енергії активації міжклітинних взаємодій тромбоцитів. Показано, що характер температурної залежності агрегації тромбоцитів зумовлений механізмом утворення зв’язків між клітинами у агрегаті і визначається змінами мікров’язкості ліпідного бішару мембрани тромбоцитів, конформації молекули фібриногену і мембранних рецепторів.
Вперше встановлено температурні залежності ступеня і швидкості агрегації -опромінених тромбоцитів і різну радіаційну чутливість їх поверхневих рецепторів. Показана залежність агрегаційної спроможності тромбоцитів від поглиненої дози опромінення і тривалості її накопичення при хронічному комбінованому (внутрішньому і зовнішньому) опроміненні організму.
Практичне значення одержаних результатів. Розроблене експериментальне устаткування для дослідження залежності параметрів агрегації тромбоцитів від температури може використовуватися для вивчення різноманітних температурозалежних процесів у дисперсних біологічних системах. Отримані в роботі дані поглиблюють уявлення про механізми міжклітинних взаємодій і роль конформаційних переходів білків у клітинних функціях. Результати дослідження механізмів функціонування тромбоцитів можуть бути корисними при розробці діагностичних і фармакологічних методів у практичній медицині, при визначенні індивідуальної чутливості клітин до дії холоду та високих температур, що необхідно для вибору режимів консервування і збереження крові. Отримані дані про дію гамма-опромінення на агрегаційну спроможність тромбоцитів і білки крові in vitro та in vivo важливі для з’ясування механізмів радіаційного ушкодження живих організмів і можуть застосовуватись у радіобіології і радіаційній медицині.
Особистий внесок здобувача. В роботах 1-3, 6, 7, 15 – отримання експериментальних даних та їх опрацювання, участь у обговоренні результатів та формулюванні висновків. У роботі 4 – участь у розробці моделей, проведенні розрахунків кінетичних констант і енергії активації, участь в аналізі отриманих даних. У роботах 5,8 – участь у проведенні вимірювань, в опрацюванні та аналізі експериментальних даних, обговоренні результатів. У роботах 9-11,14 – весь обсяг робіт, пов’язаний з аналізом літератури, отриманням експериментальних даних, формулюванням висновків. У роботах 12, 13 – участь у підготовці і проведенні експериментів, опрацюванні, аналізі та інтерпретації одержаних результатів.
Апробація результатів дисертації. Результати роботи за темою дисертації доповідались і обговорювались на:
–I з’їзді Українського біофізичного товариства, Київ, 20-24 червня 1994;
–Международной научной конференции “Идеи И.И.Мечникова и развитие современного естествознания”, Харьков, 28-30 ноября 1995;
–2nd European Biophysics Congress, Orleans, France, July 13-17, 1997;
–VII Українському бiохiмiчному з’їзді, Київ, вересень 1997;
–7th European Conference on the Spectroscopy of Biological Molecules, Madrid, Spain, September 7-12, 1997;
–Kharkov Biophysical Workshop of Young Scientists, Кharkov, 1997;
–3 съезде по радиационным исследованиям, Москва, Россия, 14-17 октября 1997;
–2nd International Conference “Long-Term Health Consequences of the Chernobyl Disaster”, Kiev, June 1-6, 1998;
–II З’їзді Українського біофізичного товариства, Харків, 29 червня-3 липня 1998;
–5th International Conference “Dielectric and Related Phenomena”, Szczyrk, Poland, 24-27 September, 1998;
–Семінарі Харківського відділення біофізичного товариства України, Харків, 1998.
Публікації. Результати дисертації опубліковано в 15 наукових працях, у тому числі в 5 статтях у наукових журналах та в 1 матеріалах і 9 тезах доповідей з’їздів, конгресів, конференцій.
Структура й обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, п’яти розділів, висновків. Повний обсяг дисертації складає 191 сторінку, з них 23 стор. займають 55 ілюстрацій, 20 стор. – список використаних джерел ( 181 найменування).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обгрунтовано актуальність обраної теми, сформульована мета і задачі дослідження, визначена наукова новизна, практична і теоретична цінність отриманих результатів, наведена загальна структура дисертації.
У розділі 1 викладено огляд літератури за темою дослідження. В ньому розглядаються сучасні дані про структуру тромбоцитів та молекули білка плазми крові фібриногену. Детально розглянуто молекулярні механізми активації та агрегації тромбоцитів, індукованої різними агоністами. Визначено роль фібриногену як основного кофактора агрегації, за допомогою якого утворюються зв’язки між клітинами у процесі агрегації. На підставі аналізу літературних джерел показано, що повинна існувати тісна залежність між структурним станом фібриногену, плазматичних мембран тромбоцитів і їх агрегаційною спроможністю. Проте механізми залежності агрегації тромбоцитів від температури в літературі практично не обговорюються.
Зроблено критичний огляд результатів досліджень впливу гамма-опромінення на структуру та функції тромбоцитів в широкому інтервалі доз. Відзначається висока радіаційна стійкість клітин in vitro, але дія малих доз, зокрема при опроміненні організму мало вивчена.
Проаналізовано існуючі підходи до побудови математичних моделей агрегації тромбоцитів. Показано, що здебільшого моделі не описують незворотну агрегацію, а параметрами виступають напівемпіричні величини, які не мають чіткого фізичного змісту.
Розглядаються діелектричні властивості розчинів макромолекул і суспензій клітин. Показано, що на підставі аналізу діелектричних характеристик дисперсних систем у НВЧ-діапазоні, зокрема статичної діелектричної проникності та частоти діелектричної релаксації, можна робити висновки про стан гідратного оточення макромолекул або клітин і його зв’язок з конформаційними та структурними змінами біосистем.
В розділі 2 наведено характеристику об’єктів та методів досліджень. Об’єктами досліджень були розчини фібриногену, нативні й опромінені тромбоцити крові людини та щурів.
Дослiдження проведенi на зразках кровi 70 здорових донорiв обох статей та на 60 самцях-щурах лінії Вістар. Збагачена тромбоцитами плазма (ЗТП) видiлялась з кровi, стабiлiзованої глюгiциром 4:1, шляхом центрифугування протягом 10 хв при 167g, а безтромбоцитарна плазма (БТП) – центрифугуванням ЗТП впродовж 15 хв при 1100g.
В дослідах використовували розчини білка фібриногену людини (препарати Харківської обласної станції переливання крові) концентрації 0,5-10 мг/мл у 0,15 М NaCl.
Індуковані температурою структурні перебудови мембран клітин і білків плазми викликають зміни структури розчинника (води). Співставляючи дані про зміну стану води у суспензії клітин і розчинах білків з інформацією про стан власне клітин і макромолекул при різних температурах, можна зробити висновки про характер температурних переходів.
Дослідження стану води проведені резонаторним методом НВЧ-діелектрометрії на частоті 9,3 ГГц, за даними відносних вимірювань дійсної (/) і уявної (//) частин комплексної діелектричної проникності.
Величину діелектричної сталої / визначали за зміною резонансної частоти (f) резонатора зі зразком відносно пустого резонатора, а величину // – за величиною затухання потужності НВЧ поля, внаслідок внесення у резонатор діелектрика.
Діелектрична релаксація більшої частини води у суспензії клітин описується рівнянням Дебая з центральною частотою дисперсії 20 ГГц (при 20-25С), дисперсія діелектричної проникності інших компонентів ЗТП – білків і ліпідів – спостерігається на частотах нижче

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2019