Էրիտրոցիտներ. Նյութափոխանակության կառուցվածքը, լիցքը, քանակությունը, գործառույթները, առանձնահատկությունները
էրիթրոցիտներ
Էրիտրոցիտները արյան կարմիր բջիջներ են: Նրանք առավել հաճախ ունենում են երկգոգավոր ձև: Էրիտրոցիտի տրամագիծը 7,3 մկմ է, իսկ մակերեսը՝ 145 մկմ։ Էրիտրոցիտներն ունեն երկգոգավոր ձև՝ նորմոցիտներ 3D, և նման ձևով էրիթրոցիտում չկա ոչ մի կետ, որը նրա մակերևույթից 0,85 մկմ-ից ավելի հեռու կլիներ։ ^ Եթե էրիթրոցիտները գնդաձև լինեին, ապա բջջի կենտրոնը կլիներ հեռավորությունը 25 միկրոն է, իսկ ընդհանուր մակերեսը 20%-ով փոքր կլինի: Տարածքի և ծավալի հարաբերակցությունը, որը հավասար է 1,5-ի, նպաստում է էրիթրոցիտների դեֆորմացիային և նպաստում է թթվածնի տեղափոխմանը թոքերից օրգաններ: դարձնում է այն ավելի քիչ դեֆորմացվող: Սա հանգեցնում է էրիթրոցիտների արագ ոչնչացման: Բացի այդ, այս ձևը թույլ է տալիս էրիթրոցիտին ամրացնել ֆիբրինային ցանցում՝ էրիթրոցիտների մեջ ^ £ թրոմբի ձևավորման ժամանակ, բացի նորմոցիտներից, կան միկրոցիտներ (d-ով.< 7,2 мкм) и макроцитьг^с d >8-9 մկմ): Դիսոցիտներ (նորմոցիտներ), պլանոցիտներ (հարթ մակերեսով), ստոմատոցիտներ (գմբեթաձև), սֆերոցիտներ (սֆերոցիտներ), էխինոցիտներ (ստիլոիդ) և այլն։
Էրիտրոցիտների թաղանթը բաղկացած է 4 շերտից.
Միջին երկու շերտերը կազմված են խոլեստերինով կայունացված ֆոսֆոլիպիդներից։ Թաղանթում խոլեստերինի/ֆոսֆոլիպիդների հարաբերակցության ավելացումը մեծացնում է դրա մածուցիկությունը, նվազեցնում է հեղուկությունը և առաձգականությունը: Էրիտրոցիտների դեֆորմացիան նվազում է։
Ֆոսֆոլիպիդները թաղանթների հիմնական կառուցվածքային և ֆունկցիոնալ բաղադրիչն են: Գոյություն ունեն ֆոսֆոլիպիդների չորս հիմնական դաս, որոնք պարունակվում են էրիթրոցիտների թաղանթում հետևյալ կոնցենտրացիաներով՝ ֆոսֆատիդիլխոլին՝ 28%, ֆոսֆատիդիլեթանոլամին՝ 27%, սֆինգոմիելին 26%, ֆոսֆատիդիլսերին՝ 13%։
Ֆոսֆոլիպիդի մոլեկուլը բաղկացած է երեք հիմնական մասից՝ «գլուխ» և երկու «պոչ»։ «Պոչեր» - ճարպաթթուների երկարաձգված շղթաներ, էրիթրոցիտների մեմբրանի ֆոսֆոլիպիդների կազմը ներառում է օլեին, արախիդոն, լինոլիկ, պալմիտիկ և ստեարիկ թթուներ: Երկշերտում ֆոսֆոլիպիդային մոլեկուլների հիդրոֆիլ «գլուխները» կազմում են թաղանթի վերին և ստորին մակերեսները, մինչդեռ թաղանթի հիդրոֆոբ «պոչերը» կպած են միմյանց և թաքնված են դրա հաստության մեջ։ Մեմբրանների կարևոր հատկանիշը երկշերտի անհամաչափությունն է՝ լիպիդների տարբեր բաղադրությունը նրա ներքին և արտաքին շերտերում։Երկշերտային ասիմետրիան ստեղծվում և պահպանվում է լիպիդային նյութափոխանակության ֆերմենտների միջոցով։ Այն ապահովում է միջբջջային փոխազդեցություններ. էրիթրոցիտների թաղանթային ֆոսֆոլիպիդները թարմացվում են արյան պլազմայի լիպիդների հետ փոխանակման շնորհիվ: Օրվա ընթացքում մեմբրանի բոլոր ֆոսֆոլիպիդների 25%-ը փոխանակվում է։
Ֆոսֆոլիպիդների հետ մեկտեղ սպիտակուցները մեմբրանի մեկ այլ կարևոր բաղադրիչ են: Նրանք տարբերվում են լիպիդային երկշերտում ընկղմման աստիճանից. որոշները գտնվում են մակերեսորեն՝ կազմելով թաղանթի արտաքին շերտը. մյուսները խոցում են այն; երրորդը - ցիտոպլազմայի կողքից պաշտպանեք երկշերտը, ձևավորելով ներքին շերտը: Փոխազդելով միմյանց հետ՝ սպիտակուցները ստեղծում են թաղանթի շրջանակը՝ ապահովելով դրա ամրությունը։ Սպիտակուցների և լիպիդների միջև սերտ կապ կա: Լիպիդները որոշում են սպիտակուցների շարժունակությունը և պատասխանատու են թաղանթների պլաստիկության և դեֆորմացիայի համար:
Մեմբրանային սպիտակուցների հիմնական դասերը ներկայացված են ինտեգրալ և ծայրամասային սպիտակուցներով։
Ինտեգրալ սպիտակուցները սերտորեն կապված են լիպիդային երկշերտի հետ, ներթափանցում են դրա միջով և միջով և իրենց կազմի մեջ կարող են ներառել լիպիդային և ածխաջրային բեկորներ:
(Սպիտակուց-3-ը հիմնական ինտեգրալ սպիտակուցն է: Այն, փոխազդելով մեմբրանի ներքին կողմում գտնվող ankyrino «m>-ի հետ, ապահովում է ամուր կապ լիպիդային երկշերտի և ծայրամասային սպիտակուցների միջև: Սպիտակուց-3-ի գործառույթները հետևյալն են. այն անիոնների հիմնական կրողն է, այն պարունակում է գլիցերալդեհիդ ֆոսֆատդեհիդրոգենազի, ալդոլազի, հեմոգլոբինի միացման վայրեր: Դրա արտաքին մակերեսին կա հակագենային համակարգ, որը որոշում է էրիթրոցիտների խմբային պատկանելությունը:
Գլիկոֆորինները ձևավորում են մեծ սիալոգլիկոպեպտիդային մոլեկուլներ. գլիկոֆորինների գլիկոզիլացված մասերը, որոնք կրում են լիցքավորված խմբեր կամ ընկալիչներ, նպաստում են դրանց տարածմանը մեմբրանների մակերևույթից զգալի հեռավորությունների վրա: Գլիկոֆորին Ա-ն ուժեղացնում է տրանսմեմբրանային սպիտակուցների ազդեցությունը, նպաստում է ցիտոկմախքի ամրապնդմանը և կայունացմանը:
Թաղանթային ATPազեր - դրանք 3-ն են, Na * -K + -ATPase-ը հեռացնում է Na + էրիթրոցիտից և ներմուծում K +: Ca2+-ATP-ase - Ca2+-ը դուրս է մղում էրիթրոցիտից, երբ այն կապված է կալմոդուլինի սպիտակուցին: Ցիտոպլազմայում Ca2*-ի կոնցենտրացիայի ավելացմամբ ուժեղանում է կալցիումի պոմպի աշխատանքը, կանխվում է թաղանթային կմախքի_1\^2+ -ATPase քայքայումը, որը կարող է լինել էրիթրոցիտների ձևի փոփոխությունների մոդուլատոր։ Բոլոր թաղանթային ATPase-ների գործառույթն է էներգիա ապահովել իոնների ակտիվ տեղափոխման համար:
Ծայրամասային սպիտակուցները բնութագրվում են երկշերտ ներթափանցման ավելի փոքր խորությամբ և նրա հետ թույլ փոխազդեցությամբ։
Սպեկտրինը մեմբրանի կմախքի հիմնական սպիտակուցն է, վերջինս ներառում է նաև ծայրամասային այլ սպիտակուցներ՝ ակտին, պրոտեին-4.1 և պրոտեին-4.9 (կապում է ակտինին)։ Դրանք բոլորը տեղայնացված են թաղանթի ցիտոզոլային մակերեսին և կազմում են թաղանթային կմախքի հիմքը, որն ունի ամուր, կոշտ կառուցվածք։
Acetylcholinesterase - ֆերմենտ, որը կատալիզացնում է ացետիլխոլինի քայքայումը) գտնվում է էրիթրոցիտների մեմբրանի արտաքին կողմում: Գլիկոլիզի ֆերմենտների մեծ մասը ուղղված է էրիթրոցիտների մեմբրանի ցիտոկմախքին:
Սպիտակուցները, որոնք կազմում են էրիթրոցիտների թաղանթը, կատարում են բազմաթիվ գործառույթներ. ապահովում են ցիտոկմախքի ամրությունը, վերահսկում են ցիտոպլազմի իոնային կազմի կայունությունը տրանսպորտային ATPase-ների մասնակցությամբ, մասնակցում են կենսաբանորեն ակտիվ նյութերի հատուկ ճանաչմանը, կարգավորում են ներբջջային նյութափոխանակությունը, որոշել իմունային հատկությունները, ինչպես նաև ապահովել բջջի էներգիայի կարիքները:
Ի տարբերություն այլ բջիջների թաղանթների, էրիթրոցիտների թաղանթն ունի բարձր թափանցելիություն C>2, CCL, HCO3, CG, վատ թափանցելի է Na +, K + կատիոնների նկատմամբ, որոնք դանդաղ անցնում են տրանսմեմբրանային ծակոտիներով։
Կաթնասունների էրիթրոցիտները միջուկից զերծ գոյացություններ են՝ շատ ցածր ներքին շնչառությամբ: Առանց միջուկի, էրիթրոցիտը սպառում է 200 անգամ ավելի քիչ U2, քան միջուկային բջիջները: Oi-ի սպառման նվազումը հանգեցնում է էրիթրոցիտների կյանքի տևողության ավելացմանը: Նրանց էներգիայի հիմնական աղբյուրն է
գլյուկոզա է ազատվում. Կառուցվածքը պահպանելու և հեմոգլոբինի կայունացման համար անհրաժեշտ էներգիան առաջանում է գլիկոլիզով և պենտոզային շանթով:
1.5 Գործնական պարապմունքների թեմաներ
ԲԱԺԻՆ 1. ՄԵԲՐԱՆՆԵՐԻ ԿԵՆՍԱՖԻԶԻԿԱ
1. 1. Կենսաբանական թաղանթներ. Կառուցվածք, հատկություններ:
Աքսոնային թաղանթի հատուկ էլեկտրական հզորությունը, որը չափվում է ներբջջային միկրոէլեկտրոդով, գտնվել է 0,5 միկրոֆարադ/սմ2: Օգտագործելով հարթ կոնդենսատորի բանաձևը, գնահատեք 2 դիէլեկտրական հաստատուն ունեցող մեմբրանի հիդրոֆոբ շերտի հաստությունը:
Որքա՞ն է էրիթրոցիտների թաղանթի մակերևույթի այն հեռավորությունը, որը ֆոսֆոլիպիդային մոլեկուլը անցնում է 1 վայրկյանում՝ կողային դիֆուզիայի արդյունքում: Կողային դիֆուզիայի գործակիցը վերցված է հավասար 10 -12 մ 2 /վ: Համեմատեք 8 միկրոն տրամագծով էրիթրոցիտների շրջագծի հետ։
Թաղանթային ֆոսֆոլիպիդների հեղուկ-բյուրեղային վիճակից գելի փուլային անցման ժամանակ փոխվում է երկշերտի հաստությունը։ Ինչպե՞ս կփոխվի մեմբրանի էլեկտրական հզորությունը այս դեպքում: Ինչպե՞ս կփոխվի էլեկտրական դաշտի ուժը թաղանթում:
Սփինով պիտակավորված ֆոսֆոլիպիդային մոլեկուլների օգնությամբ հաստատվել է մածուցիկության գրադիենտը մեմբրանի հաստությամբ: Նկարագրեք նախկին փորձը: Որտե՞ղ է մածուցիկությունը ավելի բարձր՝ թաղանթի երեսի՞ն, թե՞ կենտրոնում:
1.1.1. Կենսաբանական թաղանթի հաստությունը.
10 A, 3. OD մկմ
10 նմ 4. 10 մկմ
1.1.2. Կենսաբանական մեմբրանի հեղուկ խճանկարային մոդելը ներառում է.
սպիտակուցային շերտ, պոլիսախարիդներ և մակերեսային լիպիդներ
լիպիդային միաշերտ և խոլեստերին
լիպիդային երկշերտ, սպիտակուցներ, միկրոթելեր
լիպիդային երկշերտ
1.1.3. Կենսաբանական մեմբրանի լիպիդային մասը գտնվում է հետևյալ ֆիզիկական վիճակում.
հեղուկ ամորֆ
ամուր բյուրեղային
պինդ ամորֆ
հեղուկ բյուրեղյա
1.1.4. Ակսոնի մեմբրանի հատուկ էլեկտրական հզորությունը.
1.1.5. Ֆոսֆոլիպիդային մոլեկուլի մի հավասարակշռության դիրքից մյուսը դրանց դիֆուզիայի ընթացքում փոխանցման բնորոշ փոխանցման ժամանակը.
1.1.6. Մեմբրանների լիպիդային երկշերտի փուլային անցումը հեղուկ-բյուրեղային վիճակից գելին ուղեկցվում է.
թաղանթի նոսրացում
թաղանթի հաստությունը չի փոխվում
թաղանթի խտացում
1.2. Նյութերի տեղափոխում կենսաբանական թաղանթներով:
Վերահսկել հարցեր, առաջադրանքներ, առաջադրանքներ սեմինարների համար
1. Ի՞նչ պարամետրերից է կախված մեմբրանի մեջ լիպիդային ծակոտի կրիտիկական շառավիղը:
2. Հաշվիր ծակոտիների կրիտիկական շառավիղը թաղանթային ներուժի բացակայության դեպքում: Վերցրեք ծակոտի եզրային լարվածությունը 10 -11 Ն, լիպիդային երկշերտի մակերեսային լարվածությունը 0,3 մՆ/մ։
3. Ինչպե՞ս կփոխվի վալինոմիցինի մոլեկուլի մասնակցությամբ կաոիումի իոնների հեշտացված դիֆուզիան թաղանթային լիպիդների հեղուկ-բյուրեղային վիճակներից գելի փուլային անցումից հետո:
4. Ներբջջային միկրոէլեկտրոդով չափված աքսոնային թաղանթի հատուկ էլեկտրական հզորությունը պարզվել է 0,5 միկրոֆարադ/սմ2։ Օգտագործելով հարթ կոնդենսատորի բանաձևը, գնահատեք 2 դիէլեկտրական հաստատուն ունեցող թաղանթի հիդրոֆոբ շերտի հաստությունը:
Մոդելային մոնիտորինգի թեստեր
1.2.1. Իոնների տեղափոխումը տեղի է ունենում հետևյալ ուղղությամբ.
1.2.2. Ոչ էլեկտրոլիտների (Ֆիկա) դիֆուզիոն հավասարումը գրված է.
2.3. Վալինոմիցինի մոլեկուլը տեղափոխվում է թաղանթով.
1.2.4. Հեշտացված դիֆուզիայի ընթացքում նյութի փոխանցումը համեմատվում է պարզ դիֆուզիայի հետ.
ավելի դանդաղ
1.3. Կենսաէլեկտրական պոտենցիալներ.
Վերահսկել հարցեր, առաջադրանքներ, առաջադրանքներ սեմինարների համար
Իոնների ո՞ր փոխադրումն է ստեղծում մեմբրանի պոտենցիալների տարբերությունը՝ պասի՞վ, թե՞ ակտիվ:
Ո՞րն է ավելի մեծ՝ ծովային հեռագրի լարերի երկայնքով էլեկտրական ազդանշանի տարածման արագությո՞ւնը, թե՞ աքսոնային թաղանթի երկայնքով նյարդային ազդակի տարածման արագությունը: Ինչո՞ւ։
Բացատրեք տետրո-դոտոքսինի և տեղային անզգայացնող տետրաէթիլամոնիումի գործողության կենսաֆիզիկական մեխանիզմը:
Ինչպե՞ս է փոխկապակցված կաղամարի աքսոնի թաղանթի թափանցելիությունը տարբեր իոնների համար հանգստի և գրգռման ժամանակ:
Ինչպե՞ս կփոխվի գործողության ներուժի գրաֆիկի ձևը, եթե փոխենք քիմիական բաղադրությունը աքսոնի ներսում և դրսում. աքսո-պլազման փոխարինվում է արտաբջջային հեղուկով, իսկ արտաբջջային հեղուկը՝ աքսոպլազմով:
Որքա՞ն է մեմբրանի վրա էլեկտրական դաշտի ուժգնությունը հանգիստ վիճակում, եթե կալիումի իոնների կոնցենտրացիան բջջի ներսում 125 մմոլ/լ է, դրսում՝ 2,5 մմոլ/լ, իսկ թաղանթի հաստությունը՝ 8 նմ։
(Պատասխան՝ 1.3 * 10 7 Վ / մ.)
7. Հաշվեք գործողության ներուժի ամպլիտուդը, եթե կոն-
կալիումի և նատրիումի կոնցենտրացիան գրգռվող հյուսվածքի բջիջում
ոչ համապատասխանաբար՝ 125 մմոլ/լ, 1,5 մմոլ/լ և դրսում
2,5 մմոլ/լ և 125 մմոլ/լ:(Պատասխան՝ 160 մՎ.)
Մոդելային մոնիտորինգի թեստեր
1.3.1 Մեմբրանի ներուժը f m կոչվում է.
1.3.2. Օգտագործված ներբջջային էլեկտրոդի ծայրի տրամագիծը համարմեմբրանի ներուժի չափումներ.
բջջի չափին համապատասխան
շատ ավելի փոքր է, քան բջիջը
շատ ավելի մեծ բջիջներ
1.4. Գործողությունների ներուժի առաջացման մեխանիզմ:
Վերահսկել հարցեր, առաջադրանքներ, առաջադրանքներ սեմինարների համար
1. Հնարավո՞ր է, որ գրգռվող բջջի թաղանթի վրա տեղի ունենա մի պրոցես, որի ընթացքում դեպի նույն լիցքի նշանով տարբեր իոնների հոսքեր են հոսում միաժամանակ։
2. Ո՞րն է արտահայտության իմաստը
կարդիոմիոցիտների գործողության ներուժի II փուլի համար:
3. Ո՞րն է պատճառը, որ ալիքով հոսանքը դիսկրետ է, իսկ թաղանթով` շարունակական, սահուն փոփոխվող:
Մոդելային մոնիտորինգի թեստեր
1.4.1. Ապաբևեռացման փուլում աքսոնի գրգռման ժամանակ Na + իոնների հոսքերը ուղղված են.
1. դժոխք 2. բդ 3. դժոխք 4. 5-ում. ագ
1. 4.2. Աքսոնների վերաբևեռացման փուլում իոնների հոսքերը ուղղված են.
1.ad 2.bd 3.be 4.d
4.3. Սրտոմիոցիտների գործողության պոտենցիալի տևողությունը՝ համեմատած աքսոնի գործողության պոտենցիալի հետ
1. 2-ից մեծ. 3-ից պակաս. հավասար
4.4. Սարահարթի փուլը կարդիոմիոցիտում որոշվում է իոնային հոսքերով.
1. Անտոնով Վ.Ֆ. Թաղանթների կենսաֆիզիկա // Սորովսկու կրթական ամսագիր. - 1997. - T. - 6. S. 1-15.
2. Անտոնով Վ.Ֆ., Սմիրնովա Ե.Յու., Շևչենկո Է.Վ.Լիպիդային մեմբրաններ փուլային փոխակերպումների ժամանակ: - M.: Nauka, 1992. - S. 125:
3. Կլենչին Վ.Ա.կենսաբանական թաղանթներ. - 1993. - T. 10. -Ս. 5-19։
4. Չիզմաջաև Յու.Ա., Առաքելյան Վ.Բ., Պաստուշենկո Վ.Ֆ.Թաղանթների կենսաֆիզիկա. - M.: Nauka, 1981. - S. 207-229.
5. Կոտեկ Ա., Յանաչեկ Կ.թաղանթային տրանսպորտ. Մ.: Միր, 1980:
6. Լայթֆութ Է.Տրանսպորտային երևույթները կենդանի համակարգերում. Մ.: 1977 թ.
7. Ռուբին Ա.Բ.Կենսաֆիզիկա. Մ.: Ավելի բարձր: Շկ., 1987։
8. Կենսաբանական թաղանթներ՝ Հավաքածու / Under. Էդ. Դ.Ս. Փարսոնս. Մոսկվա: Ատոմիզդատ, 1978:
9. Թաղանթ՝ Իոնային ալիքներ՝ Շաբ. Արվեստ. Մ.: Միր, 1981:
10. Hills B.V.Շաբ. Մեմբրան՝ իոնային ալիքներ: Մ.: Միր, 1981:
11. Սրտի ֆիզիոլոգիա և պաթոֆիզիոլոգիա: Տակ. խմբ. Ն. Սպերելակիս: Մ.: Բժշկություն, 1998:
12. Մարդու ֆիզիոլոգիա. Տակ. խմբ. Schmidt R. And Tevs G. T. 1. M .: Mir, 1996 թ.
ԲԱԺԻՆ 2. ԲՋՋԻԿՆԵՐԻ ԵՎ ՕՐԳԱՆՆԵՐԻ ԿԵՆՍԱՖԻԶԻԿԱ
2. 1. Օրգանների էլեկտրական ակտիվություն.
Վերահսկել հարցեր, առաջադրանքներ, առաջադրանքներ սեմինարների համար
1. Ո՞րն է համարժեք գեներատորի սկզբունքը: Բերե՛ք այս սկզբունքի կիրառման օրինակներ:
2. Ինչու՞ է էլեկտրասրտագրության հակադարձ խնդիրը ախտորոշիչ խնդիր, այլ ոչ ուղղակի:
3. Ո՞ր մեխանիզմով է ստեղծվում մարդու մարմնի մակերեսի էլեկտրական պոտենցիալների քարտեզը:
4. Ինչու՞ է անհրաժեշտ գրանցել ԷՍԳ-ի առնվազն 3 հաղորդիչ, այլ ոչ, օրինակ, մեկը:
Մոդելային մոնիտորինգի թեստեր
2.1.1. ԷՍԳ մոդելավորելիս ենթադրվում է, որ դիպոլները շրջապատող միջավայրը
ա. միատարր ա, տարասեռ
բ. իզոտրոպ բ», անիզոտրոպ
մեջ սահմանափակված», անսահման
1.abc 2.a"b"c" 3.ab"c 4.abc"
2.1.2. Ինչո՞վ է պայմանավորված սրտի ինտեգրալ էլեկտրական վեկտորի մեծության և ուղղության փոփոխությունները նրա աշխատանքի ցիկլի ընթացքում:
սրտի փորոքների կծկում
սրտի տարբեր կառույցների գրգռման ալիքի հաջորդական ծածկույթ
կարդիոմիոցիտների նյութափոխանակության ակտիվությունը
դանդաղեցնելով ալիքի արագությունը atrioventricular հանգույցում
2.1.3. Ինչու՞ նույն ԷՍԳ ատամների ամպլիտուդները միևնույն ժամանակ տարբեր կապուղիներում նույնը չեն:
տարբեր կապարների համար ինտեգրալ էլեկտրական վեկտորի արժեքը E _
տարբեր տանումներում E վեկտորի պտույտը տարբեր է
E վեկտորի կանխատեսումները տարբեր կապարների վրա նույնը չեն
յուրաքանչյուր կապար ունի իր E վեկտորը
2.1.4. Սրտի ինտեգրալ էլեկտրական վեկտորը նկարագրում է P, QRS, T օղակները.
1.հորիզոնական
2.կրծքավանդակի մակերեսի հարթությունում
Z. ծավալային տարածության մեջ XYZ
4. աջ, ձախ ձեռքի և ձախ ոտքի կետերը միացնող հարթությունում
2.1.5 Արձանագրված պոտենցիալ տարբերություններ
1. ag 2. լինել 3. vg 4. dv
2.2. Ավտոալիքային գործընթացներ ակտիվ լրատվամիջոցներում:
Վերահսկել հարցեր, առաջադրանքներ, առաջադրանքներ սեմինարների համար
Ո՞րն է հիմնական տարբերությունը ակտիվ լրատվամիջոցներում ավտոմատ ալիքների և առաձգական լրատվամիջոցների մեխանիկական ալիքների միջև:
Ինչու՞ է ավտոալիքը տարածվում ակտիվ միջավայրում առանց խամրման:
Արդյո՞ք ավտոմատ ալիքների միջամտություն նկատվում է ակտիվ լրատվամիջոցներում:
Ինչի՞ց են կախված ակտիվ միջավայրում ավտոմատ ալիքի պարամետրերը:
Սրտամկանի շրջանի բջիջների շեմային ներուժը կազմում է 30 մՎ: Այս հատվածի բջիջների տրանսմեմբրանային ներուժը ժամանակի ինչ-որ պահի հասել է 40 մՎ արժեքի: Կարո՞ղ է գրգռման ալիքը փոխանցվել սրտամկանի այս հատվածով:
Մոդելային մոնիտորինգի թեստեր
2.2.1. Գրգռման ալիքը (ավտոալիք), որը տարածվում է ակտիվ միջավայրի միջոցով (օրինակ, սրտամկանի կառուցվածքի միջոցով), չի քայքայվում.
էներգիան մի բջջից մյուսը փոխանցելով
կբացահայտի յուրաքանչյուր բջիջի կողմից կուտակված էներգիայի արտազատումը
սրտամկանի կծկման մեխանիկական էներգիայի փոխանցման արդյունքում
էլեկտրական դաշտի էներգիայի օգտագործման արդյունքում
2.2.2 Ակտիվ միջավայրում գրգռման ալիքի երկարությունը կախված է.
ա. կարդիոմիոցիտի գործողության ներուժի ամպլիտուդները
բ. սրտամկանի միջով ալիքի տարածման արագության վրա
մեջ սրտի ռիթմավարի զարկերակային հաճախականության վրա
է.գրգռվածի հրակայուն շրջանի տեւողությունից
բջիջները1. ab 2. bg 3. cg 4. ագ
2.2.3 X տևողության ավտոալիքի (վերամուտքի) շրջանառությունը պարագծով օղակում / կարող է տեղի ունենալ պայմանով.
2.2.4. Եթե անհամասեռ ակտիվ միջավայրում կան R 1 և R 2 (R 2 > R:) ռեֆրակտորական գոտիներ, և սրտի ռիթմավարի իմպուլսները հաջորդում են T պարբերությանը, ապա ռիթմի փոխակերպումը կարող է տեղի ունենալ պայմանով.
1. Տ
R 1 3.T = R 2 -R 1 2.3. Մկանների կծկման կենսաֆիզիկա.
Վերահսկել հարցեր, առաջադրանքներ, առաջադրանքներ սեմինարների համար
Ինչու՞ է իզոմետրիկ կծկումը կախվածության այլ ձև F(t) տարբեր սկզբնական մկանների երկարությամբ:
Հնարավո՞ր է արդյոք V(P) Hill կորից որոշել մկանների առավելագույն ծանրաբեռնվածությունը:
Արդյո՞ք մկանների կծկման արդյունավետությունը մեծանում է այդ մկանների կողմից ջերմության ավելացման հետ:
Որո՞նք են տարբերությունները կարդիոմիոցիտների և կմախքի մկանների էլեկտրամեխանիկական միացման միջև:
Մոդելային մոնիտորինգի թեստեր
2.3.1. Մկանների կծկման ժամանակ.
ա. ակտինի թելերը սահում են սարկոմերի մեջ միոզինի երկայնքով
բ. միոզինը սեղմվում է զսպանակի պես
մեջ կամուրջները կցվում են ակտինի ակտիվ տեղամասերին
դ. կամուրջները բաց
1. ավ 2. բգ 3. բվ 4. ագ
2.3.2. Մկանների կողմից առաջացած կծկման ուժը որոշվում է հետևյալով.
1. ակտիվ թելի երկարությունը
2 ուժի փոփոխություն մեկ կամրջի կողմից
միաժամանակ փակված կամուրջների թիվը
միոզինի թելիկի առաձգականությունը
2.3.3. Մեկ մկանային կծկման v արագության կախվածությունը P բեռից ունի ձև.
2.3.4 Էլեկտրամեխանիկական զուգավորումը որոշվում է իրադարձությունների հետևյալ շղթայով.
ա. Ca 2+ իոնների ազատում միոֆիբրիլների վրա
բ. բջջային մեմբրանի գրգռում
մեջ Ca 2+ իոնների ակտիվ տեղափոխումը սարկոպլազմիկ ցանց
դ) ակտին ակտիվ կենտրոնների կամուրջների փակում
ե. ակտինի սահում դեպի սարկոմեր
1. Մարդու ֆիզիոլոգիա. T. 2. M.: Mir, 1996 թ.
2. Վասիլև Վ.Ա., Ռոմանովսկի Յու.Ն., Յախնո Վ.Գ.Ավտոալիքային գործընթացներ. Մոսկվա: Նաուկա, 1987 թ.
3.Իվանիցկի Գ.Ռ., Կրինսկի Վ.Ի., Սելկով Է.Է.Բջջի մաթեմատիկական կենսաֆիզիկա. Մոսկվա: Նաուկա, 1978:
4. Չերնիշ Ա.Մ.Սրտամկանի անհամասեռությունների բիոմեխանիկա. Մոսկվա: Նաուկա, 1993 թ.
5. Բենդոլ Ջ.Մկաններ, մոլեկուլներ և շարժում: Մ.: Միր, 1989:
ԲԱԺԻՆ 3. ԲԱՐԴ ՀԱՄԱԿԱՐԳԵՐԻ ԿԵՆՍԱՖԻԶԻԿԱ
3.1. Կենսաֆիզիկական գործընթացների մոդելավորում.
Վերահսկել հարցեր, առաջադրանքներ, առաջադրանքներ սեմինարների համար
Ներարկումից հետո որքա՞ն ժամանակ կմնա արյան մեջ դեղամիջոցի սկզբնական զանգվածի 10%-ը, եթե արտազատման հաստատունը k = 0,3 (1/ժամ):
Երկու տարբեր դեղամիջոցների արտազատման հաստատունները տարբերվում են երկու անգամ: Այս երկու դեպքերի համար գծե՛ք արյան մեջ դեղամիջոցի զանգվածի փոփոխությունների որակական գրաֆիկները ներարկումների ժամանակ: Քանի՞ անգամ են տարբերվում արտազատման արագությունները t = O-ում:
Որոշ ժամանակ անց հիվանդին կաթիլային կաթիլ դնելուց հետո (երբ դեղամիջոցի կոնցենտրացիան հասել է ստացիոնար մակարդակի), նրան ներարկում են արել։ Գծե՛ք ժամանակի ընթացքում դեղամիջոցի զանգվածի փոփոխության որակական գրաֆիկը:
Մոդելային մոնիտորինգի թեստեր
3.1.1. Գիշատիչ-որս մոդելը ցույց է տալիս, որ գիշատիչների և որսի պոպուլյացիաները կատարում են ներդաշնակ տատանումներ։ Արդյո՞ք այս տատանումների հաճախականությունն ու փուլերը նույնն են:
ա. հաճախականությունները նույնն են. փուլերը նույնն են
բ. հաճախականությունները տարբեր են դ. փուլերը տարբեր են
1. av 2. bc 3. ag 4. bg
3.1.2. Ո՞ր մոդելն է համարժեք բջիջներում էլեկտրագենեզի ուսումնասիրության համար:
1. լիպոսոմ 2. երկշերտ լիպիդային թաղանթ
3. կաղամար axon 4. Ֆրենկ մոդել
3.2. Արյան շրջանառության համակարգի կենսաֆիզիկա.
Վերահսկել հարցեր, առաջադրանքներ, առաջադրանքներ սեմինարների համար
«Տնտեսության պետական կարգավորում» կարգապահության ուսումնամեթոդական համալիր.
Ուսումնական և մեթոդական համալիր... կրթական-մեթոդականհամալիրվրակարգապահություն«ՏՆՏԵՍՈՒԹՅԱՆ ՊԵՏԱԿԱՆ ԿԱՐԳԱՎՈՐՈՒՄ» ՈՒՀԱ -2007 Տնտեսության պետական կարգավորում. կրթական-մեթոդականհամալիր... տնտեսական գիտություններ կրթական-մեթոդականհամալիրվրակարգապահություն«Պետական...
Ուսումնամեթոդական համալիր ընդհանուր մասնագիտական ուսուցման «Կենսաբանության դասավանդման տեսություն և մեթոդներ» մասնագիտությամբ «050102 65 - կենսաբանություն» մասնագիտությամբ.
Ուսումնական և մեթոդական համալիրկրթական-մեթոդականհամալիրվրաՈւսումնական և մեթոդական համալիր
... ________________________________________________________________ (Լրիվ անուն.) կրթական-մեթոդականհամալիրվրակարգապահությունՀամակարգիչների կազմակերպում և ... Samme G.V. կրթական-մեթոդականհամալիրվրակարգապահությունՀամակարգիչների և համակարգերի կազմակերպում (անուն առարկաներ) կազմված...
Նավի շառավիղը կրկնակի կրճատվել է։ Քանի՞ անգամ կփոխվի արյան հոսքի ծավալային արագությունը մշտական ճնշման անկմամբ:
Հաշվե՛ք արյան ճնշումը անոթի սկզբից 5 սմ հեռավորության վրա, եթե անոթի սկզբում ճնշումը 10 4 Պա է, նրա շառավիղը՝ 1 մմ, արյան մածուցիկությունը՝ 0,005 Պա վրկ, անոթի գծային արագությունը։ արյունը 20 սմ/վ է։
Քանի՞ անգամ կփոխվի ճնշման անկման արագությունը դիաստոլի սկզբում, եթե փոքր անոթների հիդրավլիկ դիմադրությունը մեծանա 20%-ով:
Քանի՞ անգամ է աորտայի հատվածի հիդրավլիկ դիմադրությունը (աորտայի շառավիղը 1,25 սմ) պակաս, քան նույն երկարությամբ զարկերակի հատվածի հիդրավլիկ դիմադրությունը (զարկերակի շառավիղը 2,5 մմ): Արյան մածուցիկությունը զարկերակում հավասար է աորտայի արյան մածուցիկության 0,9-ին։
Քանի՞ անգամ պետք է մեծանա արյան ճնշումը մեծ անոթի սկզբում, որպեսզի երբ նրա լույսը նեղանա 30%-ով, ճնշումը անոթի ելքի վրա և արյան ծավալային հոսքի արագությունը մնա նույնը: Կծկման բացակայության դեպքում անոթում ճնշման անկումը անոթի սկզբում ճնշման 0,2 է:
կենսաբանության գծով, մանկաբուժական գիտությունների թեկնածու, դոցենտ Օսիպովա Ի.Վ. մեթոդականհրահանգներ ուսանողին վրաուսումնասիրելով առարկաներԿարգապահություն«Մեթոդաբանություն արտադասարանական ...
Արյուն և էրիթրոցիտներ. Շարունակում ենք արյան մասին նյութեր հրապարակել։
Ի՞նչ տեսք ունի էրիթրոցիտը: Արյան շրջանառության նորմալ ֆիզիոլոգիական պայմաններում էրիթրոցիտները ունեն երկգոգավոր ձև՝ եզրերի երկայնքով միատեսակ խտությամբ և կենտրոնական ավելի թեթև մասով՝ կեղևով:
Լույսի օպտիկական հետազոտության ժամանակ սովորական էրիթրոցիտը, որը սովորաբար ներկված է թթվային ներկերով, ունի 6,9-7,7 տրամագծով սկավառակի ձև և մինչև 9,0 մկմ: Կախված չափից՝ էրիթրոցիտները բաժանվում են միկրո և մակրոցիտների, սակայն դրանց մեծ մասը ներկայացված է նորմոցիտներով/դիսկոցիտներով։
Էրիտրոցիտների մորֆոֆունկցիոնալ հատկությունները
Էրիտրոցիտը միջուկից զերծ երկգոգավոր բջիջ է՝ 90,0 մկմ 3 միջին ծավալով և 142 մկմ մակերեսով։ Դրա ամենամեծ հաստությունը 2,4 մկմ է, նվազագույնը՝ 1 մկմ։
Չորացրած պատրաստման մեջ էրիթրոցիտների միջին չափը 7,55 մկմ է; Նրա չոր նյութի 95%-ը բաժին է ընկնում երկաթ պարունակող սպիտակուցի հեմոգլոբինին և միայն 5%-ը՝ այլ նյութերի (այլ սպիտակուցներ և լիպիդներ) մասնաբաժնի վրա։ Նման բջիջները ներկայացնում են մարդու առողջ էրիթրոցիտների բացարձակ մեծամասնությունը՝ ավելի քան 85%-ը:
Էրիտրոցիտային մանրէի միջուկային ձևերը հեշտությամբ տարբերվում են լեյկոցիտների շարքի բջիջներից շատերից նրանց ցիտոպլազմայում հատիկների բացակայությամբ (սխալները հնարավոր են միայն պայթյունի բջիջները նույնականացնելիս): Էրիտրոբլաստները բնութագրվում են ավելի հատիկավոր և ավելի խիտ միջուկային քրոմատինով:
Էրիտրոցիտային սկավառակի կենտրոնական խոռոչը կազմում է նրա մակերեսի 35-ից 55%-ը, իսկ խաչմերուկում էրիթրոցիտն ունի բլիթի ձև, որը մի կողմից ապահովում է հեմոգլոբինի պահպանումը և մյուս կողմից, թույլ է տալիս էրիթրոցիտներին անցնել նույնիսկ ամենաբարակ մազանոթներով: Էրիտրոցիտների կառուցվածքի ներկայումս առկա մոդելները համապատասխանում են այս բջջի հատուկ հատկությունների հայեցակարգին, հատկապես նրա թաղանթին, որը, չնայած դեֆորմացնող ճնշման նկատմամբ իր զգայունությանը, ապահովում է ճկման դիմադրություն և ընդհանուր մակերեսի ավելացում:
Գրականության տվյալները ցույց են տալիս, որ էրիթրոցիտների մեմբրանի չափը և դեֆորմացիան նրանց ամենակարևոր բնութագրերն են, որոնք կապված են այս բջիջների բնականոն գործունեության հետ, ներառյալ բարձր միգրացիոն կարողությունը, մասնակցությունը նյութափոխանակության գործընթացներին (հիմնականում թթվածնի փոխանակմանը):
Էրիտրոցիտների միկրոէլաստոմետրիկ հատկությունների փոփոխությունները և դիսկոցիտների «վերափոխումը» այլ ձևաբանական ձևերի կարող են առաջանալ տարբեր գործակալների կողմից: Այսպիսով, մակերեսային ելքերի հայտնվելը հանգեցնում է մեմբրանի առաձգականության նվազմանը, ինչը կարող է պայմանավորված լինել հակառակ ուժերի պատճառով, որոնք առաջանում են հենց էրիթրոցիտների դեֆորմացիայի գործընթացում. դեֆորմացիան մեծանում է բջիջներում ATP-ի կոնցենտրացիայի նվազմամբ:
Եթե խախտվում է բջջաթաղանթի ամբողջականությունը, ապա էրիթրոցիտը կորցնում է իրեն բնորոշ ձևը և վերածվում սֆերոպլաստի, որն էլ իր հերթին հեմոլիզացվում է։ Էրիտրոցիտների մեմբրանի (discocyte) կառուցվածքը նույնն է ամբողջ տարածքում. և չնայած այն հանգամանքին, որ նրա տարբեր մասերում կարող են առաջանալ դեպրեսիաներ և ուռուցիկներ, ± 15% տարածմամբ ներբջջային կամ արտաբջջային ճնշման փոփոխությունները չեն առաջացնում ամբողջ բջջի կնճռոտում, քանի որ այն ունի «հակադեֆորմացիայի» զգալի սահման: . Էրիտրոցիտների թաղանթն ունի բավարար առաձգականություն՝ դիմակայելու տարբեր գործոնների ազդեցությանը, որոնք տեղի են ունենում արյան շրջանառության միջոցով էրիթրոցիտների շրջանառության ժամանակ։
Էրիտրոցիտների մեմբրանի կազմը ներառում է՝ ֆոսֆոլիպիդներ (36,3%), սֆինգոմիելիններ (29,6%), խոլեստերին (22,2%) և գլիկոլիպիդներ (11,9%)։ Առաջին երկու տարրերը ջրային միջավայրում ամֆիֆիլային մոլեկուլներ են, որոնք ձևավորում են բնորոշ լիպիդային երկշերտ, որը նույնպես ներթափանցված է ինտեգրալ սպիտակուցային մոլեկուլներով, որոնք կապված են էրիթրոցիտի ներսում իր ցիտոկմախքի հետ:
Թաղանթային լիպիդները հեղուկ վիճակում են, ունեն ցածր մածուցիկություն (ջրի մածուցիկությունից ընդամենը 10-100 անգամ): Թաղանթի արտաքին մակերեսին տեղակայված են լիպիդներ, սիալաթթու, հակագենային օլիգոսաքարիդներ, ներծծված սպիտակուցներ; մեմբրանի ներքին մակերեսը ներկայացված է գլիկոլիտիկ ֆերմենտներով, նատրիումով և կալցիումով, ATPase-ով, գլիկոպրոտեիններով և հեմոգլոբինով:
Մեմբրանի կրկնակի լիպիդային շերտը կատարում է երեք գործառույթ՝ իոնների և մոլեկուլների համար պատնեշի գործառույթ, ընկալիչների և ֆերմենտների (սպիտակուցներ, գլիկոպրոտեիններ, գլիկոլիպիդներ) և մեխանիկական աշխատանքի կառուցվածքային հիմք: Մասնագիտացված, շնչառական ֆունկցիայի իրականացման՝ թթվածնի կամ ածխաթթու գազի փոխանցումը, հիմնական դերը խաղում են լիպիդային երկշերտում «ներկառուցված» մեմբրանի սպիտակուցները։ Հասուն էրիթրոցիտները ունակ չեն սինթեզելու նուկլեինաթթուներ և հեմոգլոբին. դրանք բնութագրվում են նյութափոխանակության ցածր մակարդակով, որն ապահովում է այդ բջիջների կյանքի բավականաչափ երկար ժամկետը (120 օր):
Երբ էրիթրոցիտը ծերանում է, նրա մակերեսը նվազում է, մինչդեռ հեմոգլոբինի պարունակությունը մնում է անփոփոխ։ Հաստատվել է, որ «հասուն» տարիքում էրիթրոցիտները երկար ժամանակ պահպանում են մշտական քիմիական բաղադրությունը, սակայն բջիջների ծերացման հետ աստիճանաբար նվազում է դրանցում քիմիական նյութերի պարունակությունը։ Էրիտրոցիտների ցիտոկմախքը ձևավորվում և վերահսկվում է բազմածին և մեմբրանի հետ կապված սպիտակուցների «ընտանիքների» կողմից, որոնք կազմակերպում են մասնագիտացված թաղանթային տիրույթներ, որոնք պահպանում են այս խիստ մասնագիտացված բջջի գործառույթն ու ձևը:
Էրիտրոցիտների էլեկտրական ներուժը
Էրիտրոցիտների թաղանթը պարունակում է 50% սպիտակուց, մինչև 45% լիպիդներ և մինչև 10% ածխաջրեր: Անխախտ բջիջների մակերեսին լիցքերի «ցանցային» բաշխումը որոշվում է սիալիկ (նեյտրամիկ) թթու պարունակող գլիկոպրոտեինով, որը որոշում է բջջի մակերեսային բացասական լիցքի մինչև 62%-ը։
Ենթադրվում է, որ յուրաքանչյուր էլեկտրական լիցք համապատասխանում է այս թթվի 1 մոլեկուլին։ Էրիտրոցիտների մակերեսի կողմից սիալաթթվի կորուստը հանգեցնում է նրա էլեկտրոֆորետիկ շարժունակության (EPM) նվազմանը և կատիոնների փոխադրման ճնշմանը: Հետևաբար, բջջի մակերեսի վրա կա լիցքերի «խճանկար»՝ որոշված կատիոնային և անիոնային խմբերով, որոնց հարաբերակցությունը որոշում է էրիթրոցիտների ընդհանուր էլեկտրական լիցքը։
Հոմեոստազի օպտիմալ վիճակը պահպանելու համար արյան բջիջները պետք է ունենան կայուն լիցք։ EFP-ի բարձր կայունությունն ապահովվում է դրա կարգավորման նուրբ մեխանիզմով՝ էրիթրոցիտների մեմբրաններում լիպիդային պերօքսիդացման (LPO) գործընթացների հավասարակշռությունը և հակաօքսիդանտ համակարգի պաշտպանիչ ազդեցությունը:
Էմպիրիկորեն հաստատված է, որ հակամարմինների ընկալիչները տեղակայված են էրիթրոցիտների թաղանթում, և դրանց նույնիսկ փոքր քանակի առկայությունը մակերեսին կարող է խաթարել մարմնի բնականոն ֆիզիոլոգիական գործառույթները և փոխել էրիթրոցիտների EFP: Սա կարող է ազդել վերջինիս հեմոգլոբինի մակարդակի վրա, քանի որ հեմոգլոբինի և EFP-ի պարունակությունը խիստ համակարգված է:
Պետք է նաև հաշվի առնել, որ մարմնի վրա բացասական գործոնների ծայրահեղ ազդեցության դեպքում լիպիդային պերօքսիդացման արտադրանքը ազդում է էրիթրոցիտների էլեկտրակինետիկ հատկությունների վրա: Իր հերթին, դա արտացոլվում է նրանց թաղանթներում պերօքսիդի պրոցեսների արագությամբ:
Նման լիցքավորված էրիթրոցիտների էլեկտրոստատիկ վանման («տարածված» ըստ Չիժևսկու) շնորհիվ վերջիններս ազատորեն շարժվում են արյունատար անոթներով՝ կատարելով իրենց թթվածնափոխադրման գործառույթը։ Հետեւաբար, լիցքավորման կայունության խախտումը կարելի է համարել մարմնի պաթոլոգիական փոփոխությունների անբաժանելի ցուցանիշ:
2. Որքա՞ն է էրիթրոցիտների թաղանթի մակերեսի հեռավորությունը, որը ֆոսֆոլիպիդային մոլեկուլը անցնում է 1 վայրկյանում՝ կողային դիֆուզիայի արդյունքում: Վերցրեք կողային դիֆուզիայի գործակիցը, որը հավասար է 10–12 մ2/վրկ։ Համեմատեք 8 մկմ տրամագծով էրիթրոցիտների շրջագծի հետ:
3. Թաղանթային ֆոսֆոլիպիդների հեղուկ-բյուրեղային վիճակից գելի փուլային անցման ժամանակ փոխվում է երկշերտի հաստությունը։ Ինչպե՞ս կփոխվի մեմբրանի հզորությունը այս դեպքում: Ինչպե՞ս կփոխվի էլեկտրական դաշտի ուժը թաղանթում:
4. Ինչպե՞ս կփոխվի մեմբրանի (սպեցիֆիկ) էլեկտրական հզորությունը հեղուկ-բյուրեղային վիճակից գելին անցնելու ընթացքում, եթե հայտնի է.
5. Հաշվե՛ք նստվածքային կյանքի ժամանակը և սարկոպլազմային ցանցի մի թաղանթային շերտից մյուսը լիպիդային թաղանթ ցատկերի հաճախականությունը, եթե կողային դիֆուզիայի գործակիցը D=12 մկմ 2/վրկ, ֆոսֆոլիպիդի A= մեկ մոլեկուլի զբաղեցրած տարածքը։ 0,7 նմ 2.
6. Հաշվե՛ք թափանցելիության գործակիցը այն նյութի համար, որի հոսքը թաղանթով մոլ/մ է: Նյութի կոնցենտրացիան բջջի ներսում, իսկ դրսում՝ մոլ/լ:
7. Քանի՞ անգամ պետք է կալիումի իոնների ներբջջային կոնցենտրացիան գերազանցի արտաքինին, որպեսզի հանգստի պոտենցիալը լինի 91մՎ։ Հաշվեք բջջի ջերմաստիճանը:
8. Հաշվե՛ք նյութի բաշխման K գործակիցը, եթե 10 նմ թաղանթի հաստությամբ դիֆուզիոն գործակիցը 7,2 * 10 սմ է, իսկ թափանցելիությունը՝ 14 սմ/վ։
9. Որոշակի բջջի թաղանթի վրա նյութի մոլեկուլների կոնցենտրացիայի տարբերությունը 48 մմոլ/լ է, թաղանթի և շրջակա միջավայրի միջև բաշխման գործակիցը 30 է, դիֆուզիոնը՝ 1,5*10, հոսքի խտությունը՝ 25 մոլ/։ մ. Հաշվեք այս թաղանթի հաստությունը:
10. Գտեք Mycoplasma պլազմային մեմբրանի թափանցելիության գործակիցը ֆորմամիդի համար, եթե մեմբրանի ներսում և դրսում այս նյութի կոնցենտրացիաների տարբերությամբ, որը հավասար է 0,5 * 10, դրա հոսքի խտությունը մեմբրանի միջով 8 * 10 սմ / վ է: .
17. Մեմբրանի մեջ լիպիդային ծակոտի կրիտիկական շառավիղը կախված է ծակոտի եզրային լարվածությունից, թաղանթի մակերևութային լարվածությունից և թաղանթային ներուժից ։ Ստացեք բանաձև ծակոտիների կրիտիկական շառավիղի համար: Հաշվեք ծակոտիների կրիտիկական շառավիղը թաղանթային ներուժի բացակայության դեպքում: Վերցրեք ծակոտի եզրային լարվածությունը 10 - 11 Ն, լիպիդային երկշերտի մակերեսային լարվածությունը 0,3 մՆ/մ։18. Թաղանթային ֆոսֆոլիպիդների հեղուկ-բյուրեղային վիճակից գելին փուլային անցման ժամանակ փոխվում է երկշերտի հաստությունը։ Ինչպե՞ս կփոխվի մեմբրանի հզորությունը այս դեպքում: Ինչպե՞ս կփոխվի էլեկտրական դաշտի ուժը թաղանթում:
19. Թաղանթային ֆոսֆոլիպիդների հեղուկ-բյուրեղային վիճակից գելին փուլային անցման ժամանակ փոխվում է երկշերտի հաստությունը։ Ինչպե՞ս կփոխվի մեմբրանի հզորությունը այս դեպքում: Ինչպե՞ս կփոխվի էլեկտրական դաշտի ուժը թաղանթում:20. Ինչպե՞ս կփոխվի թաղանթի (սպեցիֆիկ) էլեկտրական հզորությունը հեղուկ բյուրեղային վիճակից գելին անցնելու ժամանակ, եթե հայտնի է, որ հեղուկ բյուրեղային վիճակում հիդրոֆոբ շերտի հաստությունը 3,9 նմ է, իսկ գելում. վիճակ - 4,7 նմ. Լիպիդների դիէլեկտրական հաստատուն 2.
21. Մարդու արյան օսմոտիկ ճնշումը 0,77 ՄՊա է։ Քանի՞ մոլ NaCl աղ պետք է պարունակի իզոտոնիկ աղի լուծույթը 200 մլ ջրի մեջ 37 0 C ջերմաստիճանում:
22. Երբ նույն նմուշի NMR սպեկտրը վերագրանցվեց, ջերմաստիճանը փոխվեց, սպեկտրի գծերը նեղացան: Ո՞ր ուղղությամբ է ջերմաստիճանը փոխվել՝ իջե՞լ է, թե՞ բարձրացել:
23. Գտե՛ք էլեկտրամագնիսական ալիքի երկարությունը, որի դեպքում EPR առաջանում է 0,3Տ մագնիսական ինդուկցիա ունեցող մագնիսական դաշտում: Վերցրեք Լանդի գործակիցը երկուսի հավասար:
24. 0,5 մ շառավղով եզրագծի երկայնքով հոսում է հոսանք: Գտե՛ք այս հոսանքի ուժգնությունը, եթե հայտնի է, որ B շղթայի մագնիսական մոմենտը.
26. Որոշեք մերկ մարդու ջերմային ճառագայթման հզորությունը S = 1 մ 2 մարմնի մակերեսով, եթե մաշկի ջերմաստիճանը t 1 = 30 0 C է, շրջակա միջավայրը t 2 = 20 0 C. Մաշկի կլանման գործակիցը k = 0,9:
27. Մարդու մարմնի ճառագայթման ինտենսիվությունն աճել է 2,62%-ով։ Քանի՞ տոկոսով է բարձրացել ջերմաստիճանը.
28. Որոշե՛ք մարդու մարմնի էներգիայի պայծառության առավելագույն սպեկտրային խտությանը համապատասխանող ալիքի երկարությունը՝ այն համարելով գորշ մարմին։ Մաշկի ջերմաստիճան t=30 0 C։
29. Որոշեք նյութերի բնական մոլային կլանման ինդեքսը, եթե նրա կոնցենտրացիան c = 0,03 մոլ/լ լուծույթում լուծույթի օպտիկական խտությունը D = 1 է: Կիվետի երկարությունը l= 2 սմ.
30. Մանրադիտակի տակ դիտարկելով արյան կարմիր բջիջների շարժումը մազանոթում, կարող եք չափել արյան հոսքի արագությունը (): Աորտայում արյան հոսքի միջին արագությունը կազմում է. Այս տվյալների հիման վրա որոշեք, թե քանի անգամ է բոլոր գործող մազանոթների գումարը մեծ աորտայի խաչմերուկից:
31. Հաշվե՛ք էլեկտրոնային մանրադիտակի թույլատրելիության z սահմանը, եթե նրանում արագացնող լարումը U=100 կՎ է, ապա բացվածքի անկյունը u=10 -2 ռադ է։
32. Հաշվեք արյան մածուցիկությունը նորմալ հեմատոկրիտի դեպքում (c=45%), եթե պլազմայի մածուցիկությունը
33. Հաշվեք արյան առավելագույն րոպեական ծավալը Qmax, որի դեպքում արյան հոսքը աորտայում մնում է շերտավոր: Աորտայի տրամագիծը d=2 սմ, արյան մածուցիկություն, խտություն, կրիտիկական Ռեյնոլդսի թիվ Re kr =2000:
34. Զարկերակային ալիքի տարածման արագությունը զարկերակով v=10 մ/վ է։ Որոշեք զարկերակի էլաստիկության E մոդուլը, եթե նրա պատի հաստությունը h=0,7 մմ, ներքին տրամագիծը d=8 մմ, արյան խտությունը։
35. Աորտայի շառավիղը 1,0 սմ է; աորտայում արյան հոսքի արագությունը 30 սմ/վ է։ Որքա՞ն է արյան հոսքի արագությունը մազանոթներում, եթե մազանոթների ընդհանուր լայնական հատվածը 2000 սմ 2 է: (Յուրաքանչյուր մազանոթի տրամագիծը վերցված է, իսկ մազանոթների թիվը մեկ միլիոնից ավելի է):
36. Բժշկության մեջ դոպլեր էֆեկտն օգտագործվում է առանձին կենսաբանական կառուցվածքների (օրինակ՝ արյան, սրտի փականների) շարժման արագությունը որոշելու համար։ Ինչպե՞ս է շարժվող առարկայից արտացոլվող ուլտրաձայնային ազդանշանի հաճախականության փոփոխությունը կապված դրա արագության հետ:
37. Հորիզոնական տեղակայված ներարկիչի մխոցի վրա F = 10 N ուժ է գործադրվում: Որոշեք ներարկիչի ասեղից դեղամիջոցի արտահոսքի v արագությունը, եթե դեղամիջոցի խտությունը , մխոցի տրամագիծը d = 7 մմ է, իսկ դրա մակերեսը՝ շատ ավելի մեծ է, քան ասեղի լայնական հատվածը:
38. Ի՞նչ արագությամբ v է d = 4 մմ տրամագծով օդային փուչիկը լողում վերև գլիցերինով լցված անոթում: Գլիցերինի կինեմատիկական մածուցիկությունը, նրա խտությունը շատ ավելի մեծ է, քան օդինը։
39. Որոշ հիվանդությունների դեպքում անոթներում Ռեյնոլդսի կրիտիկական թիվը հավասար է 1160-ի: Գտե՛ք արյան շարժման արագությունը, որով 2 մմ տրամագծով անոթում հնարավոր է անցումը շերտավոր հոսքից դեպի տուրբուլենտ:
40. Ձայնի բարձրության մակարդակը 120 ֆոն է, իսկ հանգիստ զրույցը՝ նույն հեռավորության վրա՝ 41 հեռախոս։ Որոշեք ինտենսիվությունների հարաբերակցությունը.
42. Ձայնի ինտենսիվությունը 10-2 Վտ/մ2: Գտե՛ք ձայնային ճնշումը, եթե միջավայրի (օդի) ձայնային դիմադրությունը 420 կգ/մ2 է։
43. Որոշեք ձայնային ճնշման ամպլիտուդի արժեքը 1000 Հց հաճախականությամբ մաքուր տոնի համար, որի դեպքում թմբկաթաղանթը կարող է պատռվել, եթե խզումը տեղի է ունենում L E = 160 ֆոն ծավալային մակարդակում: (Պատասխանն արտահայտվում է պասկալներով և ատմով):
44. Դեղորայքային հումքի ջերմային մշակման տեղակայանում գտնվող էլեկտրական տաքացուցիչը 10 րոպեում գոլորշիացնում է 1 լիտր ջուր՝ մածուցիկ՝ 20 0 C ջերմաստիճանում։ հաշվի առնելով, որ տեղադրումը սնուցվում է 120 Վ-ով, և դրա արդյունավետությունը 80% է:
45. Չներծծվող լուծիչում ասպիրինի լուծույթով անցնող լույսի ինտենսիվությունը կլանման պատճառով կրճատվում է երեք անգամ: Ասպիրինի մոլեկուլների կոնցենտրացիան n 0 =10 20 մ -3: Լույսի ուղին լուծույթում = 150 մմ: Որոշեք ասպիրինի արդյունավետ կլանման խաչմերուկը:
46. Որոշեք զարկերակային ալիքի փուլային տարբերությունը զարկերակի երկու կետերի միջև, որոնք գտնվում են միմյանցից հեռավորության վրա, հաշվի առնելով զարկերակային ալիքի արագությունը, որը հավասար է v = 10 մ / վրկ, սրտի տատանումները ներդաշնակ են հաճախականությամբ: = 1,2 Հց:
49. Մկանային հյուսվածքը տաքացնելու համար հարթ էլեկտրոդների վրա լարում է կիրառվում U 0 \u003d 250 Վ ամպլիտուդով և հաճախականությամբ \u003d 10 6 Հց: Շղթայի այս հատվածի ակտիվ դիմադրությունը R=10 3 Ohm; Տարողություն C= F. Որոշեք էլեկտրոդների միջև հյուսվածքի ծավալում թողարկված ջերմության քանակը T տատանումների ժամանակաշրջանում և t=10 րոպե ընթացակարգի ընթացքում:
50. Իոնտոֆորեզը օգտագործվում է մարդու օրգանիզմ դեղեր ներմուծելու համար։ Որոշեք հիվանդին ժամանակի ընթացքում 0,05 մԱ/սմ 2 հոսանքի խտությամբ հիվանդին տրվող դեղանյութի առանձին իոնացված իոնների քանակը S=5 սմ 2 մակերեսով էլեկտրոդից:
ՔՆՆԱԿԱՆ ՀԱՐՑԵՐ
կենսաբանական թաղանթներ. Կենսաբանական թաղանթների տեսակները և դրանց գործառույթները:
Թաղանթային լիպիդների տեսակները և դրանց հատկությունները. Երկշերտ լիպիդային կառուցվածքներ.
Խոլեստերին. Թաղանթում լիպիդների դինամիկան. Մեմբրանի փուլային անցումներ.
թաղանթային սպիտակուցներ. Թաղանթային սպիտակուցների տեսակներն ու գործառույթները.
Կենսաբանական թաղանթների կառուցվածքը.
արհեստական թաղանթներ. Լիպոսոմներ.
Մեմբրանների կառուցվածքի ուսումնասիրության մեթոդներ.
Մազանոթային երևույթները, դրանց նշանակությունը կենսաբանության և բժշկության մեջ. գազային էմբոլիա.
Նյութերի տեղափոխում կենսաբանական թաղանթներով Նյութերի ներթափանցման ուղիները բջջ.
Տրանսպորտի տեսակները. պարզ դիֆուզիոն.
Ոչ էլեկտրոլիտների տեղափոխում կենսաբանական թաղանթներով:
Պասիվ տրանսպորտի հիմնական մեխանիզմները.
Իոնային տրանսպորտ. Նյութերի իոնային փոխադրում ալիքներով:
Կենսաբանական թաղանթների թափանցելիության մեխանիզմները. Իոնային ալիքների և կրիչների կառուցվածքը և գործառույթները: Էլեկտրագենեզի մեխանիզմներ.
Ակտիվ տրանսպորտ կենսաբանական թաղանթներով:
Մեմբրանների էլեկտրաքիմիական պոտենցիալների մոլեկուլային մեխանիզմները և նյարդային իմպուլսի տարածումը գրգռվող մանրաթելի երկայնքով:
Էլեկտրական գրգռվածության հայեցակարգը . Հանգստի ներուժ .
Մեմբրանի ներուժի չափման մեթոդներ. Միկրոէլեկտրոդների տեխնոլոգիա.
գործողության ներուժ . Գործողությունների ներուժի առաջացման և տարածման մեխանիզմը:
Մեմբրանների էլեկտրամեխանիկական պոտենցիալների մոլեկուլային մեխանիզմների ուսումնասիրության մեթոդներ.
Նյարդային ազդակի տարածում գրգռված մանրաթելի երկայնքով:
Կենսաբժշկական տեղեկատվության տվիչներ. Սենսորների տեսակները.
Սենսորների նպատակը և դասակարգումը, բնութագրերը:
Մետաղների և կիսահաղորդիչների ջերմաէլեկտրական երևույթները.
Ջերմային տվիչների չափորոշում և նյութի ջերմաստիճանի որոշում:
Էլեկտրոդներ կենսաէլեկտրական ազդանշան ստանալու համար.
Իոնային հոսանքները Հոջկին-Հաքսլի մոդելում.
Բջջային թաղանթներում իոնային ալիքներ. Իոնային ալիքի կառուցվածքը.
Կարդիոմիոցիտի գործողության ներուժի առաջացման մեխանիզմը.
թաղանթային պոտենցիալները. Սրտի բջիջի գործողության ներուժը.
Էլեկտրասրտագրության ֆիզիկական հիմքը. Սարքը, էլեկտրասրտագրության աշխատանքի սկզբունքը.. ԷՍԳ գրանցման հիմնական մոտեցումները.
ԷՍԳ գրանցումը և վերլուծության սկզբունքները.
Էլեկտրաուղեղագրություն. Հիմնական EEG ռիթմերը. դրանց գործառական նշանակությունը։
ԷԷԳ-ի գրանցում և վերլուծության սկզբունքներ: ֆունկցիոնալ թեստեր.
Բուրգաձեւ նեյրոնների էլեկտրական գործունեության հիմնական տեսակները.
37. Մոլեկուլների էներգիայի մակարդակները (մոլեկուլների էլեկտրոնային, թրթռման և պտտման էներգիա):
38. Էլեկտրոնային անցումներ լույսի կլանման մեջ.
39. Կենսաբանորեն կարևոր որոշ միացությունների մոլեկուլների կլանման սպեկտրներ.
40. Ֆոտոկենսաբանական պրոցեսների ուսումնասիրության մեթոդներ՝ օգտագործելով սպեկտրները.
41. Սպեկտրոֆոտոմետրերի սարքը և աշխատանքի սկզբունքը .
42. Կենսաբանական հեղուկներում նյութերի կոնցենտրացիայի որոշման սպեկտրոֆոտոմետրիկ հետազոտական մեթոդների ուսումնասիրությունը:
43. Կենսաբանական համակարգերի լուսարձակում.
44. Լյումինեսցենտություն. Լյումինեսցիայի տարբեր տեսակներ:
45. Ֆոտոլյումինեսցենտություն. Սթոքսի կանոնը.
46. Լյումինեսցենտային քվանտային ելք. Եռակի մակարդակ և ֆոսֆորեսցենտություն:
47. Կենսաբանական օբյեկտների ֆոտոլյումինեսցենտային որակական և քանակական վերլուծություն.
48. Լյումինեսցենտային մանրադիտակ. Քիմիլյումինեսցենտություն, քիմլյումինեսցենցիայի առաջացման մեխանիզմ
49. Ֆոտոկենսաբանական պրոցեսների առաջնային փուլերը.
50. Ֆոտոկենսաբանական գործողության սպեկտրներ.
51. Առաջնային ֆոտոբիոքիմիական ռեակցիաների արգասիքների ուսումնասիրություն.
52. Ազատ ռադիկալների օքսիդացում Սպիտակուցների առաջնային ֆոտոքիմիական ռեակցիաները.53. ԴՆԹ-ի ֆոտոքիմիական փոխակերպումը.
54. ԴՆԹ-ի վրա բարձր ինտենսիվության լազերային ճառագայթման գործողության առանձնահատկությունները.
55. Ֆոտոակտիվացում և ֆոտոպաշտպանություն:
56. Ուլտրամանուշակագույն լույսի գործողություն կենսաբանական թաղանթների վրա.
57. Ֆոտոսենսիտացված ֆոտոկենսաբանական պրոցեսներ.
58. Կենսաբանական առարկաների ուսումնասիրություն մանրադիտակում.
59. Կենսաբանական օբյեկտների մանրադիտակի հատուկ մեթոդներ
60. Մանրադիտակի օպտիկական համակարգ, օբյեկտի պատկերի կառուցում.
61. Օպտիկական մանրադիտակի խոշորացման բանաձեւը.
62. Մկանային կծկման կենսաֆիզիկա . Լոգարիթմական թելերի մոդել:
63. Մկանների կենսամեխանիկա. Hill հավասարումը.
64. Մեկ կծկման ուժ. Մկանների կծկման մոդելավորում.
65. Էլեկտրամեխանիկական ինտերֆեյս
66. Արյան շրջանառության համակարգ (զարկերակներ, երակներ): Արյան շրջանառության մեխանիզմ
67. Արյան շարժում խոշոր անոթներում.
68. Միկրոանոթներում արյան հոսքի կազմակերպում.
69. Արյան բջիջների շարժում մազանոթներում.
70. Արյան ռեոլոգիական հատկությունները որոշող գործոններ.
71. Մազանոթներում էրիթրոցիտների կողմնորոշման ձևերը.
72. Անոթների միջոցով արյան հոսքի հեմոդինամիկ օրինաչափություններ:
73. Արյան մեջ արյան շարժման ընդհանուր ֆիզիկական և մաթեմատիկական օրինաչափություններ:
74. Տարբեր օրգանների և հյուսվածքների ռեոգրաֆիա . Արյան շրջանառության ուսումնասիրության մեթոդներ.
75. Էոգրաֆիական կորի գրանցման մեթոդները և վերլուծության սկզբունքները. Ինտեգրալ և տարածաշրջանային ռեոգրաֆիա.
76. Շոկի և րոպեական արտամղման անուղղակի գրանցման մեթոդներ. Համակարգչային ինտեգրված ռեոգրաֆիա:
77. Ձայնային և կենսաբանական հյուսվածքների փոխազդեցության ֆիզիկական հիմքը.
78. Բժշկական սարքերի և սարքերի դասակարգում.
79. Էներգիայի ձևեր, որոնք փոխակերպվում են չափիչ փոխարկիչում:
80. Բուժական նշանակության բժշկական սարքեր.
81. Բուժական էլեկտրոնային բժշկական սարքավորումներ.
82. Բարձր հաճախականության թերապիայի մեթոդները (HF, UHF, միկրոալիքային վառարան և այլն) և դրանց կենսաֆիզիկական ազդեցությունները.
83. UHF-թերապիայի ապարատի սարքը և դրա աշխատանքի սկզբունքը.
84. Բուժական տեխնիկա, որը հիմնված է ուղղակի հոսանքի օգտագործման վրա
85. Ցինկապատման ապարատի սարքը և դրա աշխատանքի սկզբունքը. Ցինկապատման ֆիզիկական հիմքը
86. Ֆոտոէլեկտրական փոխարկիչներ.
87. Բժշկական ինտրոսկոպիայի հիմնական տեխնիկական միջոցներ.
88. Սենսորների նախագծերը և դրանց հիմնական բնութագրերը.
89. Արտաքին շնչառության ֆունկցիան չափող սարքեր
90. Շնչառական շարժումների ժամանակ կրծքավանդակի շարժումների գրանցում. Պնևմոգրաֆիա, սպիրոմետրիա, սպիրոգրաֆիա:
Գործնական հմտությունների ցանկ
գրանցել EEG., RG
գրանցել ԷՍԳ ստանդարտ կապուղիներում;
կարողանալ բացատրել ԷՍԳ երևույթների ծագումը և դրանց հայտնաբերման մեթոդները:
սովորել ձևավորել էլեկտրասրտագրական ախտորոշում:
գրանցել ֆիզիկական պարամետրեր,
գործընթացի չափման արդյունքներ՝ օգտագործելով հաշվողական գործիքներ;
չափել նյութերի կոնցենտրացիան ֆոտոմետրիկ գործիքների միջոցով:
լուծել կենսաբժշկական հետազոտություններում կենսաբանական օբյեկտի և տեխնիկական միջոցների օպտիմալ զուգակցման խնդիրը.
բժշկական խնդիրների լուծման համար ճիշտ տեխնիկական միջոցներ ընտրել
1. Սրանից եզրակացություն արվեց, որ էրիթրոցիտների թաղանթը բաղկացած է լիպիդային մոլեկուլներից՝ դասավորված երկու շերտով։
Ըստ երևույթին, Գորտերի և Գրենդելի այս եզրակացությունը ճիշտ է պարզվել միայն սխալների փոխադարձ փոխհատուցման շնորհիվ, սակայն, պատմական առումով, այս աշխատանքը մեծ նշանակություն ուներ, քանի որ այդ ժամանակից ի վեր լիպիդային երկշերտի հայեցակարգը որպես կենսաբանական կառուցվածքային հիմք թաղանթները դարձել են գերիշխող և իրականում ճիշտ են պարզվել:
Երկմոլեկուլային լիպիդային թաղանթի գաղափարը հետագայում մշակվել է 1935 թվականի Դևսոն-Դանիելի մոդելում կամ «սենդվիչ» մոդելում, որտեղ ենթադրվում էր, որ սպիտակուցները ծածկում են լիպիդային երկշերտի մակերեսը։ Սա անսովոր հաջող մոդել էր, և հաջորդ 30 տարիների ընթացքում բազմաթիվ փորձարարական տվյալներ, հատկապես նրանք, որոնք ստացվել էին ռենտգենյան դիֆրակցիայի և էլեկտրոնային մանրադիտակի միջոցով, լիովին հաստատեցին դրա համապատասխանությունը: Այնուամենայնիվ, միևնույն ժամանակ պարզվեց, որ թաղանթները կատարում են հսկայական գործառույթներ, և այս երևույթը բացատրելու համար Դևսոն-Դանիելիի սկզբնական մոդելը բազմիցս փոփոխվել է:
Թաղանթաբանության արագ առաջընթացը, որը հանգեցրել է ժամանակակից հասկացությունների ձևավորմանը, ձեռք է բերվել հիմնականում թաղանթային սպիտակուցների հատկությունների ուսումնասիրության առաջընթացի շնորհիվ: Էլեկտրոնային մանրադիտակային հետազոտությունները, օգտագործելով սառեցման-կտրման մեթոդը, ցույց են տվել, որ թաղանթներում ներկառուցված են գնդաձեւ մասնիկներ: Միևնույն ժամանակ, կենսաքիմիկոսներին, օգտագործելով լվացող միջոցներ, հաջողվել է թաղանթները տարանջատել ֆունկցիոնալ ակտիվ «մասնիկների» վիճակին: Սպեկտրային տվյալները ցույց են տվել, որ թաղանթային սպիտակուցները բնութագրվում են a-helices-ի բարձր պարունակությամբ, և որ նրանք, հավանաբար, ձևավորում են գնդիկներ, այլ ոչ թե որպես միաշերտ բաշխվում են լիպիդային երկշերտի մակերեսին: Մեմբրանի սպիտակուցների ոչ բևեռային հատկությունները ենթադրում են հիդրոֆոբ շփումների առկայություն սպիտակուցների և լիպիդային երկշերտի ներքին ոչ բևեռային շրջանի միջև: Միաժամանակ մշակվեցին մեթոդներ, որոնք հնարավորություն տվեցին բացահայտել լիպիդային երկշերտի հեղուկությունը։ Սինգերն ու Նիկոլսոնը միավորել են այս բոլոր գաղափարները՝ ստեղծելու հեղուկ խճանկարային մոդել։ Այս մոդելի շրջանակներում թաղանթը ներկայացված է որպես հեղուկ ֆոսֆոլիպիդային երկշերտ, որի մեջ ընկղմված են ազատորեն ցրվող սպիտակուցներ: Հին Դևսոն-Դանիելի մոդելը ստատիկ էր և հաջողությամբ բացատրում էր այն ժամանակ առկա կառուցվածքային տվյալները, որոնք ստացվել էին բավականին ցածր լուծաչափով: Միևնույն ժամանակ, սկսած 1970 թվականից, մեծ ուշադրություն է դարձվել դինամիկ հատկությունների և թաղանթային ֆունկցիաների հետ դրանց փոխհարաբերությունների ուսումնասիրությանը։ Վերջին տարիներին փոփոխվել է նաև հեղուկ խճանկարի մոդելը, և այս գործընթացը կշարունակվի: Մասնավորապես, այժմ պարզ է դարձել, որ ոչ բոլոր թաղանթային սպիտակուցներն են ազատորեն ցրվում հեղուկ լիպիդային երկշերտում։ Կան տվյալներ բուն թաղանթում կողային j-տիրույթների առկայության մասին։ Մանրակրկիտ ուսումնասիրվում է նաև ցիտոկմախքի դերը։ Ավելի պարզ է դառնում, որ թաղանթների որոշ հատվածներ կառուցվածքով տարբերվում են դասական լիպիդային երկշերտից: Այնուամենայնիվ, տեսանելի ապագայում հեղուկ խճանկարի մոդելն իր տարբեր փոփոխություններով հայեցակարգային հիմք կծառայի մեմբրանի բազմաթիվ ուսումնասիրությունների համար:
3. Թաղանթների մորֆոլոգիաԹաղանթների մորֆոլոգիայի պարզաբանման գործում կարևոր դեր խաղացին երկու մեթոդ՝ ռենտգենյան դիֆրակցիան և էլեկտրոնային մանրադիտակը։ Հենց նրանց օգնությամբ հաստատվեց երկշերտ մոդելի ճիշտությունը։ Այնուամենայնիվ, պետք է նկատի ունենալ, որ այս երկու մեթոդներն էլ բախվում են մի շարք սահմանափակումների՝ թաղանթների մոլեկուլային կազմակերպման մանրամասն պատկերը պարզելու համար:
3.1 Ռենտգենյան դիֆրակցիա
Ռենտգենյան դիֆրակցիոն մեթոդով բարձր կարգի բյուրեղային նմուշների ուսումնասիրության ժամանակ հնարավոր է կառուցվածքի մասին տեղեկատվություն ստանալ բարձր լուծաչափով։ Վատ պատվիրված պատրաստուկների դեպքում այս մեթոդի հնարավորությունները սահմանափակ են։ Որոշ մասնագիտացված թաղանթային համակարգեր արդեն ունեն կանոնավոր կառուցվածք, և, հետևաբար, դրանք կարող են ուսումնասիրվել ռենտգենյան դիֆրակցիոն մեթոդներով: Այս տեսակի օրինակ է ծայրամասային նյարդաթելերի միելինային թաղանթը. այն թաղանթ է, որը բազմիցս փաթաթվելով աքսոնի շուրջը, կազմում է համակենտրոն թաղանթային կառուցվածքների կանոնավոր համակարգ։ Միելինի ռենտգենյան դիֆրակցիոն հետազոտությունները, որոնք իրականացվել են դեռևս 1930-ականներին, հաստատում են թաղանթների երկշերտ մոդելի համապատասխանությունը։ Նույն եզրակացությունն է արվում ողնաշարավորների ցանցաթաղանթի ձողերի արտաքին հատվածի ուսումնասիրությամբ, որոնք բնական կարգավորված թաղանթային համակարգեր են, ինչպես նաև արհեստականորեն դասավորված համակարգեր, որոնք ձևավորվում են միտոքոնդրիումներից և էրիթրոցիտներից ստացված թաղանթային վեզիկուլների ցենտրիֆուգացման պայմաններում: . Այս բոլոր դեպքերում մեմբրանի մեջ նկատվել է էլեկտրոնային խտության նմանատիպ բաշխում, որը ցույց է տրված Նկար 1.4-ում:
Ռենտգենյան դիֆրակցիայի տվյալները մեկնաբանելու համար անհրաժեշտ է որոշել ոչ միայն արտացոլումների ինտենսիվությունը, այլև դրանց փուլերը։ Պարբերաբար փաթեթավորված թաղանթային համակարգերի դեպքում խնդիրը մեծապես պարզեցված է, քանի որ այդ համակարգերը բաղկացած են կենտրոնական սիմետրիկությամբ կրկնվող տարրերից:
Ստացված տվյալները ցույց են տալիս, որ բոլոր թաղանթների կառուցվածքը նման է. դրանք ունեն հիդրոֆոբ ներքին շրջան՝ ցածր էլեկտրոնային խտությամբ և բևեռային խմբերի երկու շերտ՝ բարձր էլեկտրոնային խտությամբ։ Տարբեր թաղանթների համար ստացված ռենտգենյան դիֆրակցիայի տվյալները միայն մի փոքր տարբերվում են՝ չնայած դրանց սպիտակուցի պարունակության մեծ տարբերություններին: Թեև ռենտգենյան դիֆրակցիայի տվյալները որոշակի տեղեկատվություն են տալիս այն մասին, թե ինչպես են թաղանթային սպիտակուցների հիմնական մասը գտնվում թաղանթում, ընդհանուր առմամբ, ռենտգենյան դիֆրակցիոն վերլուծության մեթոդը մանրամասն մոլեկուլային պատկեր չի տալիս:
Wilkins-ը և այլոք 1971-ին նշել են, որ ռենտգենյան դիֆրակցիան կարող է օգտագործվել նաև թաղանթների և ֆոսֆոլիպիդների ջրային դիսպերսիաները ուսումնասիրելու համար։ Այս դեպքում, երկշերտի երկու կողմերում բևեռային շրջանների կողմից առաջացած արտացոլումները հնարավորություն են տալիս գտնել դրա հաստությունը, որը հավասար է բևեռային գլուխների միջև եղած հեռավորությանը, և այդ շղթաների միջև հեռավորությունը կարելի է որոշել պատվիրված ածխաջրածնային շղթաներով առաջացած արտացոլումներից: . Այս դեպքում նույնպես տարբեր աղբյուրներից ստացված թաղանթային պատրաստուկները տվել են դիֆրակցիոն նմանատիպ օրինաչափություն, որը հաստատում է երկշերտ մոդելի ունիվերսալությունը։
Դիֆրակցիոն մեթոդով մանրամասն մոլեկուլային օրինաչափություն ստանալու անհնարինությունը սահմանափակում է այս մեթոդի կիրառումը կենսաբանական թաղանթների ուսումնասիրության համար։ Այնուամենայնիվ, այն կարող է շատ օգտակար լինել պատվիրված լիպիդային-ջրային համակարգերի ուսումնասիրության համար:
3.2 Էլեկտրոնային մանրադիտակ
Միելինի բարակ հատվածների և, փաստորեն, մնացած բոլոր թաղանթների փոխանցման էլեկտրոնային մանրադիտակը բացահայտում է բնորոշ եռաշերտ կառուցվածք, որը բաղկացած է երկու էլեկտրոնային խիտ գոտիներից, որոնք բաժանված են մոտ 80 Ա բացվածքով: Այս պատկերը մեծ մասամբ ստացվում է որպես օսմիումի տետրոօքսիդով պատրաստուկների բուժման արդյունք, որը սովորաբար օգտագործվում է այս մեթոդով: Ռոբերտսոնը դիտարկված կառուցվածքը անվանեց «միասնական»՝ ընդգծելու դրա ունիվերսալությունը, և թեև օսմիումով մեմբրանի ներկման մոլեկուլային մեխանիզմներն անհայտ են, այս կառուցվածքը համարվում էր մեմբրանի երկշերտ մոդելի վավերականության հաստատում։ Ակնհայտ է, սակայն, որ մեմբրանները կարող են բացասաբար ազդվել փոխանցման էլեկտրոնային մանրադիտակի համար նմուշների պատրաստման ժամանակ: Մասնավորապես, հայտնի է, որ օսմիումի տետրոքսիդով բուժումը հանգեցնում է էրիթրոցիտների թաղանթից սպիտակուցի զգալի կորստի։ Եվ չնայած այս դեպքում նկատված եռաշերտ կառուցվածքը որոշ չափով արտացոլում է երկշերտ թաղանթների կազմակերպվածությունը, սպիտակուցների տեղայնացման մասին ավելի մանրամասն տեղեկություններ այս մեթոդով հնարավոր չէ ստանալ։
Թաղանթային սպիտակուցների դասավորության մասին որոշ տեղեկություններ տրամադրվել են նոր մեթոդներով, որոնք այժմ դարձել են «դասական»՝ սառեցման-կտրվածքի և սառեցման-փորագրման մեթոդները։ Այս դեպքերում պատրաստուկները արագ սառչում են՝ առանց որևէ վնասակար ազդեցության, ինչպես բարակ հատվածներ ստանալու դեպքում։ Դեղերի պատրաստման գործընթացը ներառում է հետևյալ գործողությունները.
Սառչելուց հետո նմուշը, որը բջիջների կամ թաղանթների կասեցում է, դանակով կտրում են ցածր ջերմաստիճանում՝ բարձր վակուումում։ Կտրման ընթացքում առաջացած ուժերը հանգեցնում են նմուշի միջով անցնող կտրվածքի ձևավորմանը: Պարզվեց, որ երբ կտրված հարթությունն անցնում է թաղանթով, վերջինս մասնատվում է հիմնականում իր միջին շրջանի երկայնքով և բաժանվում երկու մասի։ Արդյունքում, մեմբրանի ներքին շրջանը ենթարկվում է ձևավորված ճեղքման հարթությունների վրա:
Անհրաժեշտության դեպքում նմուշը ենթարկվում է փորագրման՝ սառույցի սովորական սուբլիմացումն իրականացվում է վակուումում։ Սա թույլ է տալիս ավելի լավ պատկերացնել բջջային մեմբրանների մակերեսային կառուցվածքները:
Դրանից հետո մերկացած մակերեսից ստացվում է այսպես կոչված կրկնօրինակ։ Հենց այս կրկնօրինակն է ուսումնասիրվում էլեկտրոնային մանրադիտակի տակ: Կրկնօրինակ ստանալու համար պլատինը սկզբում տեղադրվում է նմուշի վրա մոտ 45° անկյան տակ, որպեսզի բացահայտվեն պատրաստուկի տոպոլոգիական բնութագրերը: Այնուհետև պլատինե կրկնօրինակին տրվում է մեխանիկական ուժ՝ վրան ածխածնի շերտ դնելով։ Դրանից հետո պատրաստուկը հալեցնում են, կրկնօրինակը լողում է վերև, և այն բռնում հատուկ ցանցի միջոցով։
Թաղանթների սառեցման մեթոդով նկատվող ամենաբնորոշ կառուցվածքները 80-ից 100 Ա տրամագծով բազմաթիվ ներթաղանթային մասնիկներ են, որոնք ընկած են թաղանթային ճեղքերի հարթությունում։ Սովորաբար դրանք պատահական են տեղակայվում, բայց երբեմն խմբեր են կազմում։ Բազմաթիվ ուսումնասիրություններ ցույց են տվել, որ այդ մասնիկները, հնարավոր է, թաղանթային սպիտակուցներ են: Հետաքրքիր է, որ բարակ հատվածների էլեկտրոնային մանրադիտակը նման կառուցվածքներ չի բացահայտում: Պառակտված մեմբրանի երկու կեսերից ստացված կրկնօրինակները միշտ չէ, որ տոպոլոգիապես փոխլրացնող են: Սա նշանակում է, որ որոշ մասնիկներ կապված են մեմբրանի կեսերից միայն մեկին: Սառեցման բաժանման տվյալները լայնորեն օգտագործվել են Սինգերի և Նիկոլսոնի կողմից թաղանթների հեղուկ խճանկարային մոդելի մշակման մեջ, քանի որ նրանք համոզիչ կերպով ցույց են տվել, որ գնդաձև սպիտակուցները գտնվում են ոչ միայն մեմբրանի մակերեսին, այլև երկշերտի ներսում:
Նկար 1.6-ը ցույց է տալիս ձվի ֆոսֆատիդիլքոլինից վերակառուցված պրոտեոլիպոսոմների պատրաստուկի էլեկտրոնային միկրոգրաֆը և մարդու էրիթրոցիտների թաղանթից 3-րդ շերտի սպիտակուցի չֆրակցիոն պատրաստուկը; Նախապատրաստումը ստացվել է սառեցման-կտրման մեթոդով։
3 գոտի սպիտակուցը էրիթրոցիտների մեմբրանի հիմնական սպիտակուցային բաղադրիչն է և հայտնի է որպես անիոններ տեղափոխող: Եթե ֆոսֆոլիպիդային վեզիկուլները չեն պարունակում այս սպիտակուցը, ապա ստացված սառեցված չիպային պատրաստուկները հարթ մակերես ունեն:
3-րդ ժապավենի սպիտակուցը ֆոսֆոլիպիդային վեզիկուլների մեջ ներառելուց հետո ճեղքերի վրա հայտնվում են ներթաղանթային մասնիկներ, որոնք գործնականում չեն տարբերվում էրիթրոցիտների թաղանթներում նկատվող մասնիկներից: Ավելին, 5.5 pH-ի դեպքում էրիթրոցիտների թաղանթում երևացող մասնիկները ագրեգատվում են, և այդ ագրեգացիան իրականացվում է 3-րդ ժապավենի սպիտակուցի փոխազդեցության արդյունքում երկու այլ սպիտակուցների՝ սպեկտրինի և ակտինի հետ:
Վերջիններս ցիտոկմախքի բաղադրամասեր են, որոնք տեղակայված են էրիթրոցիտների թաղանթի ներքին մակերեսին։ Վերակառուցված համակարգը, որը բաղկացած է 3 շերտի սպիտակուցից և ֆոսֆատիդիլքոլինից, վարվում է նույն կերպ, մասնիկների ագրեգացումը նկատվում է սպեկտրինի և ակտինի առկայության դեպքում pH 5,5, բայց ոչ pH 7,6-ում:
Այս տվյալները ավելի ամրապնդեցին թաղանթային սպիտակուցների գաղափարը, որպես գնդային մասնիկներ, որոնք ազատորեն շարժվում են թաղանթային հարթությունում: Հետաքրքիր է, որ սառեցման մեթոդով ստացված պատրաստուկների ստատիկ միկրոլուսանկարները օգնել են հետազոտողներին ուսումնասիրել թաղանթների դինամիկ հատկությունները: Ինչպես կտեսնենք, թաղանթներում կան բազմաթիվ սպիտակուցներ, որոնք չեն կարող ազատ լողալ լիպիդային ծովում:
4. Մեմբրանների մեկուսացումՎերջին երեք տասնամյակների ընթացքում ավելի ու ավելի պարզ է դառնում, որ բջջային գործառույթների ճնշող մեծամասնությունն իրականացվում է թաղանթների անմիջական մասնակցությամբ:
Ե՛վ բուսական, և՛ կենդանական բջիջները բաժանված են բաժանմունքների, և շատ ցիտոպլազմային օրգանելներ, ինչպես ցույց է տրված Բաժին 1.1-ում, ունեն թաղանթային բնույթ:
Բջիջների մեծամասնությանը բնորոշ օրգանելներից բացի, կան նաև մասնագիտացված թաղանթային համակարգեր, ինչպիսիք են մկանային բջիջների սարկոպլազմիկ ցանցը, ծայրամասային նյարդային մանրաթելերի միելինային թաղանթը, քլորոպլաստների թիլաոիդ թաղանթները և ցանցաթաղանթի ձողերի սկավառակների թաղանթները: Պրոկարիոտ օրգանիզմները նույնպես ունեն թաղանթներ, թեև ոչ այնքան զարգացած, որքան էուկարիոտները։
Գրամ դրական բակտերիաները, ինչպիսիք են Bacillus subtilis-ը, ունեն միայն ցիտոպլազմային թաղանթ, մինչդեռ գրամ-բացասական բակտերիաները, ինչպիսին է Escherichia coli-ն, ունեն նաև արտաքին, որը գտնվում է բարակ պեպտիդոգլիկան բջջային պատի վերևում:
Որոշ մասնագիտացված օրգանելներ հայտնաբերվել են նաև պրոկարիոտ բջիջներում։ Կենդանիների համար պաթոգեն որոշ վիրուսներ, ինչպիսիք են պատված վիրուսները, ունեն իսկական թաղանթ, և այդպիսի թաղանթները չափազանց հետաքրքիր են ուսումնասիրել:
Թաղանթների ուսումնասիրությունը, որպես կանոն, կապված է դրանց մաքրման հետ, և յուրաքանչյուր տեսակի թաղանթ բնութագրվում է նախապատրաստական մեկուսացման իր պայմաններով։
Այսպիսով, եթե դուք պետք է ուսումնասիրեք որևէ բջիջի պլազմային թաղանթը, ապա նախ պետք է այդ բջիջները մեկուսացնել հյուսվածքից: Այնուհետև պետք է ընտրվեն բջիջները խաթարելու և հետաքրքրող թաղանթները բջջային այլ բաղադրիչներից առանձնացնելու օպտիմալ պայմանները: Հատուկ ուշադրության են արժանի մեկուսացված թաղանթների մաքրության չափանիշները:
4.1 Բջիջների ոչնչացում
Ցանկալի է ընտրել այնպիսի տեխնիկա, որն արդյունավետորեն ոչնչացնում է բջիջներն իրենք՝ միաժամանակ պահպանելով մեկուսացման ենթակա թաղանթների կառուցվածքը։ Կենդանական շատ բջիջների համար կարող է օգտագործվել համեմատաբար նուրբ ընթացակարգ, ինչպիսին է համասեռացումը ապակե պատերով Downs-ում կամ Potter-Elveheim-ի հոմոգենիզատորներում տեֆլոնի նեխուրով: Այս դեպքում բջիջները քայքայվում են կտրող ուժերի պատճառով, որոնք առաջանում են, երբ կախոցը սեղմվում է նեղ բացվածքի միջով տեֆլոնի խրճիթի և հոմոգենիզատորի ապակե պատի միջև: Այս բուժման դեպքում պլազմային թաղանթը «քայքայվում է», և տարբեր օրգանելների միջև կապերը քայքայվում են՝ միաժամանակ պահպանելով իրենց օրգանելների ամբողջականությունը: Օգտագործելով այս պրոցեդուրան, պլազմային մեմբրանի մասնագիտացված շրջանները նույնպես կարող են առանձնացվել միմյանցից, օրինակ՝ էպիթելային բջիջների մեմբրանի բազալոտային կամ գագաթային շրջանները։ Ցանկալի է գործել այնպիսի պայմաններում, երբ օրգանելների ամբողջականությունը պահպանվում է, որպեսզի նվազագույնի հասցվի հիդրոլիտիկ ֆերմենտների արտազատման հնարավորությունը և հեշտացվի մեմբրանի բաժանման հետագա գործողությունները:
Պատով բջիջների ոչնչացման համար պահանջվում են ավելի խիստ մեթոդներ։ Երբեմն, նախքան բջիջների ոչնչացումը, դրանք նախ մշակվում են ֆերմենտներով, որոնք քայքայում են բջջային պատի բաղադրիչները, որպեսզի հեշտացնեն դրա հետագա ոչնչացումը: Օրինակ, Tris-EDTA բուֆերով և լիզոզիմով բուժումը օգտագործվում է E. coli բջիջները ոչնչացնելու համար: Ավելի խիստ մեթոդները ներառում են բջիջները քսելը, դրանք ձայնավորելը և արտամղումը: Հղկումը սովորաբար իրականացվում է տարբեր հղկող նյութերի առկայության դեպքում՝ ավազ, կավահող կամ ապակե ուլունքներ: Փոքր ծավալների նյութը կարելի է մանրացնել շաղախի մեջ, բայց ավելի մեծ ծավալների համար պետք է օգտագործել հատուկ մեխանիկական սարքեր։ Բակտերիալ բջիջները հաճախ ոչնչացվում են ուլտրաձայնի միջոցով: Ենթադրվում է, որ այս դեպքում ոչնչացումը տեղի է ունենում կավիտացիայի հետևանքով առաջացած կտրող ուժերի ազդեցության ներքո: Նույն ուժերը տեղի են ունենում, երբ բջջային կախոցը ստիպողաբար անցնում է փոքր անցքով, օրինակ, երբ բջիջները ոչնչացվում են ֆրանսիական մամուլով: Այս մեթոդների բազմաթիվ տեսակներ կան, և դրանց ընտրությունը կախված է ուսումնասիրվող մեմբրանի համակարգի բնութագրերից:
Հարկ է նշել, որ բջիջների քայքայման ժամանակ ստացված թաղանթային բեկորները սովորաբար ինքնաբերաբար ձևավորում են վեզիկուլներ։ Օրինակ է.
1) պլազմային թաղանթից, էնդոպլազմային ցանցից կամ մասնագիտացված համակարգերից, ինչպիսիք են սարկոպլազմային թաղանթը, ստացված միկրոզոմները.
2) ներքին միտոքոնդրիալ թաղանթից ներհոսող մասնիկներ.
3) սինապտոսոմներ, որոնք ձևավորվում են սինապտիկ շփումների տարածքում նյարդերի վերջավորությունների պոկման ժամանակ.
4) E. coli-ի պլազմային թաղանթից առաջացած բակտերիալ թաղանթային վեզիկուլներ. Վեզիկուլները ձևավորվում են նաև այլ թաղանթային համակարգերից, օրինակ՝ Գոլջիի ապարատի թաղանթներից։ Նրանց չափը շատ դեպքերում խիստ կախված է բջիջների ոչնչացման մեթոդից: Սա հատկապես կարևոր է, քանի որ վեզիկուլների չափը մեծապես որոշում է դրանց նստվածքի արագությունը ցենտրիֆուգման ընթացքում և դրանց վարքագիծը մեմբրանի մաքրման հետագա փուլերում: Որոշ թաղանթներ չեն առաջացնում վեզիկուլներ, մասնավորապես կենդանական բջիջների կողային մակերեսների թաղանթները, որոնք շփվում են միմյանց հետ: Երբ նման բջիջները ոչնչացվում են, մի զույգ հարակից թաղանթային բեկորներ պոկվում են, որոնք միասին պահվում են շփման տարածքում: Նման շփումների առկայությունը կանխում է բեկորների փակումը վեզիկուլների մեջ, ուստի թաղանթները թողարկվում են թիթեղների կամ ժապավենի նման կառույցների տեսքով:
Բջիջների ոչնչացման գործում մեծ նշանակություն ունի նաև միջավայրի ճիշտ ընտրությունը։ Օրինակ, թաղանթային օրգանելները փակ պահելու համար պետք է օգտագործել այնպիսի միջավայր, որը իզոոսմոտիկ է դրանց ներքին պարունակության նկատմամբ: Ամենից հաճախ դրա համար օգտագործվում է սախարոզայի լուծույթ 0,25-0,30 Մ կոնցենտրացիայով: Որոշ դեպքերում ավելի լավ է օգտագործել սորբիտոլ և մանիտոլ: Հարկ է նշել, որ իզոտոնիկության պահպանումը նույնպես կարևոր դեր է խաղում անձեռնմխելի օրգանելների նախապատրաստական մեկուսացման հետագա փուլերում։
4.2 Թաղանթների տարանջատում
Ներկայումս ցենտրիֆուգումն առավել հաճախ օգտագործվում է թաղանթները բաժանելու համար: Մեմբրանի մասնիկները կարող են դասակարգվել ըստ դրանց նստվածքի արագության կամ լողացող խտության: Առաջին մեթոդը կոչվում է զոնալ ցենտրիֆուգացիա և տարանջատումը կատարվում է ըստ S արժեքների, իսկ երկրորդը իզոպիկնիկական ցենտրիֆուգումն է և տարանջատումը տեղի է ունենում հավասարակշռության խտության պայմաններում։ Գործնականում սովորաբար օգտագործվում է այս երկու մեթոդների որոշ հիբրիդ: Նկար 1.7-ը ցույց է տալիս որոշ ենթաբջջային միավորների դիրքը «S-g» կոորդինատային հարթության վրա:
Աբսցիսան ցույց է տալիս մասնիկների նստվածքի գործակիցները, իսկ օրդինատը՝ խտությունը։
Նստվածքի արագությամբ տարանջատման սկզբունքը կարելի է հեշտությամբ հասկանալ՝ համեմատելով S արժեքները տարբեր ֆրակցիաների համար: Օրինակ, միջուկներն ունեն համեմատաբար բարձր S արժեքներ, այսինքն. դրանց նստվածքի արագությունը շատ ավելի բարձր է, քան մյուս ենթաբջջային օրգանելների մեծ մասը: Միջուկները կարող են ընտրովիորեն գնդիկավորվել բջջի միատարր ցենտրիֆուգման միջոցով՝ թողնելով մնացած բոլոր օրգանելները վերին նյութում: Միևնույն ժամանակ, հարթ և կոպիտ էնդոպլազմիկ ցանցը չի կարող առանձնացվել գոտիական ցենտրիֆուգացիայի միջոցով:
Նրանց խտության տարբերությունները հաճախ օգտագործվում են բջիջների միատարրից տարբեր թաղանթային ֆրակցիաները մեկուսացնելու համար: Այդ նպատակով իրականացվում է ցենտրիֆուգացիա խտության գրադիենտում։ Առավել հաճախ սախարոզա օգտագործվում է խտության գրադիենտ ստեղծելու համար, սակայն այս մեթոդը լուրջ թերություններ ունի: Տարբեր թաղանթային ֆրակցիաների առանձնացման համար անհրաժեշտ խտություն ստանալու համար անհրաժեշտ է պատրաստել սախարոզայի բարձր կոնցենտրացիայով լուծույթներ, որոնք ունեն բարձր մածուցիկություն և նաև հիպերտոնիկ են։ Ենթաբջջային օրգանելների ներմուծումը հիպերտոնիկ սախարոզայի լուծույթի մեջ հանգեցնում է նրանց ջրազրկմանը, իսկ լուծույթի հետագա հարմարեցումը իզոտոնիկ պայմաններին հաճախ ուղեկցվում է լուծմամբ և օրգանելների վնասմամբ։ Մեկ այլ խնդիր այն է, որ շատ թաղանթային օրգանելներ թափանցելի են սախարոզայի համար: Այն կարող է նաև հանգեցնել օրգանելների օսմոտիկ ոչնչացման: Սախարոզի ներթափանցումը բաժանվող թաղանթային օրգանելների մեջ կարող է փոխել դրանց արդյունավետ խտությունը:
Աղյուսակ 1.1. Ֆիզիկական ժամանակը գնալով ավելի է օգտագործում այլ միջոցներ՝ խտության գրադիենտ ստեղծելու համար: Այս միջավայրերից մի քանիսը թվարկված են Աղյուսակ 1.1-ում
Այս խնդիրները լուծելու համար գրադիենտ միջավայրի վերջին հատկությունները:
1. Ֆիկոլ. Սախարոզայի բարձր մոլեկուլային հիդրոֆիլ պոլիմեր, որը կարող է օգտագործվել մինչև 1,2 գ/մլ C խտությամբ լուծույթներ ստանալու համար։ Դրա հիմնական առավելությունը լուծույթների ցածր օսմոտիկ ճնշումն է՝ համեմատած սախարոզայի համարժեք կոնցենտրացիա ունեցող լուծույթների հետ։ հնարավոր է ստեղծել իզոտոնային լուծույթներ կոնցենտրացիաների ողջ միջակայքում՝ շնորհիվ միջավայրում սախարոզայի կամ ֆիզիոլոգիապես ընդունելի աղերի հավելյալ ընդգրկման: Թերություններն են ստացված լուծույթների բարձր մածուցիկությունը և մածուցիկության և օսմոլարության էականորեն ոչ գծային կախվածությունը: կենտրոնացում.
2. Մետրիզամիդ. Եռիոդ փոխարինված գլյուկոզայի բենզամիդ Մետրիզամիդի լուծույթներն ավելի մեծ խտություն ունեն, քան ֆիկոլի լուծույթները նույն կոնցենտրացիաներում: Մետրիզամիդի լուծույթների հիմնական առավելությունը նրանց շատ ցածր մածուցիկությունն է, որը թույլ է տալիս ավելի արագ տարանջատում:35% մետրիզամիդի լուծույթն ունի գրեթե ֆիզիոլոգիական osmolarity, այնպես որ թաղանթային տարանջատման ժամանակ գործողությունների մեծ մասը կարող է իրականացվել առանց հիպերտոնիկ լուծույթների ազդեցությանը: Նատրիումի մետրիզոատը հարակից միացություն է, որը նման է մետրիզամիդի հատկություններին, միակ տարբերությամբ, որ դրա լուծույթը իզոտոնիկ է մոտ 20% կոնցենտրացիայի դեպքում: Նատրիումի մետրիզոատը հիմնականում օգտագործվում է անձեռնմխելի բջիջների մեկուսացման համար: Naikodenz-ը նույնպես տրիոդոբենզոյաթթվի ածանցյալ է, սակայն ունի երեք հիդրոֆիլ կողմնակի շղթա։ Երբ ցենտրիֆուգվում է, այն արագորեն զարգացնում է իր սեփական խտության գրադիենտը. օգտագործվում է ենթաբջջային օրգանելները մեկուսացնելու համար։
Պերկոլ. Պոլիվինիլպիրոլիդոնով պատված սիլիկա գելի կոլոիդային կասեցում: Այս ծածկույթը նվազեցնում է սիլիկա գելի թունավոր ազդեցությունը: Percoll-ի հիմնական առավելությունն այն է, որ այն չի թափանցում կենսաբանական թաղանթներ, իսկ դրա լուծույթներն ունեն ցածր մածուցիկություն և ցածր օսմոլարություն։ Շնորհիվ մեծ մասնիկների չափի, Percoll-ի լուծույթի ցենտրիֆուգումը միջին արագությամբ հանգեցնում է խտության գրադիենտի ձևավորմանը: Հետեւաբար, բաժանումը սովորաբար տեղի է ունենում շատ արագ: Ցենտրիֆուգման համար օգտագործվող միջավայրը կարող է իզոտոնիկ լինել ամբողջ ծավալի մեջ՝ դրա մեջ աղերի կամ սախարոզայի ընդգրկման պատճառով: Դժվար չէ ստեղծել նուրբ գրադիենտ, որը հնարավորություն է տալիս մեմբրանի ֆրակցիաների շատ արդյունավետ տարանջատում իրականացնել՝ ըստ դրանց լողացող խտության։
Սորբիտոլ և մանիտոլ. Այս նյութերը երբեմն օգտագործվում են սախարոզայի փոխարեն, քանի որ, ըստ հրապարակված տվյալների, դրանք ներթափանցում են որոշ կենսաբանական թաղանթներով, քան սախարոզը:
Նկատի ունեցեք, որ գլիցերինը չի օգտագործվում խտության գրադիենտ ստեղծելու համար, քանի որ այն չի կարող հասնել բավականաչափ բարձր խտության արժեքների: Ալկալիական մետաղների աղերը, ինչպիսիք են CsCl-ը, օգտագործվում են միայն այն դեպքում, երբ պահանջվում են բարձր խտության լուծույթներ: Այնուամենայնիվ, պետք է հաշվի առնել, որ հավասարակշռության խտություն ստեղծելու համար անհրաժեշտ կոնցենտրացիաների դեպքում այս աղերը հաճախ վնասակար ազդեցություն են ունենում թաղանթային օրգանելների վրա:
Օգտագործվում են նաև այլ մեթոդներ՝ բջջային հոմոգենատներից թաղանթները մեկուսացնելու համար, թեև ոչ այնքան հաճախ, որքան ցենտրիֆուգումը:
1. Փուլային բաշխում. Այս դեպքում թաղանթային մասնիկների բաժանումը տեղի է ունենում դրանց մակերեսային հատկություններին համապատասխան։ Այդ նպատակով առաջանում են ջրային լուծույթների տարբեր պոլիմերների երկու չխառնվող շերտեր։ Օրինակներ են պոլիէթիլեն գլիկոլ դեքստրանի և դեքստրանֆիկոլի խառնուրդները: Մեմբրանի մասնիկները բաժանվում են ըստ այդ փուլերի իրենց հարաբերակցության: Վերջինս կարող է ընտրվել այնպես, որ թաղանթները առանձնացնեն իրենց մակերեսային լիցքով կամ հիդրոֆոբիկությամբ։
Շարունակական ազատ հոսքի էլեկտրոֆորեզ: Այս դեպքում մասնիկների տարանջատումը տեղի է ունենում դրանց էլեկտրական լիցքին համապատասխան։ Բաժանվող դեղը շարունակաբար ներմուծվում է բուֆերի բարակ շերտի մեջ, որը հոսում է ուղղահայաց պատով: Այս դեպքում էլեկտրական դաշտը կիրառվում է հոսքի ուղղությանը ուղղահայաց: Այսպիսով, մասնիկների էլեկտրոֆորետիկ տարանջատումը տեղի է ունենում հոսող բուֆերի միջով, որը հավաքվում է խցիկի ստորին մասում առանձին ֆրակցիաների տեսքով:
հարաբերակցության կլանումը. Տարանջատումը հիմնված է թաղանթային բաղադրիչների և պինդ փուլի միջև բիոսպեցիֆիկ փոխազդեցության վրա: Մոնոկլոնալ հակամարմինների հայտնաբերմամբ հնարավոր դարձավ ստեղծել նախապատրաստական տեխնիկա, որը հիմնված է թաղանթային մեկուսացման համար հատուկ հակագենային բաղադրիչների օգտագործման վրա: Ստացված հակամարմինները կարող են կովալենտորեն կցվել պինդ հենարանին և դրանց օգնությամբ իրականացնել համապատասխան թաղանթների հատուկ կապը։ Ամենից հաճախ այս մեթոդն օգտագործվում է թաղանթային սպիտակուցները մեկուսացնելու համար։ Այստեղ առաջացող խնդիրներից մեկը կապված է թաղանթային էլյուցիոն պայմանների ընտրության հետ, որոնք չեն առաջացնի սպիտակուցի դենատուրացիա:
Մեթոդ, որը հիմնված է սիլիկա գելի միկրոգրանուլների օգտագործման վրա: Սովորաբար, պլազմային թաղանթների բաժինը կազմում է ոչ ավելի, քան 1°7o էուկարիոտ բջիջների բոլոր թաղանթների ընդհանուր զանգվածում։ Հետեւաբար, բացարձակապես մաքուր պլազմային թաղանթների մեկուսացումը կապված է մեծ դժվարությունների հետ։ Մոտեցումներից մեկը, որը մշակվել է հատուկ պլազմային թաղանթների մեկուսացման համար, հիմնված է կատիոնացված սիլիկա գելի միկրոբշտիկների օգտագործման վրա: Այս հատիկներն ուժեղ կլանվում են անձեռնմխելի բջիջների պլազմային մեմբրանի արտաքին մակերեսի վրա, և հատիկների հետ կապված պլազմային մեմբրանների մասնաբաժինը սախարոզայի խտության գրադիենտում հեշտությամբ բաժանվում է այլ թաղանթներից՝ շնորհիվ հատիկների ավելի մեծ խտության: Այս մեթոդի առանձնահատկությունն այն է, որ ստացված պատրաստման ժամանակ պլազմային թաղանթն իր ներքին մակերեսով վերածվում է լուծույթի։
4.3 Մեմբրանի ֆրակցիաների մաքրության չափանիշները
Թերևս մեկուսացված թաղանթային ֆրակցիայի մաքրության ամենաօբյեկտիվ չափանիշը նրա մեջ ինչ-որ եզակի բաղադրիչի առկայությունն է, որը պարունակվում է միայն այս թաղանթում կամ գերակշռում է դրանում։ Որպես կանոն, նման բաղադրիչները ֆերմենտներ են, որոնք այս դեպքում կոչվում են մարկերներ: Մեմբրանի ֆրակցիաների մաքրությունը վերահսկելու համար օգտագործվող մարկերային ֆերմենտների ցանկը տրված է Աղյուսակ 1.2-ում:Ֆերմենտի ակտիվությունը որոշելիս պետք է հաշվի առնել, որ այն կարող է լինել թաքնված ձևով, օրինակ՝ պայմանավորված փաստը, որ այն տեղայնացված է արտազատվող թաղանթային վեզիկուլների ներքին մակերեսին: Մեկուսացված թաղանթների մաքրության գնահատման հետ կապված այլ խնդիրներ դիտարկվում են վերանայման մեջ: Պետք է նշել, որ առաջարկվող մեթոդները շատ դեպքերում լավ մշակված և ստանդարտացված են:
Որոշ դեպքերում մեմբրանի ավելի հարմար մարկերները ֆերմենտներ չեն, այլ լեկտինների, հորմոնների, տոքսինների կամ հակամարմինների հատուկ ընկալիչներ: Եթե ուսումնասիրվող համակարգերը լավ բնութագրված են, ապա թաղանթային ֆրակցիայի մաքրությունը կարելի է դատել նրա սպիտակուցային կազմով, որը որոշվում է պոլիակրիլամիդ գելային էլեկտրոֆորեզով՝ նատրիումի դոդեցիլ սուլֆատի առկայության դեպքում: Օրինակ, գրամ-բացասական բակտերիաների արտաքին թաղանթն ունի պոլիպեպտիդների բնորոշ հավաքածու, որոնք չկան ցիտոպլազմային թաղանթում:
Աղյուսակ 1.2 Մարկերներ, որոնք օգտագործվում են կաթնասունների բջիջներից մեկուսացված մեմբրանի ֆրակցիաների մաքրությունը վերահսկելու համար:
Մեմբրանի ֆրակցիա մարկերային ֆերմենտ Պլազմային թաղանթներ 5»-Նուկլեոտիդազ Ալկալային ֆոսֆոդիեստերազ Na * / K + -ATPase (basolateral-
էպիթելային թաղանթ բջիջներ) Ադենիլատ ցիկլազ (բազալ հեպատոցիտների թաղանթ) Ամինոպեպտիդազ (թաղանթ խոզանակ սահմանային էպիթելի) Միտոքոնդրիա (ներքին Ցիտոքրոմ c օքսիդազ թաղանթ) Սուկցինատ-ցիտոքրոմ c-oxido- ռեդուկտազ Միտոքոնդրիա (արտաքին Մոնոամին օքսիդազ թաղանթ) Լիզոսոմներ Թթվային ֆոսֆատազ 0-Գալակտոսենդազ Պերօքսիզոմներ Կատալազ ուրատ օքսիդազ D-amino թթու օքսիդազ Սարքի թաղանթներ Գալակտոզիլտրանսֆերազ Գոլգի Էնդոպլազմիկ Գլյուկոզա-6-ֆոսֆատազ ցանցաթաղանթ Խոլին ֆոսֆոտրանսֆերազ NADPH-ցիտոքրոմ c-oxido- ռեդուկտազ Ցիտոզոլ լակտատդեհիդրոգենազ Այլ չափանիշներ, որոնք կարող են օգտագործվել թաղանթների մաքրության մասին դատելու համար, ներառում են դրանց ձևաբանությունը, որը հայտնաբերվում է էլեկտրոնային մանրադիտակի միջոցով, և քիմիական կազմի բնութագրերը: Օրինակ՝ պլազմային թաղանթը, Գոլջիի ապարատը կամ միտոքոնդրիան ներկայացնող ֆրակցիաները կարելի է նույնացնել ըստ իրենց մորֆոլոգիայի։ Որոշ դեպքերում դեղամիջոցը բնութագրվում է դրանում խոլեստերինի պարունակությամբ: Օրինակ, միտոքոնդրիումային թաղանթները պարունակում են շատ ավելի քիչ խոլեստերին, քան Golgi-ն և պլազմային թաղանթները:
Լվացող միջոցի մոլեկուլները մեկ միցելում: Մեմբրանային հետազոտություններում օգտագործվում է լվացող միջոցների բավականին սահմանափակ տեսականի: Աղյուսակում. 1-ում ներկայացված են նրանք, որոնք առավել հաճախ օգտագործվում են թաղանթների լուծարման և վերակառուցման համար: Այս լվացող միջոցները բնութագրվում են CMC-ի բավականին բարձր արժեքներով (10-4-10-2 M) և այն փաստով, որ դրանք պատկանում են այսպես կոչված փափուկ լվացող միջոցների կատեգորիային, այսինքն՝ նման ...
Երկշերտ առաջացումը լիպիդային մոլեկուլների հատուկ հատկություն է և իրականացվում է նույնիսկ բջջից դուրս։ Երկշերտի ամենակարևոր հատկությունները. - ինքնահավաքվելու ունակություն - հեղուկություն - անհամաչափություն: 1.2. Չնայած կենսաբանական թաղանթների հիմնական հատկությունները որոշվում են լիպիդային երկշերտի հատկություններով, հատուկ գործառույթների մեծ մասն ապահովում են թաղանթային սպիտակուցները։ Դրանց մեծ մասը երկշերտ է թափանցում մեկ...
հակառակ ուղղությամբ