7 октября 2013

Методы спектроскопии оптического смешения

Распространенным методом для измерения распределения подвижных клеток по скоростям все чаще становятся методы спектроскопии оптического смешения, в которых используется эффект изменения частоты света, рассеянного на подвижном объекте (эффект Доплера). Источником света в этом случае обычно служит лазер. Сравительный обзор различных методов оценки подвижности сперматозоидов выполнен Г. М. Баренбоймом и Л. А. Протозановой (1985).

Для биологических испытаний ХС используются спермии морского ежа, рыбы вьюна, быка и в особых случаях человека (нормальная замороженная сперма доноров или патологическая сперма пациентов, страдающих какими-либо заболеваниями репродуктивной системы).

Весьма удобным лабораторным объектом являются спермии морского ежа и вьюна. Оба эти объекта живут в простых средах (искусственная морская вода для морского ежа и пресная вода для вьюна); вьюн, кроме того, в лабораторных условиях может содержаться без пищи при низких температурах длительное время (несколько месяцев), его сперма активируется, т. е. начинает двигаться только после попадания в пресную воду, что позволяет точно датировать все кинетические эксперименты.

Известно, что спермии животных, даже сильно отличающихся видов, имеют много общего в строении и биохимическом составе.

Поэтому названный набор объектов образует как бы эпиморфный ряд, что позволяет массовые испытания ХС вести на самых доступных из этих объектов — морском еже и вьюне. Рассмотрим некоторые конкретные примеры применения названных тестов и соответствующие алгоритмы, полученные Г. М. Баренбоймом и его сотрудниками.

В одной из работ этой серии в качестве тест-объекта использовались спермии вьюна, регистрация подвижности — фотографическая, с помощью темнопольной микроскопии.

Определялся коэффициент подвижности на первой минуте после активации спермы, предварительно инкубированной с тестируемым ХС. Стандартный коэффициент подвижности К=0,72±0,09. Эффективность оплодотворения при этом близка к 90% и снижается до 40 — 50% при К=0,4 — 0,3. Целый ряд лекарственных препаратов — аминазин (в минимальной концентрации С=10-7М), трифтазин (С=10-7М), оливомицин (С=10-6М) и другие снижали величину К до 0,35 — 0,25, что трактуется как спермотоксичность этих веществ.

В то же время ряд биологически активных соединений кремния (силатраны), активные компоненты экстракта элеутерококка, женьшеня при предварительной инкубации с ними спермиев вьюна стабилизируют тест-объекты, повышают их устойчивость по отношению к повреждающим ХС. На этом же тест-объекте, но с другими ксенобиотиками были проведены исследования Н. А. Барсеговой и др. (1981), где также были обнаружены вещества, снижающие величину коэффициента подвижности или, наоборот, выступающие в качестве протекторов.

Важно отметить, что во всех случаях, когда тестируемые на сперме вьюна ХС испытывались на сперме быка, результаты качественно совпадали.
 

«Биологически активные вещества»,
Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков



Моделирование состояний — задача, которую для большинства случаев еще предстоит решать. Только АСК ХС обладает достаточной производительностью, чтобы установить характер и степень адекватности состояний модели in vitro и состояний in vivo в отношении большого массива ХС. Поэтому мы вынуждены ограничиться пока лишь кратким упоминанием основных способов создания моделей состояний. Первый способ состоит в том, что…

2- й пример. Пусть энергетика клетки является той системой, которую требуется представить параметрически. Набор состояний порожден в ходе морфогенетических процессов (нормальных и патологических) на основе, например, ткани печени. Самой экономной (а именно к наиболее экономному, но полному представлению всегда и следует стремиться) системой параметров будет в этом случае, вероятно, следующая: отношение активности суммарной гексокиназы к…

Рассмотрим на примерах, как можно определить систему представительных характеристик и параметров для спектра состояний и моделировать эти состояния: 1-й пример. Пусть межклеточный контакт является той биофизической системой, которую надо описать параметрически. Пусть объектами являются эпителиальные ткани лабораторных животных (или человека) во всем их разнообразии, порождаемом морфогенетическими, физиологическими и генетико-популяционными процессами. В качестве основной характеристики межклеточного…

Активность этого фермента существенно детерминируется генетически. В распределении популяции людей по активности этого фермента существуют два максимума, соответствующие низкой и высокой активности фермента; это можно рассматривать как отражение «генетически определенных состояний». Определив у ХС способность образовывать комплексы с медью, можно предсказать опасность того, что при длительном употреблении этот препарат может вызвать лекарственную волчанку у лиц…

Учет всех подобных особенностей реакций организма на ХС с определенным видом активности в зависимости от состояния, даже в форме вероятностного предсказания, имеет очень большое практическое значение. Такое предсказание может сделать гораздо более содержательными и одновременно дешевыми последующие испытания на животных, более безопасными клинические испытания и дальнейшее клиническое использование. Вместе с тем очевидно, что в общем…