Кислотность может изменять свойства клеточной мембраны - Прогресс - Медкурсор - актуальная медицина
16 октября 2013

Кислотность может изменять свойства клеточной мембраны

Кислотность может изменять свойства клеточной мембраны

Из всех удивительных технологий разработанных людьми, ни одна не могла сравниться с живой клеткой, сложной фундаментальной частицей организма. И ни одна активность клетки не может происходить без тонких липидных мембран, которые отделяют ее части и регулируют их функции. Изменения формы хвостов в гексагональные, прямоугольные-C, или прямоугольные-P решетки наблюдаются при различных уровнях рН.

Контроль свойств би-слоя является жизненно важным фактором для новых достижений в области биологии и биотехнологии. Междисциплинарная команда исследователей из Северо-Западного Университета определила метод, как можно управлять кристаллизацией би-слоев, изменяя кислотность их среды. Исследование, опубликованное 24 сентября в выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences, пролило свет на функции клеток и может помочь ученым в разработке биотехнологий и технологий доставки лекарств.

"В природе функции живой клетки находятся в балансе, кислотность, температура, ее среда должны прибывать в определенных пределах, или клетки погибнут",

— говорит соавтор исследования Моника Олвера-де-ла-Крус, профессор материаловедения, инженерии и химии и биологической инженерии в Северо-Западной школе технических наук Маккормика, — "Живые существа могут адаптироваться, однако, они более функциональны, и мы хотели найти определенный набор условий, при которых би-слои, контролирующие большую часть клетки, могут трансформироваться".

Воспользовавшись зарядом групп молекул, команда исследователей разработала новый способ изменения физических свойств мембраны. Они начали с объединения молекул дилизина (+2) и карбоксилат(-1)амфифила c различной длиной хвоста в двухслойные мембраны при различных уровнях рН, и это меняло эффективный заряд их головок. Би-слои, состоящие из двух слоев молекул амфифильного вещества с гидрофильными и с гидрофобными свойствами, образовывали вокруг кристаллическую оболочку. Имеющая форму леденца, молекула амфифильного вещества обладала заряженной гидрофильной головкой и гидрофобным хвостом. Молекулы образовывали каждый слой выстраиваясь хвост-к-хвосту, а головки формировали внешние мембраны. Плотность и расположение молекул определялись пористостью, прочностью и другими свойствами мембраны.

Затем, группа (DND-CAT) с помощью рассеянного рентгеновского излучения и при помощи усовершенствованной установки синхротронного излучения Аргоннской национальной лаборатории, проанализировала полученную кристаллизацию молекул би-слоя. Для получения изображения мембранных структур при помощи электронного микроскопа, исследователи ранее заморозили их, но этот процесс является трудоемким и может изменять их структурную точность, что затрудняет понимание мембранной сборки и поведения в физиологических условиях, таких как организм человека.

Исследователи обнаружили, что большинство молекул не реагировали на изменение кислотности. Но у тех, которые обладали критической длиной хвоста, что зависит от уровня гидрофильности молекулы, заряд молекул головки изменился до такой степени, что их двумерная кристаллизация из периодической прямоугольной решетки (обычно встречаются в щелочных растворах) превратилась в гексагональную решетку (обычно встречающаяся в кислых растворах). Оболочки с более высокой симметрией, такие как шестиугольные, сильнее и менее хрупкие, чем оболочки с меньшей симметрией. Изменение рН также меняло толщину би-слоев и компактность молекул.

Изменение плотности и расстояния молекул в мембране может помочь ученым контролировать инкапсуляции и эффективность выпуска молекул внутрь пузырька. 


Источник: sciencedaily.com



Что такое колостомия?

Колостомия — это хирургическая процедура, при которой конец толстой кишки присоединяется к брюшной стенке, а в месте крепления проделывается отверстие. К отверстию прикрепляется мешок. Так, отходы или фекалии из толстой кишки могут собираться в сумке. Этот мешок называется мешком стомы или калоприемником. Эта хирургическая процедура проводится для отвлечения движения стула и, таким образом, позволяет кишечнику…

Зачем нужен аппендикс?

Аппендикс представляет собой небольшую тонкую «трубку», расположенную на стыке тонкой и толстой кишок. Этот придаток также упоминается как вермифальное дополнение или дополнение для слепой кишки. Функция вермифального приложения всегда была для людей загадкой. Тем не менее, все мы слышали об «аппендиците», который является состоянием переполнения аппендикса. Многим людям аппендикс был удален хирургическим путем из-за инфекции….

Современная израильская медицина развивается быстрыми темпами. По количеству изобретений и внедренных уникальных технологий медицина этой крошечной по размерам страны соперничает с крупными мировыми державами. Клиники в Израиле успешно конкурируют с медицинскими центрами Европы и Америки. Благодаря новейшим технологиям врачи Израиля могут побеждать болезни, ранее считавшиеся неизлечимыми, такими как патологии головного и спинного мозга. Одним из…

Как применяется спрей бензокаина?

Бензокаин, в основном, используется в качестве болеутоляющего средства. Это анестетик, который работает, блокируя нервные окончания вблизи поверхности кожи. Когда эти нервные окончания блокируются, человек не может чувствовать никаких манипуляций на коже. Бензокаиновый спрей часто используется для получения эффекта онемения полости рта. Он применяется до стоматологических или медицинских процедур или для облегчения боли в деснах или…

Что такое нервная абляция?

Нервная абляция является хирургической операцией, которая разрушает нерв или ухудшает его функциональность. Изначально проводимая путем разрезания или других прямых форм контакта, сегодня абляция выполняется хирургами, применяющими электромагнитное излучение (радиочастотная абляция). Эта процедура имеет меньшее количество осложнений, чем крупная операция, и может быть выполнена в амбулаторных условиях, часто в качестве метода управления болью. Применение нервной абляции:…