Биологический каталог




Структура и функции мембран

Автор В.К.Рыбальченко, М.М.Коганов

же (см. 3.11).

Лабораторная работа М 3.

Влияние ультразвуковой обработки

на целостность мембраны и ее АТФ-азную активность

Ход работы. Клеточную суспензию подвергают ультразвуковой обработке в течение 1 и 3 мин на частоте 22 кГц ультразвуковым дезинтегратором УЗДН-1. Прибавляют к озвученной суспензии клеток трипановый синий и определяют окраску клеток под микроскопом. В третью часть суспензии клеток прибавляют фракцию общих липидов (выделенных, например, из мозга быка, см. 3.17), а затем озвучивают и определяют окраску клеток, как и в предыдущей работе. Во всех экспериментах (суспензия неозвученных клеток, обработанных ультразвуком и обработанных ультразвуком в присутствии липидов) определяется общая АТФ-азная активность. После окончания работы строятся диаграммы изменения окраски клеток и их АТФ-азной активности в зависимости от обработки ультразвуком. Контрольные вопросы и задания

1. О чем свидетельствуют изменения степени окраски клеток трипа-иовым синнм после действия ультразвука? 2. Чем объяснить изменение АТФ-азной активности поверхности клеток под действием ультразвука? 3. Какую роль в этих изменениях выполняют липиды? 4. Объясните причины увеличения количества сокращающихся клеток под влиянием ис-пользонаниых «.инициаторов сокращения».

3.2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТРАНСМЕМБРАННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ИОННОЙ ПРОВОДИМОСТИ

Основой процессов быстрого распространения информации в организме в виде электрических импульсов различной длительности является поляризация плазматической мембраны клеток. Все эти явления обусловлены различной проницаемостью плазматической мембраны для основных неорганических ионов — Na+, К+ и С1~\ Протекание электрических процессов намного усложняется при изменении концентрации двухвалентных ионов, действии медиаторов и гормонов, токсинов и различных повреждающих плазматическую мембрану факторов, лекарственных веществ, температуры, рН и др.

В связи с этим как в фундаментальных, так и в имеющих практическую направленность исследованиях очень полезной является регистрация изменений биоэлектрических потенциалов на протяжении длительного периода. Для этих целей часто используют внеклеточное отведение электрических потенциалов, примером которого может служить методика сахарозных промежутков, предложенная в 1954 г. Р. Штемпфли.

Суть методики состоит в том, что участок ткани между отводящими поверхностными электродами постоянно промывается изотоническим раствором сахарозы, в результате чего практически полностью вымываются электролиты из внеклеточного пространства. Раствор сахарозы с большим удельным сопротивлением занимает внеклеточное пространство и исключает действие электролитов внеклеточной жидкости. Это дает возможность регистрировать максимально близкие к истинным величинам мембранный потенциал, потенциалы действия и электрические потенциалы возбудимых тканей.

Для приготовления изотонического раствора сахарозы с большим удельным сопротивлением используется только химически чистая сахароза и вода после двух-, трехкратной дистилляции. Удельное сопротивление изотонического раствора сахарозы измеряется по методу Кольрауша и вычисляется по формуле

,149

Rc

Pc = -^-, (38)

где pc — удельное сопротивление сахарозы; Rc — общее сопротивление сахарозы; К — постоянная сосуда. Обычно в опытах используется раствор сахарозы с р=Ы05— б-КРОм-см.

Принцип этого метода можно объяснить исходя из электрической схемы нервного волокна (рис. 36). Пусть Е'^ —

мембранный потенциал деполяризованного, а Е'ш—мембранный потенциал интактного участка нерва. Тогда разность потенциалов под отводящими электродами Ех будет равна:

Ex = l(E'm-E"J, (39)

где / — коэффициент, показывающий, какая часть разности потенциалов падает на сопротивлении сахарозного промежутка /?п.

Поскольку при полной деполяризации Е" = 0, то

Ех = /?'м. Ы (40)

Если Е'м. представить как источник тока, протекающего в цепи, состоящей из наружного RH и внутреннего RB сопротивлений, то

Этот ток на сопротивлении RH создает падение напряжения

Ех

Ех = IRh, откуда / = -г-. (42)

АН

Если значения / в уравнениях (42) и (41) равны, то, учитывая уравнение (39),

' = ^Т7Г- <43)

Из последнего уравнения видим, что чем больше сопротивление сахарозы, тем больше численное значение / будет приближаться к единице. Этот коэффициент называется фактором короткого замыкания.

В связи с тем что фактор короткого замыкания никогда не достигает значения /, методикой сахарозных промежутков нельзя получить истинных значений мембранного потенциала и потенциалов действия. Однако преимущества ее очевидны. Применение этой методики не сопровождаетРис. 36. Электрическая схема Рис. 37. Схема камеры саха-

нервного волокна. Пояснения в розных промежутков. Поясие-

тексте ния в тексте

ся повреждением клеток и обеспечивает отведение и регистрацию изменений электрической активности, а также мембранного потенциала и потенциалов действия одной и той же группы клеток на протяжении длительного промежутка времени.

Недостатком этой методики является возникновение диффузионного потенциала по обе стороны от протекающего раствора сахарозы. Потенциал возникает, когда происходит диффузия неорганических ионов в сахарозу и «сахарозный» участок становится электроотрицательным по отношению к соседним. Поэтому если в одном участке, граничащем с «сахарозным», изменить состав протекающего раствора, то регистрируется изменение не только мембранного, но и диффузионного потенциалов. Больше всего меняет величину диффузионного потенциала изменение концентрации ионов Na+, К+ и С1_ в растворе, меньше — концентрация ионов Са2+.

На рис. 37 представлена схема камеры сахарозных промежутков. По обе стороны тестирующей секции в расположены сахарозные секции би б2, через которые беспрерывно протекает изотонический раствор сахарозы. К наружной стороне каждой сахарозной секции прилегает еще по одной секции (ci, а2), через которые пропускается нормальный раствор Кребса или изотонич

страница 52
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109

Скачать книгу "Структура и функции мембран" (2.22Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(20.11.2019)