Кислород - важнейший компонент респираторных газов, занимающий центральное место в аэробной жизни. Однако, механизмы его трансмембранного переноса все ещё изучены недостаточно. Кислород плохо растворяется и в воде, и в липидах мембран (коэффициент распределения γ~1). Отсюда вытекает, что трансмембранный градиент концентрации кислорода локализуется с двух сторон углеводородной зоны мембран, и этот слой в мембранах является основным барьером, фактически определяющим барьерные свойства мембран для кислорода в целом. Исследование скорости оксигенации эритроцитов методом остановленного потока с двухволновой регистрацией степени окси/дезокси - перехода с миллисекундным разрешением показало, что коэффициент проницаемости мембран более, чем на два порядка ниже, чем у слоя воды той же толщины. Этот метод сильно осложняют неперемешиваемые слои, появление которых обусловлено необходимостью использования разбавленных суспензий клеток. Другой метод - сканирующий электрохимический микроскоп (СЭХМ) - разработанный и собранный в нашей лаборатории, позволил установить, что сопротивление липидной зоны мембран для диффузии кислорода зависит от состава липидов, плотности их упаковки, количества разветвленных цепей, заряда и объема полярных головок фосфолипидов, а также от присутствия многовалентных катионов, способных при участии молекул липидов образовывать их димерные и тримерные комплексы в мембранах. Полученные результаты позволяют глубже понять роль липидного компонента мембран в норме, при их адаптации к меняющимся условиям и повреждении токсическими факторами.
Трансмембранная диффузия кислорода, мембрана эритроцита, липидные монослои, коэффициент проницаемости для кислорода, СЭХМ
1. Missner A., Pohl P. 110 Years of the Meyer-Overton Rule: Predicting Membrane Permeability of Gases and Other Small Compounds. ChemPhysChem, 2009, vol. 10, pp. 1405-1414.
2. Peneston J.T., Bechett L., Btntiel D.L. Passive permtation of organic compounds through biological tissue: a non- steady-state theory. Mol. Pharmacol.,1969, vol. 5 (4), pp. 333-341.
3. Coin J.T., Olson J.S. The Rate of Oxygen Uptake by Human Red Blood Cells. The Journal of Biological Chemistry, 1979, vol.25, pp. 1178-1190.
4. Mjrrow J.I. A New High Resolution Stopped-Flow Apparatus. Chemical Instrumentation, 1970, vol. 2 (4), pp. 375-387.
5. Hartridge H., Roughton F.J. The rate of distribution of dissolved gases between the rad blood corpuscle and its fluid environment. J. Physiol., 1927, vol. 62, pp. 232-242.
6. Ivanov I.I., Fedorov G.E., Gus’kova R.A., Ivanov K.I., Rubin A.B. Permeability of lipid membranes to dioxygen. BBRC, 2004, vol. 322, pp. 746-750.
7. Delnomdedieu M., Boudou A., Desmazès J.P., Georgescauld D. Interaction of mercury chloride with the primary amine group of model membranes containing phosphatidylserine and phosphatidylethanolamine. Biochim. Biophys. Acta, 1989, vol. 986 (2), pp. 191-199.
8. Ciani H., Burt D.P., Daniele S., Unwin P.R., Effect on Surface Pressure on Oxygen Transfer across Molecular monolayers at the Air\Water Interface. J. Phys. Chem., 2004, vol. 108, pp. 3801-3809.
