Механізми проникності клітинних мембран для води і кріопротекторів
Gespeichert in:
| Datum: | 2008 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
2008
|
| Schriftenreihe: | Проблемы криобиологии и криомедицины |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/68919 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Механізми проникності клітинних мембран для води і кріопротекторів / О.І. Гордієнко, О.В. Давидова, О.В. Сакун // Проблемы криобиологии. — 2008. — Т. 18, № 2. — С. 170. — укр., англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-68919 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-689192014-10-03T03:01:43Z Механізми проникності клітинних мембран для води і кріопротекторів Гордієнко, О.І. Давидова, О.В. Сакун, О.В. Секция «Низкотемпературное консервирование биологических объектов» 2008 Article Механізми проникності клітинних мембран для води і кріопротекторів / О.І. Гордієнко, О.В. Давидова, О.В. Сакун // Проблемы криобиологии. — 2008. — Т. 18, № 2. — С. 170. — укр., англ. 0233-7673 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/68919 uk Проблемы криобиологии и криомедицины Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Секция «Низкотемпературное консервирование биологических объектов» Секция «Низкотемпературное консервирование биологических объектов» |
| spellingShingle |
Секция «Низкотемпературное консервирование биологических объектов» Секция «Низкотемпературное консервирование биологических объектов» Гордієнко, О.І. Давидова, О.В. Сакун, О.В. Механізми проникності клітинних мембран для води і кріопротекторів Проблемы криобиологии и криомедицины |
| format |
Article |
| author |
Гордієнко, О.І. Давидова, О.В. Сакун, О.В. |
| author_facet |
Гордієнко, О.І. Давидова, О.В. Сакун, О.В. |
| author_sort |
Гордієнко, О.І. |
| title |
Механізми проникності клітинних мембран для води і кріопротекторів |
| title_short |
Механізми проникності клітинних мембран для води і кріопротекторів |
| title_full |
Механізми проникності клітинних мембран для води і кріопротекторів |
| title_fullStr |
Механізми проникності клітинних мембран для води і кріопротекторів |
| title_full_unstemmed |
Механізми проникності клітинних мембран для води і кріопротекторів |
| title_sort |
механізми проникності клітинних мембран для води і кріопротекторів |
| publisher |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| publishDate |
2008 |
| topic_facet |
Секция «Низкотемпературное консервирование биологических объектов» |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/68919 |
| citation_txt |
Механізми проникності клітинних мембран для води і кріопротекторів / О.І. Гордієнко, О.В. Давидова, О.В. Сакун // Проблемы криобиологии. — 2008. — Т. 18, № 2. — С. 170. — укр., англ. |
| series |
Проблемы криобиологии и криомедицины |
| work_keys_str_mv |
AT gordíênkooí mehanízmiproniknostíklítinnihmembrandlâvodiíkríoprotektorív AT davidovaov mehanízmiproniknostíklítinnihmembrandlâvodiíkríoprotektorív AT sakunov mehanízmiproniknostíklítinnihmembrandlâvodiíkríoprotektorív |
| first_indexed |
2025-07-05T18:42:26Z |
| last_indexed |
2025-07-05T18:42:26Z |
| _version_ |
1836833514971987968 |
| fulltext |
170 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 18, 2008, №2
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 18, 2008, №2
Cell membrane permeability for cryoprotectants is pas-
sive. At the same time if cryoprotective substance is invol-
ved in cell metabolic processes, its permeability into a cell
may be provided by special mechanisms. Passive permea-
bility of cell membrane for each substance is determined by
physical and chemical properties of this substance molecules.
The research was aimed to study the membrane permea-
bility in human erythrocytes and Saccharomyces cerevisiae
yeast cells for some cryoprotectants. A wide range of sub-
stances under study stipulated the possibility to compare
physical and chemical properties of molecules in homolo-
gous series and among structural isomeres and to find-out
the effect of these peculiarities on their permeability through
biological membranes.
As a result of the research performed, the small hydrophil
molecules (of about 4Å diameter) were shown as easily
penetrating through water channels, formed by protein
structures in human erythrocyte membrane. They penetrate
in some extent through a lipid phase as well. With an increase
in molecule lipophilicity, the probability of their penetration
through lipid phase augments as well. At the same time the
penetration through lipid bilayer is characterised by a high
value of activation energy. It is fully possible that the penet-
ration mechanism of small hydrophil molecules through a
lipid bilayer differs from that of lipophil molecules via dis-
solving directly in a lipid phase. However in these cases
the molecule size may also affect the permeability coefficient:
via limiting sizes of fluctuating hydrophil pores or defects
in lipid bilayer in the first case and as a result of the depen-
dency of transition energy from one phase into another on
the molecular surface area in the second one. The analysis
of investigation results of temperature effect on erythrocyte
membrane permeability for cryoprotectants testifies to the
existing of heat-induced changes in activation energy of
erythrocyte membrane permeability at 8–12, 18–20 and 25–
30°C. The revealed temperatures of kinks on Arrhenius
dependencies are within the temperature range, known as
critical, where the changes in the rates of many biological
processes, associated to erythrocyte membranes, occur. The
activation energies of cryoprotectant transfer process
through erythrocyte and yeast membranes have been deter-
mined by temperature dependencies. Glycerol is known as
the essential component of metabolism in yeast cells and
their membranes contain the specialised channels for gly-
cerol and water transport. This is confirmed by lower values
of activation energy of glycerol penetration into yeast cells
than in human erythrocytes (26 and 40 kJ/mol, corres-
pondingly).
Механізми проникності клітинних мембран для води і кріопротекторів
О.І. ГОРДІЄНКО, О.В. ДАВИДОВА, О.В. САКУН
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, м. Харків
Mechanisms of Cell Membrane Permeability for Water and Cryoprotectants
O.I. GORDIENKO, O.V. DAVYDOVA, O.V. SAKUN
Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine
of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkiv, Ukraine
Проникність клітинних мембран для кріопротекторів
є пасивною. В той же час, якщо кріопротекторна речо-
вина задіяна в процесах метаболізму клітини, її проникан-
ня в клітину може забезпечуватись спеціальними механіз-
мами. Пасивна проникність клітинної мембрани для
кожної конкретної речовини визначається фізико-хіміч-
ними властивостями молекул цієї речовини.
Мета роботи − вивчення проникності мембран ерит-
роцитів людини та дріжджових клітин Saccharomyces
cerevisiae до низки кріопротекторів. Широкий спектр
досліджених речовин обумовив можливість порівняти
фізико-хімічні властивості молекул в гомологічних рядах
та серед структурних ізомерів і з’ясувати вплив цих влас-
тивостей на їх проникність крізь біологічні мембрани.
В результаті проведених досліджень показано, що малі
гідрофільні молекули (діаметром приблизно до 4Å) вільно
проникають крізь водні канали, утворені білковими
структурами в мембрані еритроцита людини. В деякій
мірі вони проникають також і крізь ліпідну фазу. При
зростанні ліпофільності молекул збільшується ймовір-
ність їх проникання крізь ліпідну фазу. В той же час
проникання крізь ліпідний бішар характеризується біль-
шим значенням енергії активації. Цілком можливо, що
механізм проникання малих гідрофільних молекул крізь
ліпідний бішар відрізняється від механізму проникання
ліпофільних молекул шляхом розчинення безпосередньо
в ліпідній фазі. Але в цих випадках розмір молекул також
може впливати на коефіцієнт проникності: в першому
випадку − через обмеження розмірів флуктуаційних гід-
рофільних пор або дефектів у ліпідному бішарі, в друго-
му − внаслідок залежності енергії переходу з однієї фази
в іншу від площі поверхні молекули. Аналіз результатів
дослідження впливу температури на проникність мем-
бран еритроцитів для кріопротекторів свідчить про
існування термоіндукованих змін енергії активації
проникності еритроцитарних мембран при температурах
8–12, 18–20 та 25–30°С. Визначені температури зломів
ареніусових залежностей знаходяться в інтервалах
температур, відомих як критичні, де відбуваються зміни
швидкостей багатьох біологічних процесів, пов’язаних із
мембранами еритроцитів. За температурними залежнос-
тями визначені енергії активації процесу переносу кріо-
протекторів крізь мембрани еритроцитів та дріжджів.
Відомо, що гліцерин є суттєвим компонентом метабо-
лізму дріжджових клітин, а їх мембрани містять спеціа-
лізовані канали транспорту гліцерину і води. Це підтвер-
джується нижчими значеннями енергії активації прони-
кання гліцерину у дріжджові клітини порівняно з
еритроцитами людини (26 та 40 кДж/моль відповідно).
|