научный журнал по биологии Биофизика ISSN: 0006-3029

ВАСИЛЬЕВ А.Н., КУЛИШ А.В. — 2014 г.

Предложена модель активации постсинаптической мембраны, в которой учитывается неоднородность пространственного распределения медиатора в области синаптической щели и нелинейный характер взаимодействия медиатора с рецепторами постсинаптической мембраны. На основе уравнений модели рассчитаны стационарное решение для распределения медиатора в синаптической щели и количество активированных рецепторов. В рамках концепции триггерного режима работы синапса проанализирована кинетика реакций активации и деактивации рецепторов. Показано, что процессы активации-деактивации и перераспределения медиатора в щели могут интерпретироваться как последовательные переходы между двумя стационарными состояниями системы. Найдено время характерных переходов между этими состояниями и проанализирована их зависимость от параметров системы (в частности, от ширины синаптической щели).

БИБИНЕЙШВИЛИ Е.З., БРАЖЕ А.Р., МАКСИМОВ Г.В., РОДИОНОВА Н.Н., РУБИН А.Б., ЮСИПОВИЧ А.И. — 2014 г.

С помощью методов спектроскопии резонансного комбинационного рассеяния и флуоресцентной микроскопии показано, что в миелиновом нервном волокне ионы мембранно-связанного кальция и молекулы каротиноидов содержатся в интернодальной области миелина. При К +-деполяризации миелинового нервного волокна нами было зарегистрировано уменьшение концентрации мембранно-связанного кальция и увеличение микровязкости миелина. Выявлены изменения уровня мембранно-связанного кальция и микровязкости миелина при блокировании К +-каналов и изменении конформации белков миелинового нервного волокна. Полученные результаты свидетельствуют о наличии взаимосвязи между состоянием мембранных белков нервного волокна, распределением ионов мембранно-связанного кальция и микровязкостью миелина.

БАЛТИНА Т.В., ТУМАКАЕВ Р.Ф., ХАЗИЕВА А.Р., ЯФАРОВА Г.Г. — 2014 г.

Исследовано функциональное состояние нейромоторного аппарата квадратной мышцы подошвы у собак до и после экспериментальной контузионной позвоночно-спинальной травмы с использованием 20-минутной локальной интраоперационной гипотермии. Были регистрированы Н - и М -ответы квадратной мышцы подошвы при стимуляции большеберцового нерва. Результаты показали, что применение гипотермии после контузии спинного мозга у собак снижает амплитуду М - и Н -ответов и отношение H max/M max, что свидетельствует о задержке развития рефлекторной возбудимости мотонейронов спинного мозга при гипотермии. При аналогичной травме спинного мозга у собак без применения гипотермии рефлекторная возбудимость спинальных мотонейронов в посттравматическом периоде была повышена. Сделан вывод, что интраоперационная гипотермия после контузионной травмы спинного мозга может задерживать развитие функционального возбуждения нейромоторного аппарата у собак непосредственно при воздействии гипотермии и предотвращать дальнейшие изменения рефлекторной возбудимости.

ЛОЗНИКОВА С.Ж., СУХОДОЛА А.А., ШЧАРБИН Д.Г., ШЧАРБИНА Н.Ю. — 2014 г.

Представлены результаты исследования тромбин-индуцированной агрегации тромбоцитов в отсутствие и в присутствии сульфата магния, ацетилсалициловой кислоты и эмоксипина. Показано, что сульфат магния, ацетилсалициловая кислота и эмоксипин при их индивидуальном применении способны снижать степень агрегации тромбоцитов, в то время как их совместное действие не приводит к такому эффекту. Полученные данные могут быть использованы для стратегии выбора лекарственных средств при лечении ишемического инсульта.

КРАСОВСКАЯ И.Е., КУЛЕВА Н.В., ШУМИЛОВА Т.Е. — 2014 г.

Исследовано влияние введения малых доз экзогенного нитрита на обратимые и необратимые окислительные модификации водорастворимых белков сердечной и скелетной мышц крыс методами редокс-двухмерного электрофореза и фотометрического определения количества карбонильных групп соответственно. Для объяснения отсутствия изменений в окислении белков в условиях нитритной гипоксии привлечена гипотеза о защитном действии блокирования образующимся из нитрита оксидом азота определенных участков электрон-транспортной цепи митохондрий.

БУЛАВИН Л.А., ВЛАСЕНКО Т.С., СЫСОЕВ В.М. — 2014 г.

Предложен теоретический подход оценки влияния лучевой терапии пучками тяжелых ионов на жидкие среды организма. На базе фундаментальной цепочки уравнений Боголюбова в рамках однокомпонентной модели получены эффективные температуры среды в случае облучения жидкой системы потоком частиц постоянной интенсивности, что позволяет использовать равновесную термодинамику для описания неравновесного стационарного состояния. Полученные результаты дают возможность предсказать структурные изменения жидких сред биологических объектов на пути прохождения пучка тяжелых ионов.

СОПОВА И.Ю. — 2014 г.

Изучено влияние острой гипоксии на подвижность крыс в условиях измененного фотопериода в тесте «открытое поле». Показано, что содержание животных в постоянной темноте после моделирования острой гипоксии приводит к угнетению как двигательного, так и исследовательского компонентов поведения. В то же время у животных, содержавшихся в условиях постоянного освещения, после действия гипоксии наблюдается изменение соотношения компонентов подвижности.

БЕЛОВОЛОВА Л.В., ВИНОГРАДОВ Е.А., ГЛУШКОВ М.В. — 2014 г.

В экспериментах по измерению редокс-потенциала для серии одинаковых образцов очищенной и предварительно отстоявшейся воды обнаружено, что отклик на ультрафиолетовое облучение заметно изменяется в течение нескольких суток после очистки, в том числе скачкообразно. Через несколько часов после воздействий, ведущих к повышению содержания активных форм кислорода по сравнению с равновесными значениями, в воде и разбавленных водных средах регистрируются долговременные изменения, в том числе колебания редокс-потенциала и оптических параметров системы. Предложена эвристическая модель организации водно-газовой системы с повышенным содержанием активных форм кислорода.

БЕЛОСЛУДЦЕВ К.Н., БЕЛОСЛУДЦЕВА Н.В., ГУДКОВ С.В., ДУБИНИН М.В., ПЕНЬКОВ Н.В., САМАРЦЕВ В.Н. — 2014 г.

Представлены данные по влиянию спермина на Са 2+- зависимую проницаемость митохондрий и липосом, индуцированную насыщенными монокарбоновыми и а, ю-диоловыми кислотами. Показано, что спермин дозозависимо ингибировал циклоспорин А-нечувствительное набухание митохондрий, индуцированное пальмитиновой кислотой и Са 2+ или а,ю-гексадекандиоловой кислотой и Са 2+. Добавление 100 мкМ спермина практически не влияло на дыхание митохондрий в состоянии V2, стимулируемое пальмитиновой кислотой, а,ю-гексадекандиоловой кислотой и Са 2+. В экспериментах на липосомах показано, что добавление 100 мкМ спермина непосредственно к липосомам ингибировало как пальмитат/Са 2+-, так и а,ю-гексадекандиоат/Са-индуцированный выброс флуоресцентного красителя сульфородамина Б. Если же спермин добавляли к липосомам, уже содержащим любую из кислот, то последующая добавка Са 2+ приводила к стимуляции выброса красителя. Показано, что добавление спермина к липосомам приводило к значительному увеличению Z-потенциала (с -39,8 мВ до -18,6 мВ). Обсуждается возможный механизм влияния спермина на проницаемость липосом и митохондрий, индуцированную жирными кислотами и С а 2+.

ВАЙСМАН Н.Я., НЕМОВА Е.Ф., НИКОЛАЕВ Н.А., ФЕДОРОВ В.И. — 2014 г.

Самцов и виргинных самок дрозофил подвергали стрессу ограниченного пространства с лишением корма в течение 3 ч. Часть из них дополнительно облучали в диапазоне 0,1-2,2 ТГц в течение 30 мин. Регистрировали продолжительность жизни индивидуальных особей. Облучение оказало некоторое позитивное влияние на выживаемость самцов на этапе монотонного снижения численности и отрицательное в период относительной стабильности численности. Выживаемость облученных самок на этапе резкого падения численности была выше, чем у контрольных и стрессированных самок. Авторы предполагают, что терагерцовое излучение оказывает опосредованное влияние на экспрессию генов и сигнальные пути, контролирующие выживаемость и продолжительность жизни дрозофил.

БРАТУСЬ Л.В., ГАВЕНАУСКАС Б.Л., ГОНЧАР О.А., ГОРБАЧЕВА О.С., МАНЬКОВСКАЯ И.Н., МИРОНОВА Г.Д., НОСАРЬ В.И. — 2014 г.

Исследована способность уридина - метаболического предшественника уридиндифосфата, природного активатора митохондриального АТФ-зависимого калиевого канала (митоКАтф- канала) - влиять на выносливость организма к физическим нагрузкам. Выносливость определяли путем ргистрации времени, в течение которого крысы плавали до изнеможения при t = 32°С с 20% от массы тела грузом. Было установлено, что высоковыносливые животные плавали до изнеможения в среднем 7,40 ± 0,35 мин, тогда как время плавания низкоустойчивых крыс было равно 2,07 ± 0,10 мин. Введение животным уридина по-p азному влияло на время плавания, увеличивая его в два раза у низкоуcтойчивыx крыс. Эффект уридина снимался ингибиторами митоКАтф-канала. Показано, что введение низкоустойчивым крысам уридина увеличивало скорость транспорта калия в изолированные из этиx крыс митоxондpияx, а ингибиторы канала предотвращали активирующее канал действие уридина. Обсуждается вопрос о роли митоКАтф-канала в формировании устойчивости организма к физической работе и защите от гипоксии.

ВОЛК М.В., ВОЛОТОВСКИЙ И.Д., КВАЧЕВА З.Б., ЛОБАНОК Е.С., МЕЖЕВИКИНА Л.М., ПИНЧУК С.В., ФЕСЕНКО Е.Е. — 2014 г.

Изучено влияние фактора роста фибробластов FG F2 на эффективность кардиомиоцитарной дифференцировки мезенхимальных стволовых клеток костного мозга, индуцированной 5-азацитидином. Положительный эффект FG F2 проявляется в увеличении транскрипции генов Mef2A, Mef2D и Myh7B и росте концентрации в цитоплазме ионизированного Са 2+ при сохранении жизнеспособности клеток на высоком уровне. Эффект развивается к 14-м суткам после сочетанного действия дифференцирующего агента и ростового фактора. В результате внесения в среду роста клеток FG F2 появляется возможность обеспечить кардиомиогенез и увеличить выход ранних предшественников кардиомиоцитов.

АНДРИАНОВ В.В., БОГОДВИД Т.Х., ГАЙНУТДИНОВ Х.Л., КОНОВАЛОВ А.И., МИШИНА О.А., МУРАНОВА Л.Н., МУРТАЗИНА Л.И., РЫЖКИНА И.С. — 2014 г.

Изучена самоорганизация, физико-химические свойства водных и солевых растворов хинина, а также влияние солевых растворов хинина в широкой области концентраций (1×10-22-1×10-3 М) на электрические характеристики идентифицированных нейронов виноградной улитки. Получены симбатные немонотонные концентрационные зависимости физико-химических свойств водных и солевых растворов хинина в области низких концентраций, позволяющие прогнозировать появление биоэффектов высокоразбавленных растворов хинина. Найдены достоверные (внутри 5%-го интервала) изменения мембранного потенциала, амплитуды и продолжительности потенциала действия нейронов под влиянием солевых растворов хинина в концентрациях 1×10-20, 1×10-18, 1×10-10 М, для которых показаны экстремальные значения удельной электропроводности и pН.

МОКРУШНИКОВ П.В., ПАНИН Л.Е. — 2014 г.

Исследовалоно воздействие андрогенов (тестостерона, андростерона, дегидроэпиандростерона и дегидроэпиандростеронсульфата) на эритроцитарную мембрану при их неспецифическом связывании. Измерялось изменение активности Na +,К +-АТ Фазы эритроцитарных мембран при разных концентрациях гормонов во взвеси. Показано, что зависимость носит куполообразный характер: при увеличении концентрации гормона активность фермента сначала увеличивалась, затем достигала максимума, а в дальнейшем уменьшалась. Ранее было установлено, что при нагружении биомембран андрогенами происходит увеличение их микровязкости с выходом на плато в области насыщения. Предполагается, что повышение активности Na +,К +-АТ фазы связано с увеличением максимальной энергии квантов колебательного движения атомов биомембраны (фононов), что облегчает конформационные изменения в ферменте, сообщая его субъединицам дополнительную энергию. Дальнейшее увеличение микровязкости мембраны приводит к затруднениям деформирования липидного бислоя при конформационных переходах фермента, что снижает его активность.

БАРЫШЕВ М.Г., БАРЫШЕВА Е.В., БАСОВ А.А., БЫКОВ И.М., ДЖИМАК С.С., ДЫДЫКИН А.С., ЛИСИЦЫН А.Б., ТЕКУЦКАЯ Е.Е., ТИМАКОВ А.А., ФЕДУЛОВА Л.В., ЧЕРНУХА И.М. — 2014 г.

Изучено влияние воды с модифицированным изотопным составом со сниженным по отношению к природному содержанием дейтерия на организм животных в физиологических условиях и при развитии хронической эндогенной интоксикации гепаторенального генеза. Показано влияние такой воды на изотопный состав плазмы и тканей (печени и почек) у лабораторных животных. Установлено ее воздействие на биохимические показатели (аспартатаминотрансфераза, аланинаминотрансфераза, щелочная фосфатаза, креатинин, билирубин) и динамику массы тела у лабораторных животных в течение 42-х суток. В результате исследований продемонстрирована возможность профилактического употребления воды со сниженным по отношению к природному содержанием дейтерия для коррекции метаболических процессов при различном состоянии функциональной системы детоксикации организма.

КАМИЖКИЙ А.В., КОЛОМБЕТ В.А., РУБИНШТЕЙН И.А., ТОЛОКОННИКОВА А.А., ШНОЛЬ С.З. — 2014 г.

Основные феномены «макроскопических флуктуации» воспроизведены с использованием световых лучей, генерируемых лазерами или светодиодами. Исследования этих флуктуаций световых лучей выглядят крайне перспективными.

БОБЫЛЁВ А.Г., БОБЫЛЁВА Л.Г., ВИХЛЯНЦЕВ И.М., ГУДКОВ С.В., ПОДЛУБНАЯ З.А., ШАТАЛИН Ю.В. — 2014 г.

С помощью спектрофотометрического метода были проанализированы изменения, происходящие в растворе, содержащем АР(1-42)-пептид мозга, фуллерен Сбо и поливинилпирролидон. Методом Бента-Френча были определены относительные константы связывания фуллерена Сбо с АР(1-42)-пептидом и поливинилпирролидона с АР(1-42)-пептидом. Полученные данные позволяют предположить, что АР(1-42)-пептид при взаимодействии с комплексом (С6о)^ПВП m частично вытесняет поливинилпирролидон и формирует новый тримолекулярный агрегат.

КРАСИЛЬНИКОВ П.М. — 2014 г.

При определенных условиях профиль сечения поверхности потенциальной энергии молекулярной системы вдоль водородной связи может иметь два минимума - так называемый двухъямный потенциал. Наличие такого потенциала является необходимым условиям для осуществления протонного переноса вдоль водородной связи. В гармоническом приближении построена двухмерная аналитическая модель двухъямного потенциала водородной связи, в рамках которой исследован процесс туннельного переноса протона. Двухмерность модели позволила учесть вариацию параметров двухъямного потенциала, вызываемую изменением геометрии (т.е. деформацией) водородной связи. Показано, что относительно малые вариации величины параметров двухъямного потенциала, основными из которых являются расстояние между его минимумами и высота разделяющего их барьера, критически сказываются на вероятности туннельного переноса протона. Например, при удлинении водородной связи на 0,1 Å перенос протона замедляется почти на три порядка. Важной особенностью модели является учет того факта, что продольные и поперечные валентные колебания протона имеют разные частоты. Показано, что благодаря этому обстоятельству некоторые типы деформации водородной связи могут приводить не к замедлению, а, наоборот, к ускорению переноса протона.

МАЛЬЦЕВА Е.Л., ПАЛЬМИНА Н.П., ЧАСОВСКАЯ Т.Е. — 2014 г.

Приводятся данные об изменении физико-химических свойств биологических мембран различного происхождения (плазматических, микросомальных, синаптосом) под действием биологически активных веществ, отличающихся по своему химическому строению и механизму действия (природного и синтетического антиоксидантов, тиротропин-рилизинг-гормона, форболовых эфиров) в широком интервале концентраций (10-22-10-3 М). Полученные дозовые зависимости эффекта биологически активных веществ на активность мебраносвязанных ферментов, пероксидное окисление липидов, структурное состояние различных липидных регионов липидного бислоя мембран проанализированы с точки зрения их формальной общности: наличия полимодальности, количества и положения максимумов, возможной смены знака эффекта. Сделана попытка объяснения механизма возникновения каждого из наблюдаемых максимумов на этих кривых. Максимум в интервале относительно высоких, «физиологических» концентраций (10-3-10-6 М) связан с встраиванием биологически активных веществ в биомембраны. Максимумы в интервале сверхмалых доз (10-11-10-16 М) и «мнимых» концентраций (10-18 M ), когда присутствие молекулы биологически активного вещества в реакционном объеме носит вероятностный характер, авторы объясняют физико-химическими свойствми разбавленных растворов этих веществ. Это заключение сделано на основании собственных данных об изменении ИК-спектров водных растворов биологически активных веществ и результатов, полученных академиком А.И. Коноваловым с сотрудниками, о физико-химических свойствах разбавленных растворов биологически активных веществ (удельной электропроводности, поверхностного натяжения, заряда), обусловленных образованием так называемых «наноассоциатов» из молекулы биологически активного вещества и большого количества молекул воды. И образование «наноассоциатов», и биологический эффект в интервале сверхмалых доз исчезают при изоляции растворов биологически активных веществ от магнитного поля Земли. Таким образом, именно «наноассоциаты» являютхя материальными носителями эффекта сверхмалых доз.

АЛЕКСЕЕВ А.А., БРАТКОВСКАЯ Л.Б., МАТОРИН Д.Н., ПЛЕХАНОВ С.Е., ЯКОВЛЕВА О.В. — 2014 г.

Изучено действие фенолов, содержащихся в стоках целлюлозо-бумажной промышленности, на фотосинтез микроводоросли Scenedesmus quadricauda. Проведен анализ индукционных кривых быстрой и замедленной флуоресценции и световых кривых нефотохимического тушения флуоресценции хлорофилла микроводоросли. Обнаружено ингибирование энергизации фотосинтетических мембран при низких концентрациях (0,1 мМ) фенола и пирокатехина. В более высоких концентрациях эти вещества ингибируют электронный транспорт в ФC II и увеличивают долю Q В-нево останавливающих центров. В р езультате этого наблюдается замедление скорости восстановления пигмента реакционного центра Ф C I - P7oa Полученные результаты позволяют предложить использование параметров индукционных кривых быстрой и замедленной флуоресценции для обнаружения появления фенола и пирокатехина в среде на ранних стадиях токсического воздействия.