|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Исследование регуляции формы эритроцитов и эффективности переноса кислорода у человека при действии факторов космического полета и у животных в эксперименте, имитирующем полет на МарсНИР
- Руководитель НИР: Моруков Б.В.
- Участники НИР: Браже Н.А., Лабецкая О.И., Лунева О.Г., Максимов Г.В., Максимова Н.В., Паршина Е.Ю., Чернова О.В., Ярлыкова Ю.В.
- Сторонняя организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Государственный научный центр Российской Федерации - Институт медико-биологических проблем Российской академии наук
- Срок исполнения: 1 января 2008 г. - 31 декабря 2010 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): РФФИ 08-04-00531-а
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: другое
- ПН России: Науки о жизни
- Направление технологического прорыва России: Медицинские технологии и лекарственные средства
-
Рубрики ГРНТИ:
- 34.17.05 Методы и аппаратура в биофизике
- 34.17.23 Биофизика клетки
- 34.17.35 Биофизические эффекты электрических и магнитных полей
-
Ключевые слова:
вязкость и проницаемость мембраны, гемоглобин, na+/h+- обмен, ca(2+)-атфаза, порфирин, форма эритроцитов, динамическая фазовая микроскопия, са(2+)-зависимые k+-каналы, радиация, объем клетки
-
Описание:
Проект направлен на решение фундаментальной проблемы биофизики и космической биологии - исследование ряда механизмов клеточных структурно-метаболических процессов в эритроцитах при космических полетах (КП) и их зависимость от действия факторов меняющих эффективность переноса кислорода гемоглобином (рН, 2.3-дифосфоглицерат, оксид азота). Перечисленные выше исследования будут проведены также на животных в эксперименте с длительным пребыванием обезьян в ограниченном пространстве и воздействием облучения, что позволит выявить роль конкретного фактора космического полета - радиации на функциональное состояние красной крови. В рамках исследования с помощью современной лазерной интерференционной микроскопии будут детально изучены изменения формы и структуры цитоплазмы эритроцитов; выявлены изменения параметров, характеризующих метаболизм эритроцитов, общие и локальные изменения вязкости плазматической мембраны эритроцитов, конформации гемопорфирина и эффективности связывания гемоглобином лигандов (О2,NO), а также внутриклеточный ионный гомеостаз (рН и рСа); исследованы степень воздействия факторов, меняющих эффективность переноса кислорода гемоглобином (рН, 2.3-дифосфоглицерат, оксид азота) на структурно - метаболические параметры эритроцита.
-
Основные результаты:
Фундаментальная задача, выполняемая в рамках гранта 2008-2010г.г. заключалась в проведении комплекса,биохимических, биофизических и биомедицинских исследований, характеризующих клеточные, мембранные и молекулярные изменения в эритроцитах у космонавтов после длительного космического полете (ДКП) у испытателей –добровольцев, пребывающих в условиях гипербарии и гипоксии и у обезьян при длительном воздействии малых доз гамма-облучения. Изучение влияния экстраклеточного рН и 2,3 – дифосфоглицерата (ДФГ) установило, что изменение экстраклеточного рН и действие 2,3-ДФГ сопровождаются как изменением формы эритроцитов (трансформация в стоматоцит), так и уменьшением сродства гемопорфирина (ГП) гемоглобина (Гб) к кислороду, при этом при сходных морфологических изменениях эритроцитов снижение pH приводит к уменьшению способности ГП связывать кислород, а добавление 2,3-дифосфорлицерата увеличивает способность ГП отдавать кислород. В эксперименте по исследованию влияния гипербарии и гипоксии на человека обнаружены изменения в эффективности переноса кислорода гемоглобином. Последнее коррелирует со сдвигами в липидном спектре мембран, показателями метаболизма, указывающими как на возможное затруднение транспорта кислорода, так и изменение конформации мембранносвязанного гемоглобина (2008г.) Исследование влияние низких доз гамма облучения на состояние эритроцитов обезьян выявило снижение интенсивности энергообразующего процесса и активизацию восстановительных процессов- компенсаторную реакцию клетки, направленную, на предотвращение интенсивности липопереоксидации. Впервые показана зависимость содержания о-Гб от длительности последействия облучения, при этом разные режимы облучения приводят к неодинаковому изменению способностей Гб связывать и выделять О2. Обнаружено также уменьшение вязкости микроокружения каротиноидов плазмы крови, что свидетельствует об изменениях в плазме крови, индуцированных облучением (2009г.) Впервые проведено комплексное исследование морфологии, состояния клеточного гомеостаза и плазматической мембраны, уровня перекисного окисления и активности СОД и ЦП в эритроцитах человека после ДКП. В опытах in vivo и in vitro у животных представлены оригинальные данные свидетельствующие о возможности регуляции конформации ГП и эффективности переноса кислорода с помощью NO (2010).
- Добавил в систему: Браже Надежда Александровна
Соисполнители НИР
| Биологический факультет | Соисполнитель |
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2008 г.-31 декабря 2008 г. | Исследование регуляции формы эритроцитов и эффективности переноса кислорода у человека при действии факторов космического полета и у животных в эксперименте, имитирующем полет на Марс |
| Результаты этапа: Задачами первого этапа исследования (2008г.) явились изучение влияния экстраклеточного рН и 2,3 – дифосфоглицерата (ДФГ) на формы, состояние цитоплазмы эритроцитов человека, а также на эффективность переноса кислорода гемоглобином с помощью лазерной интерференционной микроскопии (ЛИМ) и спектроскопии комбинационного рассеяния (КР). Установлено, что изменение экстраклеточного рН и действие 2,3-ДФГ сопровождаются как изменением формы эритроцитов (трансформация в стоматоцит), так и уменьшением сродства гемопорфирина (ГП) гемоглобина к кислороду. Показано, что при сходных морфологических изменениях эритроцитов снижение pH приводит к уменьшению способности ГП связывать кислород, а добавление 2,3-дифосфорлицерата увеличивает способность ГП отдавать кислород. В эксперименте по исследованию влияния гипербарии и гипоксии на человека обнаружены существенные изменения в эффективности переноса кислорода гемоглобином. Последнее коррелирует со сдвигами в липидном спектре мембран, показателями метаболизма, указывающими как на возможное затруднение транспорта кислорода, так и изменение конформации мембранносвязанного гемоглобина. Проведены исследования структурно-метаболического состояния эритроцитов и эффективности переноса кислорода гемоглобином у космонавтов после длительного космического полета и у животных (обезьяны) в условиях длительного ограничения подвижности и воздействия гамма облучения. Результаты этих исследований будут представлены во втором этапе. | ||
| 2 | 1 января 2009 г.-31 декабря 2009 г. | Исследование регуляции формы эритроцитов и эффективности переноса кислорода у человека при действии факторов космического полета и у животных в эксперименте, имитирующем полет на Марс |
| Результаты этапа: В рамках выполнения проекта 2009г. было исследовано влияние низких доз гамма облучения на состояние эритроцитов обезьян: интенсивность гликолиза и содержание АТФ, липидный состав плазматической мембраны, содержание оксигемоглобина и его сродство с кислородом. Было выявлено снижение содержания АТФ, обусловленное уменьшением интенсивности гликолиза и увеличение активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и содержания восстановленного глутатиона. Отмеченное повышение, по всей вероятности, является компенсаторной реакцией клетки, направленной на предотвращение интенсивности липопереоксидации. Впервые получены данные о действии облучения на конформацию и кислород-связывающие свойства гемоглобина(Нв) интактных эритроцитов, а также относительное содержание оксигемоглобина (о-Нв) в крови обезъян макак-резусов. Показано, что в разные сутки после облучения содержание о-Нв изменяется, при этом оно может быть меньше и больше по сравнению с контролем. Впервые показано, что разные режимы облучения приводят к разному изменению способностей Нв связывать и выделять кислород и, как следствие к различию в сродстве Нв к кислороду. Продемонстрировано, что в зависимости от доз и времени после облучения у обезьян уменьшается содержание эритроцитов в крови, а также количество Нв в крови и эритроцитах. Впервые обнаружено, что при некоторых дозах облучения уменьшается вязкость микроокружения каротиноидов плазмы крови, что свидетельствует об изменениях в плазме крови, индуцированных облучением. На данном этапе работы продолжены также исследования и анализ морфо-функциональных свойств эритроцитов и антиоксидантного статуса крови у космонавтов после длительного космического полета. | ||
| 3 | 1 января 2010 г.-31 декабря 2010 г. | Исследование регуляции формы эритроцитов и эффективности переноса кислорода у человека при действии факторов космического полета и у животных в эксперименте, имитирующем полет на Марс |
| Результаты этапа: Фундаментальная задача, выполняемая в рамках гранта 2008-2010г.г. заключалась в проведении комплекса,биохимических, биофизических и биомедицинских исследований, характеризующих клеточные, мембранные и молекулярные изменения в эритроцитах у космонавтов после длительного космического полете (ДКП) у испытателей –добровольцев, пребывающих в условиях гипербарии и гипоксии и у обезьян при длительном воздействии малых доз гамма-облучения. Изучение влияния экстраклеточного рН и 2,3 – дифосфоглицерата (ДФГ) установило, что изменение экстраклеточного рН и действие 2,3-ДФГ сопровождаются как изменением формы эритроцитов (трансформация в стоматоцит), так и уменьшением сродства гемопорфирина (ГП) гемоглобина (Гб) к кислороду, при этом при сходных морфологических изменениях эритроцитов снижение pH приводит к уменьшению способности ГП связывать кислород, а добавление 2,3-дифосфорлицерата увеличивает способность ГП отдавать кислород. В эксперименте по исследованию влияния гипербарии и гипоксии на человека обнаружены изменения в эффективности переноса кислорода гемоглобином. Последнее коррелирует со сдвигами в липидном спектре мембран, показателями метаболизма, указывающими как на возможное затруднение транспорта кислорода, так и изменение конформации мембранносвязанного гемоглобина (2008г.) Исследование влияние низких доз гамма облучения на состояние эритроцитов обезьян выявило снижение интенсивности энергообразующего процесса и активизацию восстановительных процессов- компенсаторную реакцию клетки, направленную, на предотвращение интенсивности липопереоксидации. Впервые показана зависимость содержания о-Гб от длительности последействия облучения, при этом разные режимы облучения приводят к неодинаковому изменению способностей Гб связывать и выделять О2. Обнаружено также уменьшение вязкости микроокружения каротиноидов плазмы крови, что свидетельствует об изменениях в плазме крови, индуцированных облучением (2009г.) Впервые проведено комплексное исследование морфологии, состояния клеточного гомеостаза и плазматической мембраны, уровня перекисного окисления и активности СОД и ЦП в эритроцитах человека после ДКП. В опытах in vivo и in vitro у животных представлены оригинальные данные свидетельствующие о возможности регуляции конформации ГП и эффективности переноса кислорода с помощью NO (2010). | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".