Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Принципы функционирования электрической системы регуляции процессов жизнедеятельности

ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Принципы функционирования электрической системы регуляции процессов жизнедеятельности"

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, Ч ~ '" ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ,

... " ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАТ.ЕК'л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М. В. ЛОМОНОСОВА

Физический факультет

На правах рукописи

ЗАЦЕПИНА Галина Николаевна

ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РЕГУЛЯЦИИ ПРОЦЕССОВ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

03.00.02 — биофизика

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности биофизика в форме научного доклада

Москва — 1993 г.

Работа выполнена ра кафедре биофизики физического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Ю. М. Романовский,

доктор химических наук, профессор Г. Г. Комиссаров,

доктор биологических наук, профессор И. А. Корниенко.

Ведущая организация: Институт биофизики клетки РАН.

Защита состоится » 1993 г. в

часов иа заседании Специализированного Смета Д 002.26.07 в институте химической физики имени Н. Н. Семенова РАН, по адресу: 117977, Москва, ул. Косыгина 4, ИХФ РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института химической физики РАН.

Автореферат разослан « 1993 г. '

Ученый секретарь Специализированного Совета,

кандидат химических наук М. А. Смотряева

<■•?■ ^л^хг^иихика ратэтт"

------ . . *■' а, ■•:• ,: ' , " ' ','' ' ■ л<- .'.._ . с юпошк5 -

■ ... м-.одаайая зивотил"* . ;!' ь:> .V!.',!, ' • «

г.. . 1 *-.•':: :■■ .■ ',•>.,•• . ...„.¡¡ш,)Я'.' геноозтч*' '

_______эяер"'1* ----:- .

- . •" пук! 1П селективности клетки,

в начале хх века Бернштейп и иогч»~~ -'.„«ми**«"' ""г::-чр'- •>"> ;.гншихла. а доннан экспериментально пок-тз<?р«1Л ¡предположение ГибЗог. об асимметричном "аспреяелешш и*нов через ;!г:.-нбрг1г/ в сяучае.когда с одной из ее сторон присутствуют не-

цропик.'нжие через нес? ионы.' В 1941г. дин предположи суиествование

+

в иомбране "насосов".которые выкачивают, из клетки ионы иг за сч»т энергия метаболизма. В 1967Г. -С:-Г" "" '.'"■■ '." , I -

"'•' 1 - .......■.£>,;. —плазналенни.

и связи с той.что метаболизм лп™---- . , .,.;.,

.....' ■ . " ..... ::•• ■ ' . .1—« пулекул о мелкие и

-—.¡..«ото тэтяспиониртаапх Ферментов связано с мембранами.логично предположение о тон. что кг *м!ько «иксч^* -

РИеПТЦ. ил "------■ .. . ,

' " ._____ чиЧ.УТО '. ,' ' •!..

' ' - .■■-..: .,....., ■ „.„,« 1т о о -

■_______ ¡.- пл обратно.

Задача йашгоя работа состояла а гаясиенип правомочности гипотезы об упрапляшег; рогч ¡'Я пяазматпчьской мекбраии клеи« и разностей эяект-ричэскп* потен:чалов ас енниятнаяьгагн кногокяеточнып структурам яязие-

- а -

деятельность» одной клетки и многоклеточных организмов.

Хорошо известно.что мембранный потенциал регулирует Ф$ лологичес-

+ +

кие функции многих клеток, это регуляция на/к проводимости в мембрана*. мышечных и нервных тканей, выделение .медиаторов в пресинаптичес-кие окончания. Регуляция выделения адреналина, инсулина и других гормонов-регуляторов жизнедеятельности.

в связи с задачей выяснения' управляющей роли ни клеток жизнедеятельностью отдельных клеток, или клеток синдитиально связанных в многоклеточном организме, представляют интерес параллельные исследования как изменений среднего мембранного потенциала популяции лимфоцитов свободно циркулирующих в организме млекопитающего, так и измений разностей электрических потенциалов по многоклеточному синцитию в разных Физиологических состояниях жизнедеятельности организма.

для выяснения механизма управления МП жизнедеятельностью мы исследовали изменения нп клеток при переходе - организмов из одного состояния жизнедеятельности в другое, и изменения на и адаптационных характеристик, выделенных из многоклеточного организма клеток, в ответ на изменения свойств окружающей их среды, задача, изучения принципов функционирования. электрической системы управления состоянием жизнедеятельности клетки и многоклеточного организма, на наш взгляд, представляет собой актуальную биофизическую проблем:-, цель работы. Экспериментальное доказательство, или опровержение, справедливости гипотезы «днопараметрическоя системы упавления жизнедеятельностью отдельных клеток и многоклеточных организмов посредством электрической системы регуляции, .изменяющей нп клеток. ■

научная новизна и структура диссертации. Исследования изменений средних мембранных потенциалов свободно циркулирующих клеток крови млекопитающих в ответ на локальное подкожное введение- препаратов, изменяющих состояние их жизнедеятельности, представляют собой принципи-

- з -

ально нов"й подход к вопросу о функциональной целостности организма и самосогласованности его ответе , на внешние воздействия, результаты наших исследований привели к обнаружению системы дискретных уровней средних значений мембранных потенциалов,соответствующих разным состояниям жизнедятельности клеток и многоклеточных организмов, каждому уровню жизнедеятельности соответствует определенное реднее значение МП.а ширина распределений нп вокруг нп определяет подпороговую способность орган змов осуществлять разнообразные жизненные функции в данном состоянии жизнедеятельности. Переход клетки-организма с одного уровня жизнедеятельности на другой сопровождается распространением по плазматической мембране клетки, или по сишштиальному пограничному многоклеточному образованию (базальной системе или симпласт*) вариабельного элс :тричес-кого сигнала,переключающего их в другое состояния жизнедеятельности .

Полученные в эксперименте значения ид,характеризующие процессы регенерации и резорбции костей^позволили предложить для практической медицины метод компенсации изменений НП ,обусловленных перечислении I выше дефектами работы клетки-организма посредством внешнего источника ЭДС, Предложенный метод сокращает сроки лечения острых воспалительных процессов и останавливает развитее многих хронических заболеваний.

Детальные 'исследования тонкой структуры распределения разностей электрических потенциалов по многоклеточному граничному синиитиаль-ному образованию организма млекопитающего представляют собой основу, для развития дифференциальной диагностики разных болезней и ик последующего лечения посредством компе-саций изменений НПобусловленных болезнью,внешним источником ЭДС.эти исследования дают теоретическую основу используемым в медицине методам акупунктуры и другим повреждающим ткани Физическим воздействиям на активные точки организма* принадлежащие базальной системе. Найденные' нами в эксперименте электрические характеристики процессов активного остеогенеза и резорбции

костей млекопиташия позволили посредством внешнего источника тока остановливать процессы резорбции костей и активироват! их регенерацию после различный травматических повреждений. Разработанные методы ис-ледования тонкой структуры постой..кого электрического поля позволили развить дифференциальную диагностику пародонтоза на Фоне ряда сопутствующих заболеваний и осуществить посредством злектростимуля-

нии прекращение процессов резорбции пародонта.

!

основной принцип исследований тонкой структуры распределения постоянного электрического поля по 'коже- синиитиальной системе человека и ¡швотного-основывался на выборе референтной точки, относительно которой мы выполняли все измерения. Референтная точка была определена нами на основании данных о глобальной структуре ПЭП. Мы выбрали референтную точку в.наиболее гиперполяризованной области симпласта. относительно которой большая его часть деполяризована. Все измерения РЭП мы выполняли посредством накладываемых на кожу, через электропроводящий гель, электродов, не повреждаших симпласт.

По нашим данным аналогом баэальной системы млекопитающих у высших растений служит симпласт. симпласт по нашим данным представляет собой трубчатое многоклеточное образование, клетки которого связаны друг с другом омическими контактами, проводимости которых представляют собой функции мембг нных потенциалов клеток, которые они соединяют. Нами было выполнено исследование изменений разностей электрических потенциалов по симпластам разных высших растений в ответ на повреждающие воздействия. Было показано, что формы, скорости и амплитуды вариабельных сигналов представляют собой Функции от ИП клеток симпласта в состоянии покоя растения до его повреждения.

На основании комплекса выполненных исследований ны сочли возможном сделать вывод о том, что постоянное электрическое поле любого живого организма, представляет собой управляющий параметр его

жизнедеятельность». "Сложная биохимия", определяемая работой Ферменте« встроенных в мембрану, упг ¿вл^-чея тонкой структурой пэп алз: н-лическш; ном&рак клеток. По натеку гш-г!:и:> каждый фермент, встроенный и мембрану.представляет собой галыличчест: эленоит.т.' котором :»о«пч»а ыишчсскоп рс-акшш тр.шсс-орнш'уется в лл»ктг>тгггску.-- - пл г

Обратил. -и-шоат.. : г ■ кт ■ с^-.'ч ■ : о ели ").и. .ЕЛй-

:■■-•,-у -л ..¡щ и нсд-ут согласованно функционировать »

ныу состояниях м«5-"" Ни.

и»™"-.- .......... из одного состояния жизнедеятельности б другие

сопровождается Распространением по мембране вариабельного сигнала. который и переводит клетку из одного состояния в другое.

диссертация в Форме научного доклада содер.-шт вместо вве; гния концепцию однопараиетрической систеки регуляции я^недег.тел^'кг-стью, две глчрм п закл^чо:::"

!!'■-■.'' •!'■.,:■■ г.." дпектрдоескад «.-хема плазматической мембраны лим*?*;;;-:..-. которая базируется н= г:гг чо..;:'чсг:\ ■ ■!•,;■>.'-•;'] <. > ,. .< . • . ^«г:.

•> ••• 1 ''" * 'и/':;' •« • ¿^¿епциал лимфоцитов трохкомпоно''-

тон. а эритроцитов -двухкомпонентен и предстанлсн г>оннзпоьско"; ссста-вляшоГг и сеставлятрк.отиетственвой •>-> —. . , ...

v; н"'-;^ v '--ч-, '"^р"'¡.: -.<..., :___0пр9дел«-

' ьарядов "ня . „>>,',,,.-, ■ .-

141 авэ описаны методы исследований постоянного электрического поля симпласта. выс-его растения и его тонкой структуру., представле-

ны полученные в эксперименте функциональные зависимости пассивных и активных электрических характеристик распространяющих'"' по симпла-стам высших растений вариабельных сигналов их повреждения от постоян-ног > электрического поля покоя сими; .стов. показано, что все характеристики распространяющихся электрических сигналов определяются структурой постоянного электрического поля покоя растения, его Физиологическим состоянием.показано влияние внешнего электрического поля на электрические характеристики ВС. В заключение сделан вывод о том. что представленные в работе результаты свидетельствуют в пользу управляющей роли.постоянного электрического поля процессами"жизнедеятельности высших растений.

основные положения выносимые на зашту,

1. Биоэлектрическая система регуляции представляет собой систему одного управляющего параметра, функции управляющего параметра в клетке выполняет средний мембранный потенциал ее плазматической мембраны с комплексом мембран эндоплазматического ретикулуна. В- еишхитити-альном аналоге плазматической мембраны многоклеточного организма-симиласте - изменение разностей электрических потенциалов меаду точ-* ками неоднородной системы отражает изменения НП его клеток.

2. Средний мембранный потенциал клеток многокомпонентен. Так сред-

\

ний мембранный потенциал лимфоадг "-в трехкомпонентен, а' эритронитов-двухкомпонентен. Метаболическая часть МП лимФовитов представлена двумя компонентами ип : разделением зарядов на мембранах митохондрий в процессе электронного транспорта,- неыбаны которых включены в эндоплазматическую сеть, и АТФ- зависимой компонентой. В эритроцитах нет митохондрий и нет метаболической компоненты. Общими для обоих клеток являются АТФ-зависимаяи Доннановская компоненты ИП. *

3. на примере линФодитов показано, что вариабельная часть НП различна в разных состояниях жизнедеятельности организма и именно ее

различия -риводят к существованию трех стационарных уровней мембранного потенциала клеток в >азн: I Физиологических состояниях 01-ганизма, к существованию трех разных кинетик адаптации клеток к изменившимся внешним условиям.

'к показано,что адаптация объема клеток к изменений осмотического дэ~пения внешней среды сопровождается С1.лхронной адаптацией, изменявшегося в условиях гипотонии мембранного потенциала меток.

5. ширины распределения значений МП вокруг среднего значения различны в разных состояниях жизнедеятельности и пг дставляют собо зоны возможных подпороговых изменений ОТ в условиях полноценного функционирования оганизма на данном уровне жизнедеятельности.

6. Суверенность клеток и значения их средних нп сохраняются в синдитиальнон образовании, омические контакты между клетками в синдитиальнон образовании различны в разных состояниях жизнедеятельности и представляют собой функции средних кп клеток.

7. Активный переход клетки, или синаития с одного уровня жизнедеятельности на другой, сопровождается распространением по клеточной меибране, или поверхности.неоднородного синцития, вариабельного электрического сигнала деполяризации мембран.

научная и'практическая ценность работы, выполненное в данной работе исследование различий средних значений НП т-яимФонитов в трех разных Физиологических состояниях организма.включаюших канцерогенез, привело к разработке метода дифференциальной диагностики острого воспаления и канцерогенеза. Пслученные результата позволили отличать канцерогенез от контроля и обычного воспаления, как по величине ср днего нп, так и по кинетике адаптации клеток к условиям гипотонии. Выполненное в работе разделение средн го значения нп на вариабельную и метаболическую составляющие, справедливое для всех клеток организма, свело задач/ нормализации состояния органи-

зма.состояния постоянного электрического поля организма, к нормализации вариабельной составляющей посредством внешнего источника ЭДС. Обнаруженные разные функциональные зависимости среднего МП и.элек-тг Форетической подвижности т-лимфоц^тов в разных состояниях жизнедеятельности представляют собой.с одной стороны, независимый тест на канцерогенез, а с другой стороны, дают возможность для оценки состояния гликокаликсов клеток, оценки их буферной емкости, так как состояние гликокаликсов т-лимфоцитов функционально связано с их иммуноком-петентными рецепторами,то возникает возможность развития нового метода определения иммунокомпетентности клеток.

таким образом, выполненное исследование представляет несомненную ценность для практической медицины как в смысле диагностики Физиологического состояния организма, так и для активации в нен процессов регенерации различных поврежденных тканей. Оно представляет несомненный интерес и для растениводства. который заключается в определении Физиологического состояния растений по структуре постоянного электрического поля их симпластов, оно представляет интерес и для теоретической биофизики (электрохимии) на путях разработки обшей теории возникновения и роли мембранных потенциалов клеток в жизнедеятельности вообще и Функционировании Ферментов, в частности. Апробация работы. Материалы дис зртадии изложены в 7 кандидатских диссертациях, неоднократно докладывзлись на всесоюзных и международных симпозиумах и семинарах каФедры биофизики Физического Факультета МГУ.

Концепция однопараметрической системы Регуляции. ' Принципиальная возможность управления сложной многокомпонентной си., емой посредством одного параметра была рассмотрена в 19.68 году английским кибернетиком Биром. Им была разработана модель автоматически управляемого одним параметром завода. Наиболее общие свой- -стла управляющего параметра следующие:

l. nam. icTi> попаси активно функционировать я ктаон управляемой ин структурном элементе системы, i -г как к ü-othbuwi случае он нь оуд'-т иметь всей информации об Управляемая ни системе.

3 ответ на внезапнее изменение аарамр"ра в любой части упряп-j,hvHv>p ¡ni снстеии он должен изменяться по п.ми системе. Эти требования следует рассматривать как н обходимые.что означает,

■,tv /¡и-оЬлякма« imroenCTBW МПСГО SlT2Uítr¿ UllCltHa Должна При

егс наппороговом изменении в одном месте системы целиком переходить в другое функциональное состояние или, другш i словами, продг являть собой самосогласованную замкнутую систему, функционирующую з ряде дискретных состояний.

На основании большого числа экспериментальных данных, свиде .ельст-БУКЕа»: о ззкояонсрноч изменении пгпбрглшог- потенциала клетки гру, >.'■ вокгигдошг«'. кмияепри- полярности ткани и коде регенерации, роста и *-cv«лiavs»cBros ткань4?, 11>убиштепн. чагояеп. Воолег. bund, Fr) (U-nberR. возникла концепция еиозлектгической систеик регулясиш. Бпозлект.-кчес -система регуляции жизнедеятельности организма посредством одного параметра возможна только в том случае,если его пограничное образование-плазматическая мембрана клетки, или синцитиальное пограничное образование многокл?точного организма - представляет собой замкнутые об-Упования, электрические характеристики которых задаются распределением гредних мембранных потенциалов плазматических мембран отдельных к-'.эток.

Данная работа капоаплена н?.-^кеперитюпта пт-»7Ь >л-чл..ер;с1 состоателько-г.п! гипотез»: биоэлектрическое'. систему .-'егултик;; прсшессоы зшзьедеятель-»о<"рч «т?огс>клрт^ч»!«ч организмов отделип.".. свободно циркулируши•: ¡¡

и;:; ;:г.еч-

ГЛАВА 1

Средний мембранный потенциал т- ликФовдтоп одрсг -лкеТФи-зиологическое состояние организма млекопитающего и различен в разных состояниях его жизнедеятельности,

Известно, что основная Функция иммунитета состоит в поддержании структурной и функциональной целостности организма (Барнет). Принято считать,что эту функдию. в основном,выполняют т-лимфоциты под контролем i нов. реализующих МНС комплекс(MaJо. Hlstocompabllitl Complex). Т-лимФоциты осуществляют первичное иммунологическое распознавание своего и чужого, как in vivo, так и in vitro посредством встроенных в их мембраны молекул рецепторов, которые включены в гликокаликс • клет-.:и. Клеточная поверхность Т-лимФопита в связи с этим играет важную роль в поддержании гомеостаза организма в любом состоянии его жизнедеятельности, Поверхность клетки представлена плазматической мембраной и гликокаликсом.связывание чужеродных белков клеточными рецепторами и мне комплексом приводит к изменению заряда гликокаликса и мембранного потенциала плазматической мембраны клетки, в работе показано, что изменение среднего мембранного потенциала Т-лимФопитов и средней электроФоретической подвижности клеток функционально различно связаны друг с другом в разных состояниях жизнедеятельности организма, выбор разных Физиологических состояний организма животных, их характеристики и методы исследования состояния лимфоцитов

Известно, что канцерогенез всегда развивается на базе уже идущей в организме воспалительной реакции (Ю. А. Уманский ). В связи с этим представляло интерес изучение трех разных состояний жизнедеятельности организма и их различий с целью надежной диагностики каждого. Это состояние 'здорового организна (К), состояние организма, в котором развивается острый воспалительныйй процесс (ОРП), и состояние, в котором развивается индуцированный канцерогенез на Фоне того же воспалительного процесса(ИК).

Иссл. »овали средний мембранный потенциал свободно циркулирующих в этих состояниях клеток крови: лимфоцитов и эритроцитов.лимфоцитов тимуса и селезенки мыией линии А. линии Ва1Ъ/с и беспородных мышей и адаптацион-

" - и -

ную спосс:ность клеток к состоянию гипотонии в разных Физиологических состояниях. Разные Физиологические состояния мышей линии А модели! .-вали однократным введением под кожу бедра о. 25 мг уретана на 1 г.веса мыши, растворенного в О. г см Физиологического раствора (ShlmKin ИВ. 1965г. )

(ИК) и одного Физиологического раствора в том же обьеме' (ОРП).В результате введения препаратов повреждали клет i эпителиальной и соединительной тканей в окрестности мест укола, метилхолонтреном,растворенном в

з ' ■

0. с см косточкового масла (Уманский Ю. Á. ). индуцировали саркому у молодых мышей (2-3 месяца) линии Baib /с.а уколом одчого косточкового масла в том же обьеме 0. 2 см - ОРП. всего в эксперименте участвовало более юоо животных, в во •/. случаев у мышей обеих используемых в эксперименте линия развиваются или аденомы легких (лигчяА). или саркома(ли:.ия Balb/c) (Касаткина Н. н.. Уманский ю. А.). контрольным, животным .никаких препаратов не вводили и их содержали в тех же условиях.

Органы животных (тимус и селезенку) измельчали в Физиологическом растворе стабилизированном фосфатным буфером (рн = 7.2) и после этого клетки освобождали от стромы продавливанием через мелкую сетку из не-ржавеюшей стали и центрифугировали в среде инкубации при 200 в. в течение 10 мин. , ЛимФоциты в результате центрифугирования сосредоточивались в верхней части осадка и их осторожно переносили в другой сосуд

о

л сохраняли некоторое время при т= 2 с. эксперимент выполняли при т = о

22 С.Концентрацию клеток в суспензии измеряли с помошью камеры гог е-

б

ва и работали при постоянной концентрации клеток равной 3 Ю кл/мл.

Исследовали средний мембранный потег. иал. синтетическую активность и размеры лимфоцитов и. иногда,эритроцитов крови, клетки тимуса и селезенки посредством люминисцентной и световой микроскопии. Интенсивность Флуоресценции отдельных клеток, связавших зон--i акс. дсм и ао. измеряли на. люминисиентном микроскопе лшай и-3 с телевизионной системой визуализации ..леток. Флуоресценцию анс возбуждали светом с дли-

ной волны Д = 360 ни . ДСП с длиной волны Я = 450 нм. Синтетичес-к ею активность нуклеиновых кислот исследовали с помощь1" зонда акридинового оранжевого (АО) по параметру ( Е181ег 19ббг. Карнаухов 1"78 г. ) Размеры клеток измеряли с ..омошью микрометрической сетки на экране телевизора. Использование телевизионной системы значительно ускорило как поиск клеток, так и их Фиксацию в нужном месте поля зрения микроскопа. , •

Кинетику регуляции обьема клеток в гипотоничьской среде изучали по изменению обьема клеток и их мембранного потенциала во времени . с момента понижения осмотического давления суспензии клеток. Нами были разработаны два метода Фиксации состояния набухших клеток в гй потонической среде, которые позволяли останавливать кинетику в любой точке развития процесса. Это метод высушенной капли и метод Фиксаций состояния клеток посредствен анс, суть метода высушенной капли состо ит в быстром высушивании холодным Феном капель суспензии клеток обь емом ю-го мкл за го сек. этот метод позволяет воспроизвести кинетическую кривую регуляции обьема клеток, каждая точка на кривой представляет собой усредненный результат по 20-сек интервалу, метод Фиксации состояния клеток в гипотонической среде посредством анс базируется на обнаруженном нами свойстве анс в концентрации 40 мкМ замораживать кинетику регуляции с ъема на ю минут после добавления анс в том состоянии, в котором клетки находились в момент добавления анс. экспериментатор .обычно .успевает за 10 минут измерить объем и Флуоресценцию 50 клеток.

Вклад в МП АТФ-зависимой активной составляющей разделения ионов между клеткой и внешней средой оценивали по изменению МП клеток в присутствии в суспензии уабаина в концентрации юмкм. Вклад МП за

счет доннановского распределения ионов калия между клеткой и внеш— +

ней средой оценивали по изменению МП при замещении внешнего ыа на

к щ'п со: 'aiieiiiüi изотничности клеточной суспензии, Вклад в мп за счет основного метаболизма юкгки за счет разделения зарядов ия иг-г1г>р;нмх ютоковдрш' в продоссак злвктоиного тгсиспорта - цг?табо -лическую компоненту w» - ©пениваяк но изупспто яя 'поток, когдс, го юкшчел изотонической среде коны Пз 5t ыш заме!!«:!! нз поим к и е "er дог-зг'Л(м, vai-.üiü, млш откормен i тр-с if-rv'-'iucju'hHVJi' вчш:- ,чч. • попе«-'.!, к".» •«ntownnit-im©. Во sc er. азучешиа: состояниях жиэиеде-ят<. юности, метаболическая <-огтзрnar,m?.<i мг» r.z:i со

г "trncriEiCua«, ¡.« измеряли интенсивность флуог "сненаии красителя дне а переход от значении интенсивности Флуоресценции к ип был осуществлен нами следующим образом. По данным других авторов ип суспензии лимфоцитов из' здоровой мыши равен помв ( Ю. А. владими. ов и Г, Е. ДобРедов ).согласно данным тасаки средний мембранный потенциал клетки в покое при отключенном активном транспорте конел определяется поппаиокткк 1'аспг'9Колопиен ноноп кг лил меж? клеткой v: <ми>уг»а-

гася ¡'.лотку средой и равен KT/F ъв г . где с =. i г. : / i г i - о. <м.

Ü 4 ' ' ' '

В работах (Cohen ei а! 1971.1973 г. г. . povna et л\ 1974 г. i било

показано, посредстпо:; метода фиксации потенциала, что интенсшяюст., !луоросценпии (I) обгатнопропорпиональна КП и ас лаввеи!' ни с: t-t личинп тока сопровождающего деполяризацию мембраны, ни от его нап-рярп»»ии«? В csnst: - crnti ни ¡¡а основании даншы дя„ двух значс-ни.; нп гатшапог. шч'вепоюшх шаге определили значат.- - i iu - йи, Все значения нп .которые будут представлены в работе дальше получены i;3 значений дла интенсивностек с поношыо этого соотношение В рэ?>огг." /Atwciit. йп-; Г. а г-Г-.-5 г; 1977 г /Ск;^ ovndpyxem. oi-'-r:^ -

.прокорцирщ. 1ьная завнеиногт». т лт потрштз.-г пок-гч.цоеть 'чг-т©)/-:!-

.л:;:

г mv:":' r^Oo-r:: : од^чц;:: л-^^йнач мь;^;; ;ог; i пекеичя ;.■■■':■.?::-диалч поверхности лимфоцитов от изменения их ип . Таким образом мы использовали зонд АНС. как совершенный потенциал-

зависиный зонд, это определение обусловленно его следующими характеристиками: í.no нашим экспериментальным данным зависимость I от кон-

АНС

центрадии зонда и^еет широкое плато от ю ми до 60 мм. Концентрация АНС Равная 40 мм. в связи с этим, позво :ет работать с большой точностью и была выбрана нами основной рабочей концентрацией зонда и. если нет оговорок,то использовали именно эту концентрацию АНС. 2. зонд АНС-гидроФобныя зонд, который не проходит через мембрану (Тасаки и др), а входит в нее и связывается с белками и липидами. с ; проникает глубже в мембрану и светится ярче, когда мембранный потенциал меньше. В связи с его непроникновением в цитоплазму его можно рассматривать мало повреждающим клетку зондом, интактность зонда АНС была проверена нами по неизменности кривых адаптации обьема клеток в гипотонической среде с зондом и без него,методом высушеных . капель. 3. как показал Тасаки,зонд АНС точно отслеживает форму потенциала действия, когда он связан с внешней поверхностью аксона й изменяет только полярность, при сохранении Формы и амплитуды сигнала, когда он связан с внутренней повехностью аксона. 4. как показал Davina et al (1973г.), Флуоресценция АНС изменяется симметрично как при гиперполяризации аксона, так и при его деполяризации, независимо от проводимости мембран и ионных токов.

Вклад в мембранный потенциал активного транспорта оценивали по его отключению в присутствии в суспен'чи уабаина в концентрации 10 ми.

Состояние гликокаликса изменяли добавлением во внешнюю среду нейра-

-5

минидазы в концентрации 1.5 10 мг/мкл. время инкубации клеток с нейра-минидазой составляло час и больше »-зависимости от поставленной задачи, каждая экспериментальная точка зависимости интенсивности флуоресценции , или диаметра представляет собой среднее значение перечисленных . характеристик по 50 клеткам и дисперсию среднего. Мы считаем необходимым обратить внимание читателя на то, что популяции лимфоцитов и тимуса, и селезенки, и крови Физиологически неоднородны, так как они состо-

ят из ра^.шх групп клеток и включают в себя разные возрастные группы клеток. В связи с этим, диспкрси среднего значения представляем собой характеристику неоднородности популяции клеток данного органа в определенном Физиологическом состоянии ог-анизма и рассматривается нами, как характеристика органа и его Физиологического состояния. Ошибг ' метода мы оценивали посредством мне. ократного измерения интенсивности Флуоресценции эталонной Флуоресцирующей пластинки в то-чнк. Фиксированном на ней йесте. в, условиях нашего эксперимента она составила 5* от интенсивности Флуоресценции пла(. лгаки.

в работе использовали реактивы марки "хч". АНС фирмы "Serva" фрг. оубаин фирмы "sisma". АО синтезировали на заводе "Реактив", г. Львов, нейраминидазу нехолерных эмбрионов в г. г ?ьком.

2. .ИЗМЕНЕНИЕ РЯДА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК.ЛИМФОЦИТОВ В ПРОЦЕССЕ РАЗВИТИЯ ИК. ОРП И В КОНТРОЛЕ.

Результата данной части работы свидетельствуют в пользу того, что Физиологическое состояние организма определяет Физико-химические характеристики лимфоцитов и их адаптационные способности к изменившимся внешним условиям.

А. Изменение биосинтетическог активности и МП в ходе развития ОРП И ИК.

На рисунке 1 представлено наблюдаемое в эксперименте изменение биосинтетической активности нуклеиновых кислот.интенсивности Флуоресценции АНС, диаметров лимфоцитов из разных органов и их осмотической активности. Все перечисленные характеристики представлены на рисунке в относительных единицах - нормированы на свой контроль, и получены на клетках селезенки, тимуса и крови мышей линии А. Средняя дисперсия приведена только для клеток селезенки и близка для аналогичных характеристик линфоиитов ти' 'са и кроп. Из рисунка видно, что синтетическая ак-

тивность изменяется только в процессе развития ИК .а все другие.пред-ставенные характеристики различно изменяются как в Ж, так и в ОРП.

На рисунке г представлены нормированные на контроль данные'по изменен; > средней флуоресценции лимфоцитоь тимуса, селезенки и крови в ходе развития ик и орп,с момента введения препаратов. Как видно из рисунка, сначала, начиная со второго дня , средняя интенсивность Флуоресценции лимфоцитов уменьшается.как в процессе развития ИК. так и орп и достигает своего минимального значения на 7-9 дни. Дальнейшее изменение интенсивности Флуоресценции клеток в орп состоит в увеличении интенсивности Флуоресценции на 13-15 дни с последующим уменьшением и ее нормализацией к зо дню развития процесса, следует напомнить, что 1/1 пропорциональна мп и уменьшение интенсивности означает увеличение мп и наоборот, в ходе развития ИК мембранный "потенциал Увеличен до конца процесса развития ИК.до гибели организма.

Б. изменение потенциала поверхности и Ш в ходе развития ик и ОРП.

на рисунке з представлена зависимость изменения среднего заряда поверхности клетки от изменения ее МП. Изменение заряда поверхности мы осуществляли действием на клетку нейраминидазы. Фермента удаляющего с поверхности клетки часть сиаловых кислот ее гликокаликса. (К. Еееипапп. 1978г. т. А1исм ег а1,1977г. ) Как видно из рисунка, для каждого состояния жизнедеятельности характерна ■ юя функциональная зависимость изменения среднего заряда поверхности клетки - Э4>П от изменения ее нп. В контроле -ДЭФП = 0. 04 Д МП - 0.47, В ОРП -ДЭФП = 0. 07£ИП - 0.35. а В ИК - Д ЭФП : - О. Об Д МП - О. 28.

Обращает на себя внимание Факт пересечения трех прямых, в одной точке, мы полагаем, что каждая зависимость отражает определенную функциональную связь мп плазматических мембран клеток с. потенциалом их поверхности "потенциалом слоя Гельнгольца ."состоянием инмунскомпетентности. в каждом состоянии жизнедеятельности организма..

жизнедеят" яьности.

При определенном значении« 1..;. з ~вязи с существованием точки пс.е-сечения зависимостей МП от ЭФП. возможен непосредственный переход из одного состояния жизнедеятельности в другие.

для количественной оценки состояния гликокаликса лимфоцитов - состояния иммунокомпетентности клеток мы ввел, понятие буферной емкости гликокаликса. Буферную емкость гликокаликса мы определили как величину '"ораитеризуюшую изменение заряда поверхности клетки на единицу изменения ее ни. максимальной буферной емкостью, с гласно нашим ргэуль-татам.характеризуется гликокаликс т-лимФоцитов здорового организма. Его буферная емкость (БЕ) равна 0.04 ед. зар, пов. /НП. Буферная емкость гликокаликса лимфоцитов уменьшается практически в 10 раз в 01 л и ик. В связи с этим возможен способ определения состояния, здоров-болен по абсолютной величине и знаку изменения буферной емкости гликокаликса. В. Регуляция объема и мембранного потенциала лимфоцитами в гипотонической среде.

..л рисунке 4 и в таблице 1 представлены результаты исследования кинетики обьема и мембранного потенциала (интенсивности Флуоресценции АНС) лимфоцитов.тимуса мышей находящихся в состоянии ик ,ОРП и в контроле. Результаты получены двумя описанными выше методами "высушенной капли " и Фиксацией состояния клеток добавлением АНС. По оси ординат отложены относительные значения диаметров'(слева) и МП (справа) в трех, перечисленных выше состояниях жизнедеятельности. Все результаты отнесены к значениям тех же параметров в изотоническом растворе. По оси абсцисс отлогже но время с момента добавления к суспензии воды. Как видно из представленных данных, процессы регуляции обьема и КП - синхронны и прямопропор-диональны друг другу. На рисунке 5 представлена зависимость НП клетс.. о их дк ;метров для лимфоцитов ткмуса контрольных мшеи. в изотонической ср

(кривая и и гипотонической среде ( кривая 2). Представленные зависимост

линейны и. могут быть описаны соотношениями:МП = +30 и нл=53>

50, где и В и ИП и С - мембранные потенциалы и диаметры клеток в изо

тони.еском и гипотоническом растворах (.оответственно. Природа линейной з

висимости НП от диаметра клеток, от плошади поверхности мембраны возможн

связана с постоянством удельной емкости биологических мембран, в рамках

представления мембраны в виде сферического конденсатора С =' о / МП

МММ

в связи с тем, что внутренняя среда клетки обладает проводимостью и не

может содержать нескомпенсированных зарядов, ■ все нескокпенсированные за

ряды концентрируются на границе раздела Фаз- на мембране, на ее внутрен

3 '

ней поверхности и их заряд о = 1/б Б с г, где с-концентрация ионов од ' ъ

ного знака в молях /см, ю - диаметр сферической клетки, к - заряд 1 мо

ля ионов в кулонах, с -тсьс , где с - удельная емкость мембраны, м

Таким образом (_ 3 г ,

МЛ = О / С = ( 1/6А-1) с v ) / 5? ъ С : Г С 5 с ими и прямопропорционален диаметру клетки .

Как видно из рисунка 4, процесс регуляции объема представляет собой апериодический затухающий колебательный процесс адаптации клетки к условиям гипотонии и может быть описан дифференциальным уравнением:

х + г а х -чох =о их:|1 - Б к / в ). где г'равно: зом.г.л

г=» ■ из

минутам после разбавления суспензии водой*, ^ со соответствует моменту

установления равновесия, а = Л / 2 ш - коэффициент за.ухания процесса.

г -а.х

со = к /гп - частота колебаний. Если со > а. то решение имеет вид: х = е

гтыд.где >/к/т - аг.В контроле а =0.05, t = г мин. и 60,практически определяется к/т. В 0РП а= о. 15 , г = 2.5 мин. Если в организме развивается ИК.то поцессы регуляции обьема и МП прекрапаются через 3 минуТ- после разбавления суспензии водой.

Представленные данные свидетельствуют в пользу того, что лимфоцита контрольных животных наиболее полно адаптируются к изменению внешних

условии с-чружаюшей их среды, в состоянии ОРП адаптация к гипотонии оказывается мение полной.а в сос )янии ИХ адаптация не имеет места г клетки набухают как простые осмометры, в этом случае нарушается и прямая пропошюнальность между изменениями обьема и мембранного потенциала клеток: увеличение обьема сопровождается уменьшением нп. на основании литературных данных, можно сопоставить с на-чми кинетическими данными кинетику ионных потоков. В первые 30 с. вода по градиенту химического

по-"нииала идет внутрь клетки и ее обьен и НИ увеличиваются. При этом

+ 2+ -

концентрации ионов.таких как к. са и с1 внутри кчетки уменьшаются. в от-

2+

вет на его уменьшение са из эндоплазматического ретикулума поступает в

цитоплазму и активирует АТФ -зависимое сокращение микроФиламентов клет-

-

ри. в момент сокращения клетки из нее с водой выходят и ионы К и ci.B результате через минуту после разбавления суспензии Еодой-обьем клеток уменьшается на то х.а НП на 100 х,Гидростатическое давление,обусловленное действием сократительного аппарата выдавливает из клеток и воду и

2 +

ионы. ш, Хапучинелли)После уменьшения объема клетки Са по градиг -ту растворимости уходит в депо, микроФиламенты расслабляются и клетка набухает

на 30'/. от величины своего максимального набухания. В результате первого

+ -

набуханнл и сокращения в клетке уменьшается концентрация к и ci на ю н

Каждое последующее сокращение к набухание сопровождается выходам из кле

+ -

,<и вместе с водой и ионов К к С1 и через 10 минут их концентрация в кле

fee уменьшается на 65 мН. (S. Grunstaln 19вб г.) Процессы регуляции обьема

заканчиваются. Подобная кинетика регуляции обьема клеток эпителия была

?сл-~'21га з работе и. е. Shirley в 1935, который и обратил внимание на роль г^-

Са и актоскелета в этом процессе. Нами было показано.что клетки с разру-вешшм цитохолозином В цитоскелетом не регулируют свой обьеа и на.как и клетки в среде с уабаинон. В наших экспериментах все виды адаптации клеток к изменению окружающей их среды сопровождались адаптацией и нп . С целью проверю справедливости гипотезы однопараметрической систе-

-гоны регуляции процессов жизнедеятельности посредством изменения-средних мембранных потенциалов клеток базальной системы на уровне целого организма и отдельных свободно циркулирующих клеток крови млекопита-юш г. было выполнено параллельное исс..--дование различий адаптационных способностей лимфоцитов и эритроцитов в разных состояниях жизнедеятельности мыши, парралельно исследовали адаптацию лимфоцитов и эритроцитов мышей к гипотонии внешней среды контрольных животных я животных в состоянии орп. Было обнаружено, что эритроциты и лимфоциты одинаково синхронно с изменением обьема изменяют и мембранный потенциал в процессе адаптации клеток к другому осмотическому давлению внешней среды в каждом состоянии жизнедеятельности, с изменением состояния жизнедеятельности изменяется кинетика и полнота адаптации, таким образом, мп клеток всегда изменяется при перестройке, адаптации, но изменяется различно в разных состояниях жизнедеятельности Это, на наш взгляд, согласуется с тем, что мп выполняет функции универсального регулятора процессов жизнедеятельности организма млекопитающего в целом.

таким образом, наши исследования показали, что при изменении внешних условий среды окружающей клетки изменяется состояие клеток, изменяется их мп , как и при изменении состояия всего организма изменяется состояние клеток, изменяется их мп. Адаптация клеток, как к условиян измененной окружающей среды, так к угону Физиологическому состоянию организма состоит и в адаптации их мембранного потенциала, з. эквивалентная электрическая схема мембаны клетки и принципы функционирования электрической системы регуляции процессов

жизнедеятельности.

Ь таблице 1 представлении результаты наших исследований МП Т. лимфоцитов животных,находящихся в разных состояниях жизнедеятельности и их изменение под действием ряда Физико-химических Факторов.

среднек~адратичные отклонения результатов, представленный в таблице отражают, главным образом, ши: тны распределения значений НП - ин- н-сивностей Флуоресценции- популяций лимфоцитов разных животных, находящихся в одном Физиологическом состоянии. Как видно из таблицы, са-ное широкое распределение НП характеризует состояние клеток из здорового организма, когда на них подействовали чейраминидаза. или уабаин.

таблица н 1.

Контроль ОРП ик

1, г. 3.

I интактные ( 1 ) 5. з + о. 5 ( 2 ) з. 4 ♦ 0.7 ( з ) г. 9 + 0.5

анс

р. отн. ед. р На С1 145 НИ.

с ни

С VA.

. 61. 3 mb. 85. б mb. 112 mb.

ш 7,5.t г.9 ( о ) 5.0 + 1.3 ( б ) 4.0 + 1.3

45. О MB.

43. 3 MB. ( 7 ) 4. г _+ г. г 77. 4 MB.

81. г мв

( 3 ) 4. 1 + 1. 3 ( 9 ) г. 7 ♦ 0.1->

79. 3MB.

120 MB.

интактные ( ю ) б. 7 + о. б ( и ) 7. г + 2. з ( iE ) 5.4 + о.;

dHC

в отн. ед. В К CL 145 НИ.

46. 5 MB.

45 ЧВ.

бо. г мв

с ни

С VA

( 13 ) 7. 1 ♦ г. 3 ( 14 ) 5. 8 + 1.0 < 15 ) 5. 3 + 1.9

45. б MB. 56 МВ. 61. 3 HB

( 16 ) 5. 9 ♦ 0. 7 t 17 1 4.9 '+ 1.2 ( 18 > 5. 3 + 1-3

55 MB. бб MB. 61. 5 MB

Начнем анализ, представленных в таблице 1 данных с группы ик. когда внешнюю среду клетки составляет забуфсенный KCL. МП клеток в этой случае близок к 60 мв. и не изменяется при добавлении во внешний раствор нейраминидачы и уабаина. В этом случае не дает вклада в МП доннановс-кая компонента, а вклад активной составляющей в МП в состоянии ИК кал, о чей свидетельствует маленькая разница между значениями НП клеток в Физиологическом рас.воре HaCL и при добавления в него уабаина (смотри

I

данные ( з ) и ( 7 ) ). мы назвали эту составляющую НП метаболической компонентой. Ее природа, на наш взгляд, определяется непосредственный разделением зарядов на внутренних мембранах митохондрий в процессах элек' онного транспорта. Вопрос о связи ..итохондриальных мембран с плазматической давно дискуссируется в литературе ( лундегорд-1939 г.) при помещении клеток из организмов, в которых развивается их в Физиологичес- • кий раствор NaCL их НП увеличивается почти в два раза и эти 60 мв практически обусловлены доннановскои составляющей НП и нп - нп ♦ НП.

к к

Поанализируем наши результаты .когда клетки находятся в 145мн. растворе KCL и активный транспорт ингибирован уабаином. В этом случае НП клеток в контроле на 4 мв. меньше чем в ик и на 5 мв больше в орп. ны склонны предполомтиь. что эти различия метаболической части нп в разных состояниях жизнедеятельности не ошибки эксперимента, а характеристики функциональных различий нп в разных состояниях жизнедеятельности.

м

на основании различий разностей мембранных потенциалов интактных клеток в растворах HacL и KCL в трех исследованных состояниях жизнедеятельности можно сделать вывод о различиях доннановских составляющих лимфоцитов а разных Физиологических состояниях организма млекопитающего, о различиях.в концентрациях непроникаюшей белковой компоненты в клетках.. Эти соотношения, как хорошо видно из таблицы, следующие К - 13 мВ. .ОРП -40 нВ. и в ИК - 52 МВ.

Таким образом вклад доннановскои составляющей растет при переходе от У. к орп и к ик. Как видно из таблицы, нейраминидаза в клеточной суспензии во всех состояниях жизнедеятельности оганизма уменьшает НП клеток. Анализ механизма действия нейраминидазы на.ИП и электрофоретичес'кую под вижкость клеток был выполнен нами раньше на 15 странице этой работы.

Очень интересен анализ данных для клеток в разных Физиологических состояниях в физиологическом растворе NaCL. когда к суспензии клеток добав лек уабаин. Как видно из таблицы 1 в услоеиях действия уабаина НП клето

- 23 -

в контрсл и в ори практически одинаков.Это означает, что за различия НИ в ОРП и в контроле отве.стгнна АТФ - зависимая составляюш-я нп . Она увеличивает нп клеток в состоянии ОРП и уменьшает в контроле. 4. Эквивалентная электрическая скема ппчзматическоп мембраны лимфоцита. В г^едыдушем параграфе, на основании анс. .иза экспериментальных результатов, собранных в таблицу 1.мы показали, что МП плазматической мен раньт клетки можно аппроксимировать суммой трех разных компонент.

На основании закона ома нп = I к.

о о

где х = 1/ Е + 1/ к * 1/ н

о а . т к к

1/ й = 1/ к + 1/1? + 1/1? и . .о - а т н

Е+ЕЕ /П+ЕК /Р

ш ни К ат а

кг;

1 + R / R *■ R / Р.

т К - т a

В cams: с тем, что Е определяется раздедокнси зарядов на мембраи п: г,

митохондрий в процессе электронного транспота мы ьредположилн. что

К <■ < F? и I? < < Г; . В этом случае знаменатель в выражении для МП п а га к

приближенно можно принять равны.1', едешшо.

Тогда МП = Е + Е R / Р <• Е ?. '!?

m К m К а га а Основное состояние клеток здоропого организма - кош роль.

1. Проанализируем сначала случай, когда активный транспорт отключен и

клетки находятся в изотоническом растворе HaCL ( номер 7 в табл. 2 )

S - 0. Е : О МП - 77. Ч ни. а к

IUI = Е '--JE Pv / R -77.4 MB. И E - 22.4 R / F

n К га к к к га

В связи с тем, что R = const. Е в рассматриваемом случае предста-m к

вляет собой Функцию только от R .

К .'

2,. лимфоциты контроля в о. 145 м. растворе KCL ( номер ю. таб г )

Е = О , Е = О МП = 48. 5 НВ. к а

МП = Е + Е : /К : 48.5 Е - 12.5 К / Е. га а ш а а а ш

3. лимфоциты контроля в растворе 0. 14 у н. Кась ( нонер 1. таб. г )

проверка самосогласования результатов. Е = о. Е = о , мп = 61.3 мв.

а к ■

МП Е + Е И / И + Е Е /9. т К га к а т а

61. 3 = 55 + 22.4 - 12. 5 = 65 НВ Выполненная только что проверка самосогласования результатов направлена на то, чтобы проверить правомошность данного подхода, стационарное состояние - обшая реакция на повреждение '( ОРП ),

1. Рассмотрим случай, когда активный транспорт отключен и клетки находятся в изотоническом растворе нась ( номер 8, табл. 2 )

Е = О ; Е = О МП = 79. 3 МВ. а к

МП г Е + Е R / R -'79. 3 МВ. Е 13. 3 К / R .

m к ш к к к m

г. клетки находятся в растворе 0. 145 М. KCL ( номер 11, табл. г.)

Е = О, Е =0, МП = 45 МВ. а к

МП = Е + Е R / R = 45 МВ. Е = 21 R / R mama a a m

з. Клетки в растворе 0.145 м. NaCL ( номер 2, таб. 2 ) проверка согласования результатов Е = о , Е = о , МП = 95. б мв.

а к

МП = Е + Е R/R + Е + R / R ш К m К a m а

99.6 = бб 13.3 + 21 = 99. 4 МВ. Стационарное состояние - индуцированный канцерогенез.

1. "Рассмотрим случай, когда активный транспорт отключен и клетки находятся в 0. 145 м. растворе НаСЬ ( номер 9 . табл.. 2 )

«г » о , Е = о . мп = 120 мв.

а к . .

МП - Е ♦ Е Е / К = 120 МВ. Е = 58. 5 МВ.

т К т К ' к .

2, Клетк: находятся в о, 145 н. KCL ( номер 12. табл. г. )

Е = 0 . Е s О . МП - 6С 2. - " -а к"

МП = Е + Е R / R : 60. 2 . Е = О . mama ' а

3. клетки в растворе О. 145 М. NaCL ( номер з табл. г ) проверка самосогласованна результатов. Е = 0 . Е = о , :ffl - 120 мБ.

а к

__ i

МП = Е + Е Я / R .. 120 - 61, 3 + 60 = 121.3 . m К К m

■ таким образом, мы проанализировали . результат 12 независимых экспериментов, каждый из которых был выполнен на 300 - 400 клетках из тимусов 6-8 животных и получили результаты, которые хорошо согласуются между собой в-рамках предложенной электрической схемь.

В таблице представлены и шесть результатов, которые характеризуют действие нейраминидазы на гликокаликс клеток, который функционально связан с мп клеток.

Контроль. Сопоставление 4 и 13 значений таблицы г свидетельс. ,ует в пользу того, что стрижка гликокаликса клеток нейраминидазой полностью нивелирует вклад в суммарный потенциал его доннановской компоненты,

ОРП. Согласно значениям 2 и 5 , стрижка гликкаликса клеток приводит к уменьшению МП- клеток на 40 мВ, & такому же эффекту приводит замена раствора омывающего клетки с HaCL на KCL ( сравнение значении 5 и и >. Этот анализ свидетельствует в пользу того, что " стрижка" гликока.' ¡кса клеток нейраминидазой полностью нивелирует вклад в суннарный МП его доннановской компоненты. ~ .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненное исследование показало, что основной вклад в средний мембранный потенциал во всех изученных нами состояниях жизнедеятс ь-ност ; олределяется метаболизмом и близок к 60 мВ. Мы назвали его нета-

болическим потенпиалон. атф -зависимая составлявшая нп связана с метаболизмом посредством атф, которую синтезируют митохондрии в процессе электронного транспорта тем в большем количестве, чем активнее метабо-лиз:

Метаболическая компонента МП определяется разделением зарядов на мембранах митохондрий в процессах электронного транспорта на пластохинон-ных участках, через мембраны митохондрий протоны переносятся на плас-тохинонном участке вместе с электронами и увеличивают их мембранный потенциал. При достижении« определенного значения мембранного потенциала внутренней мембраны митохондрий срабатывает атф- синтетаза и синтезируется атф за счет электрической энергии разделенных на мембранах митохондрий зарядов, за счет, их ип.

вариабельная составляющая НП представлена и доннановским распределением зарядов на плазматической мембране, и определяется концентрацией больших отрицательно. заряженных непроникаших через мембрану молекул. Ее величина, а следовательно и концентрация больших, отрицательно заряженных при нейтральных рН белковых молекул, различна и увеличивается по мере перехода здорового организма к острому воспальнону заболеванию и канцерогенезу.

АТФ -зависимая вариабельная составлявшая ИП, согласно нашим данным, уменьшает нп клеток в контроле, ув чичивая тем самым их способность к восприятию изменений состояния внешней для них среды, и увеличивает НП . клеток в состоянии орп, когда сигнал о воспалительном процессе уже получен и необходимо организовать.адекватный ответ. В состоянии ИХ . ИП практически не зависит от АТФ, , .

Исследования адаптационных способностей Т-лимФодитов к гипотонии окружаюпей клетки срсды, показали, что адаптация размеров клеток к условиям гипотонии идет парралельно с адаптацией)! НП . который представляет собой Функцию диаметра клеток. Каждое из изученных состояний

жизнедеятельности характеризуется своими адаптационными характеристи--каии и различной степенью пол-^ты адаптации, в состоянии ик про! сс адаптации це осуществляется . •

Исследования функциональной связи МП г потенциалом поверхности клеток показало, что она существует и различна во всех изученных нами согтояниях жизнедеятельности.

мы полагаем, что полученные нами результаты свидетельствуют в поль--зг т:?з.Ег£шаости гипотезы электрической одиосаранетрической системы управления процессами жизнедеятельности клеток и организма, они дают основание для развития методов коррекции нужного для здорового организма нп каждой его клетки посредством действия на базальную систему организма млекопитающего внешних источников ЭДС с найденным., в экспери -менте параметрами.

- £6 -Г Л А В А 2.

Мембранный потенциал клеток симпласта высшего растен"я -управляющей параметр его жизнедеятельностью. 1. Выбор симпласта высшего растения .ак обьекта исследования, в многоклеточном организме клетка представляет собой его основную структурную и функциональную единицу, эволюция функциональных возможностей многоклеточного организма осуществляется за счет образования дифференцированных органов и тканей, состоящих из отдельных клеток.

В связи с этим обосновано предположение, что мембранный потенциал-регулятор жизнедеятельности одной клетки одноклеточного организма, выполняет те же функции и в органах и тканях многоклеточного организма.

Известно, что как в Филогенезе. . так и в онтогенезе сначала развиваются соединительная и эпителиальная ткани, и только на определенном этапе развития организма возникает нервно-мышечный аппарат ( Заварзин A.A. 1947 г.). выбор симпласта высшего растения, в качестве обьекта исследования обусловлен тем. что у многих высших растений - многоклеточных организмов - не сформирован нервно-мышечный аппарат и. следовательно. он не может.принимать участие в регуляции процессов жизнедеятельности таких растений.

На границе раздела организм - внешняя среда, клетки высших растений образуют симпластные структуры, кс 5рые представляют собой систему связанного низкоомными контактами пласта клеток, по которому может распро-. страняться сигнал его деполяризации, сигнал повреждения. Симпласт высших растений, как и базальная система млекопитающих представляют собой аналоги плазматической мембраны одной клетки. Обе структуры обладает свойствами пласта, электрическая связь между клетками в котором'определяется проницаемостью межклеточных контактов. Различная проницаемость между клетками симпласта. в разных Физиологических состояниях растения, определяется разными значениями МП клеток симпласта.который и управляет

проницаем :тыо межклеточных контактов, каждая клетка симпласта индиви -дуальна по своему строению и ».ню-'и, но ее функциональное состоя.ле зависит от состояния всего организма, от состояния всех клеток синцития. как единой замкнутой границы между организмом и окружающей его ' внешней средой. Повреждение симпластной структуры в любой ее области при повышении порога приводит к распрост; нению по ней волны депо-тяризашш и переходу ее в новое функциональное состояние.

т-^им образом симпласт высшего растения по своим структурным особенностям удовлетворяет требованиям, предъявляем- н к однопараме^и-ческой системе регуляции процессов жизнедеятельности посредством кп: мембранный потенциал существует в каждой клетке растения и его надпо-роговое изменение в любой области симпласта приводит к распре хранению по нему сигнала деполяризации и к изменению состояния растения.

Для выяснения принципов функционирования электрической системы регуляции процессами жизнедеятельности растений необходимо найти функциональную связь между нэп покоя симпласта и процессами жизнед..деятельности растения. Большими преимуществами для исследователя, как и в случае исследования нервного волокна, обладает электрическая реакция симпласта на его повреждение и ее связь с его морфологическими и функциональными особенностями.

2..Методы исследования Эксперимент выполняли на трех видах растений - однодольном раст иии Traàeacantia muitlcolor(традесканция). двудольном vicia faba(6o6)H растении с двигательной активностью:oxal 1 ; acetosena (кислица).

Традесканция способна к регенерации корней из каждого узла, т.е. к размножению черенками. Благодаря этому свойству традесканции ны смогли получить группу генетически одинаковых растений вырашенных из одного, в качестве экспериментального материала. Однородность экспериментального натериала, в свою очередь.позволила довести точность нагих

экспериментов до точности обычных Физических экспериментов. Боб отличается быстрым ростом, за две недели после актипции процессов прорастания боба, растение достигает 15 сантиметров и имеет 5-б -¡истьев.

Кислица обладает двигательной активностью, т. е. у нее уже функционирует "нервно- мышечный" аппарат, кислица имеет очень короткий, лежащий на земле стебель и длиный однородный черешек листа равный 12 см.

двигательная активность кислицы проявляется в тол. что при повреждении листа он складывается, а через некоторое время складываются и остальные неповрежденные листья того же растения. Складывание листьев кислииы наблюдается и при уменьшении освещенности растения.

Вобы и традесканцию выращивали в индивидуальных стеклянных сосудах

о

в растворе кнолпа при температуре окружающей среды 23 С. По световому

режиму растения разделили на две группы, Световой режим первой группы

*

растений осуществляли люн'инисцентными лампами по 9 часов в сутки. Кощ-

я.

ность светового потока на уровне растений составляла 30 мквт/мм. световой режим втор'ой группы осуществляли естественным светом на северовосточном окне. Различий в экспериментальных данных для обоих групп растений, обнаружено не было.

• Кислицу выкапыпывали в лесу, помешали в плоские сосуды с раствором кноппа и через семь дней, после е- аклиматизашш к комнатным условиям приступали к эксперименту.

ЭлекроФизиологические характеристики изучали методом внеклеточного отведения РЭП. Измеряли разности электрических потенциалов между областями, расположенными на поверхности стебля относительно корня - постоянное электрическое поле растения (ПЭЛ) - неполяризуюшимися (каломельными или хлорсеребгянными ) электродами, с поверхностью стебля 10 измерительных электродов соединяли электролитическими контактами через капли геля - контактна. Дламетгы трубочек электролитических контактов

■'- . 31 -

были равк ; 0.5 км . что позволило измерить РЗП для точек отстоящих друг от друга на расстоянии близка к ^ им. Использование электропроь ,дя-шего геля, медленно высыхавшего, позволило работать в условиях постоянно а плошаки контакта измерительного электрода с поверхность» стебля. Референтный электрод почти всегда Фиксировали в растворе Кноппа,омывавшей "орни, РЭП от точек на" поверхности ра :ения подавали на ояок в ко -дных усилителей, собранный на базе операционных усилителей. КК0УД13 с вхс ,нкм сопротивлением 500 ион каждого, с усилителя скгнялн го ступал:: ка ллектронннй коммутатор, тггавлшша конпыоте! м АШ1Л-2 . а г "тем поочередно от каждого канала на масштабный усилитель, собранный на микросхеме К140УД8. и далее на аналого-цифровой преобразователь Ф-42£3. со временем полного цикла преобразования аналогового сигнала в цифровой близкого к е ккс. Управление АДП осуществляли от одного из слотов компьютера контролером, разработанный и созданным по анслсг:::; с контролеров то воага-1 Фирмы арр)с. Коммутато;- работал с задср»-коь и-» более 1.1 икс. и полный никл преоора^озаиия аналоговох-о ягкадз с-гаш-пивался скоростью работы А1Ш и составлял к::с. опрос всех десяти кзизлов к понекеяче данных в оперативную влиять составлял юо икс. для борьбы с шумами производили усреднение по £50 измерениям. Полный цикл опроса ю каналов к помещение данных в память компьютера с оставлял лиллисекунд. таким образом, разработанная система позволяла регистрировать не менее 40 значения РЭП в секунду, каждое к.» которых аредст. г.-л-ло собой результат усреднения 256 экспериментальных значений, в связи с тем, что аналоголвый сигнал преобра: ,гется в один байт информации и интервалу в 100 мв соответствует код гоо в десятичном представлении, наша разрегчошая способность оказалась равной О. 5 мБ. Для каждого канала была выделена область памяти равная одному ' цлобаЯту.

Управление внешними устройствами: их запуск, передачу и храненнс-информации осушесть.,яли с пом.лью программы ВЮКЕНУ. Первичную оС:м-

-заработку данных - установление единого масштабного коэффициента усиления, компенсацию смешения нуля электродов, измерение рэп покоя, амплитуды сигнала,времени задержки и т. д.,осуществляли с помоью про-граи ч В1СФАТА. Основные характеристик., экспериментальной установки представлены в таблице:

1. Количество каналов - 10 2. Время опроса канала - емкс.

3. полоса пропускания - о-чо Гц. Емкость памяти - i Кбайт.

5. входное сопротивление канала ( к ) - 500 мои

6. разрешающая способность - о. 5 мв/1 деление.

Обычная последовательность эксперимента состояла в измерении

разности электрических потенциалов покоя между выбранными точками на .стебле или листе и корнем, затем измеряли пассивные или активные характеристики сигнала повреждения. "

исследование распространяющихся электрических сигналов в условиях внеклеточного отведения требует выполнения условий разрешения сигнала во времени, которое состоит в том, что длительность распространяющихся сигналов должна быть меньше, чем время их распространения мезиу измерительными и референтным электродами. Если это условие невыполнимо (из-за большой скорости распространения, или большой длительности сигнала), то регистрируется разностный электрический сигнал, правильная расшифровка разностного сигнала пс-'золяет различать вариабельные сигналы от потенциалов действия. , з. постоянное электрическое поле симпласта.

Постоянным электрическим полем симпласта (ЛЭП) мы называем совокупность разностей электрических потенциалов между точками.на листе и стебле относительно корня, измеренную неполяризуюашмися.электродами.

Существование ПЭП обусловленно рядом причин:

1. Клетки составляющие симпласт неоднородны по своим Физиологичес-им функциям и следовательно и по мембранному потенциалу.

г. шгескспг'сйядаеиь'в, ко;гтгеты между клетками симадаста управляются и:-: пп л поддерживают электрическую неоднородность симпласта.

Симпласт высших растений морфологически неоднороден - имеются ветвления, пересечения и именения -диаметров проводящих пучков. из сказанного очевидно,- что пэп растения должно обладать сложной

структурой.

На рис. 7. представлено растение и среднее распределение по его сим-разностей электрических потенциалов- сплошная линия, пунктиром показаны предела изменения пэп здорового растения- традесканции- в разные дни измерения пэп. как видно из рисунка, РЭП между узлом и корнем на го мв меньше, чем между междоузлием и корнем (статистика по зо растениям). Из рисунка 7 видно, что увеличение РЭП по абсолютной в.. шчине в напр: ;лении вверх, в пределах одного междоузлия.происходит более медленно, чем уменьшение ?эп ?*лизи следующего узла, максимальный градиент 7~п по '¡ихнему меадоузлию составляет ч мВ/ии, а по верхнему 7 нВ/мм. !.> "исунке 7 книгу ;..-едста;злено ПЭП повременного растения. Как видно -; гчсункд пэп после зозяеялския, после прохождения сигнала повременил •глозизается. Ггд-иент гэп - скорость изменения рэп по стогаласту - нож ло записать з следующей виде:

згай рэп = рэп - рэп .г-9 рэп' и рэп - разности электричес-1+1 11+1-1

потенциалов между точкой 1 + 1 и корчам и точкой 1 и корнем. Точка 1 + 1'

•-нсполо:;ена дальше от "сорнп, чем точка 1.

Узел и междоузлие функционально и морфологически различны, йы обна-рухши, что ¿чсачок потенциала между узлом и междоузлием тем больие.чем

междоузлия отличаются болышп-га гпяпаоятамм ¡¡««»"ггев {35 :Ф ~с т,ср::г.'л

:> Л' .--Л .г- . 1 ......с-, .'¡<х л'г "ни? [г." С /зл^й.ч, инсг'дл. 'лзбж^э.

ется дм экстремума.. Им обнаружили градиенты РЭП. равные + 2 мВ/мм по симпласту боба -2 мВ/мм по симпласту традесканции, в ВО'/ случаев, на

нижних, более старых междоузлиях. Градиенты -1. 25 мв/мм по традесканции' и +1 мв/мм по бобу характерны для пологих участков ПЭП верхних междоузлий, а для экстремальных участков ПЭП характерны градиенты ПЭП по бобу -8 мВ/мм и 1. 5 мВ/мм по традесканции.

Наксимальный , обнаруженный нами, градиент РЭП равен б мВ/мм и, возможно, определяет значение максимального тока покоя симпласта.- распределение пэп по симпласту.

Продольное сопротивление „•имплчстов растеь. й растет в направлении с. корня к вершине от 0. 2 ком до 1 мои. Продольное сопротивление симпласта неоднородно вблизи узла и сначала растет с меньшей крутизной, чем по междоузлию 50 кОм/см, а затем с большей крутизной 200 ком/сн. В ре зультате среднее увеличение сопротивления по симпласту вблизи узла равн увеличению сч. .ротивления на такой же его длине по междоузлию. На- основа нии полученных результатов мы оценили входное сопротивление измерительной системг для измерения РЭП и других ее электрических характеристик. Так для участка стебля длиной 20 см, сопротивление которого близко к 2 Юм, входное сопротивление измерительной системы должно быть не меньше 200 МОм. в_этон случае 1". тсжа, текущего по симпласту будет течь по внешней цепи и определит предел точности данной измерительной системы.

4. Подпороговые свойства симпласта.

На рисунке б вверху схематично нарисован* растение и арабскими цифрами и лп-.иями показаны места Фиксации измерительных электродов Буквами в и Э обозначены электроды, на которые подавали напряжение от внешнего источника эдс. На рисунке 6 (а) ' казано.как меняется РЭП на измерительных электродах относительно корня, когда на электроды вэ был подан прямоугольный импульс, показанный на рисунке 8(а). . Электрод 1 был локализован в одноР капле геля с электродом В. На 'рисунке 8 (б) -показано изменение РЭП, когда на'электроды бьи: подан им-

сунке 3(6) предстаЕлеш рез—'ьтаты изменения РЭП,когда на возбУлдашие электроды подан импульс другой яолчрност»- Индексами г. з, 4' обозначены песта Фиксации измерительных электродов удаленных от точки Б -места Фиксации возбуждающего электрода. Как видно из рисунка ь, рэп в окрестности зоны подпорогового ЕозбУгдения изменяется во времени, и изменяется тем сильнее,чем ближе измерительный электрод расположен к возбуждающему. -t/t'

рэп = рэп'(i-e ) + рэп

о

рэп - зяяченке рэп- покоя. ~ ?ЭП'- rasnima кезсду значением рсп и ron

О ' О

в момент времени t- . t'- характерное время наре^стания подпорогового ■гигнала. т. е. время, за которое РЭП изменяется в г. 7 раза. Бремя релакса-' «ии проводяшей системы после подачи на нее подпорогового импульса близк ко времени наростания подпорогового возбуждения системы. Значения + t' и -t' соответствуют временам подпороговой гиперполярр~ации и деполяризации соответственно, .ча основании известного соотношения t= з с следу--т, vro эти >.-Ремена определяются входной емкость» проводящих систем.

.«•г.мя эдзн* ixcvcí. значимости от расстояния измерительного элек

-к/1"

о г зяаю&вго,ли." "-^jho чз pj*c у;к а ?ОГ.' - РЭП е

о

Гьб.-.иаа

1' ' вниз

трядрскяниия О, Я -/+ 0. 1 О а-/* п 1 j п 1 о 6-/+ ОД

с-;- -/> ■:. : ?,-/- с г <:. 1-/+ о. г г. w о.х,

Г-'С.. i -с . -/•■ С. i ¿. ':-/ * о. ~ ¡.г-/- о.: г.з /■ с. 2.

вверх t' вниз

традесканция г.5 -/♦ о. г 1.Ч-/+ о.?. ?.. w+ о.? I.3-/ + о.г

- - ' .■, о ;:,'!-/< о л ? i -/+ о, i

'+ о. г ; зо.2_

з/ыщех-о подпорогового сигнала, чем для гиперполяризуюлего. Все г'прибли зительно одинаковы для трех растений, что свидетельствует об одинаковой

емкости их симпластов. кеныиая. чем для симпластов боба и традесканции д на электрической связи клеток симпласта традесканции свидетельствует о более сложной структуре симпласта традесканции, нами-была изучена проводящая система традесканции и в результате мы пришли к выводу о сущест вовании двух проводящих структур симпласта традесканции : внутренней, расположенной в центре стебля, которая связывает центральные жилки.листьев с корнями и внешней,которая осуществляет связь между внешней и внутренней средами стебля к горня. По внешне;, неоднородной проводящей системе, при ее повреждении, распространяется вариабельный потенциал. Обе проводящие системы сложным образом пересекаются в окрестностях каждого узла растения, образуют замкнутые симпластные циклы. Благодаря это му. отрезки стебля с двумя узлами, представляют собой независимые функциональные ед. :иды растения. По внутреней проводящей системе осуществляется движение ионов и метаболитов. Эта система характеризуется большой длиной электрической связи клеток и низким порогом возбуждения.

5. Распространяющиеся по симпластам электрические сигналы.

Если повреждение симпласта затрагивает область большую.чем 1. что означает, что ее регенерация не может быть осуществлена местными ресурсами, как это происходит при локальном подпороговом повреждении, то а.о всему симпласту распространяется сигнал деполяризации, . который переводит его и растение в другое физиологическое состояние. Бремя жиз-ии симплас. . в деполяризованном состоянии, задний фронт потенциала по-зреждения , определяет время его регенерации. Согласно концепции одно-1араметрической системы регуляции, состояние д :оляризации должно захва--бывать весь симпласт. если повреждение превысит порог, по данным внутриклеточных измерений МП. выполненных с помошыо мик-•оэлектрод< .потенциал действия и гчриабельный потенциал различаются олько кинетикой изменения МП. изменение КП пикообразно при распрос-ранении потенциала г йствия ШД). скорость роста сигнала деполяриза -

шш и se уменьшение в этом "аучае равны друг другу и составляет несколько секунд. Длительность переднего ?po""a вариабельного потенциала (ВШ такая же. кэк и ЯД и "asna нескольким секундам, однако, sn имеет Форму ступеньки и длительность деполяризованного состояния симпласта исяет составлять несколько часов, состояние деполяризации является долгсаивутскм.

В связи с тен, что вариабельнуп потсзпвзд распространяется по нес рояусну ::псг с клеточной/ симпласту, каждая из клеток которого выполняет в нем свои функции, его электрические характеристи изменяются з зависимости от разных значений мембранных потенциалов клеток симпласта. .

кы исследовали' зависимости скорости распространения, величина порога. амплитуды и формы вариабельного потенциала от разности электрических по" энниалов по стебля в покое (до повреждения симпласта. )

На рисунки 9 представлены zai>£KTepncnnai зарчбельного сигнала повреждения симпласта трядескадяии ¡знплктула сигнала- а. или v, v - амплитуда сигнала з номе-, г вреиски. когда dv/.it - dV/dt.. которую ki называем

нак.

'юрогом, на рксуекс 12 о.) и рис. 12 (б! представлены зависимости ам-

:лит/д ЕС в направлении cceps и вниз от ТОП покоя симпласта традескан -

, :;ии к на рисунке ¡.з (а>'и (б) для боба соответственно, о '

Из рисунков следует, что аипгчтуды " вс линейно зависят от рэп для

:рэп > -40 ив я достигает минимального значения, приблизительно равного' ;о кв. если рэа < ~ю мв, т. е. когда клетки симпластов сильно деполяризованы относительно корня.

В работах ( Cffner 1940, Маркина а чизраджева 1957,смоля-

.х::ксза 1969! зиле подучено заражение, которое связало скорость рассрсст-гапсЕия электрического сигнала с максимальной скоростью деполяризации

с:».м пласта (-<iv/dt)M. u =<dV/dt)м /(г + Г )• С V . где С.г.го-емко-

0 1 t 0 1 сть, вне и внутриклеточное сопротивления, соответственно, это выражение

было получено в результате решения кабельного уравнения:

2-2

С dV/dt = t/С Г * т. ) d v/úz - I(V) i o

в предположении, что при достижении некоторых критических условий •

емкость мембраны разражается и мембрана деполяризуется. I(vj -ионный

-ок через мембрану, кабельное уравнение можно записать в другом виде:. 2 2 . dv/dt /и v = гс+ г С - а + b Е. если dv/dt / V v линейно зави-m lio ст. m

сит от г. Мы экспериментально измерили зависимость от R -сопротивления.

2 ст.

единицы длины стебля, от dv/dt / U v, которая представлена на рисунке

m

ю. На рисунке S доказаны ms. га расположения .жовых микроэлектродов и

и И .на которые подавали ток (0.1 - 0. 3)мка. разные значения Е получали

2 с-

от растений со стеблями разных диаметров, которые функционально с суммарным сопротивлением симпласта. "<$" и "в " обозначены значения, полученное от растений с корнями и без корней для акропитального направления, соответственно. kof i были отрезаны за 2-3 часа до эксперимента, "а "-. растения с корнями и без корней для базшштальных сигналов. Как вимко к? рисунка, параметр "а", подученной линейной зависимости.уменьшается для сигналов, распространяющихся акропитальйо при удалении корней и не изменяется-для сигналов.распространяющихся базипитально. Параметр b не изменяется при удалении корней в обоих случаях.что следует из постоянства угла наклона кривых, в таблице 3 представлены усредненные значения ;коростей распространения сигналов вверх и вниз.

Таблида н 3. '

:корость растения

с корнями без корней

U мм/с Ц км/ с 0. 3. 3-/+0. 2 ( s 2-/ + 0. '¿ ( 5 экс..) экс.) 1. 1-/+0. 3. 4-/+0. 4 (9 зкс. ) б (7 экс. ) .

в первом приближении симпласт представляет собой шшшдр диаметра с из ласта клеток, связанных друг с другом низкоомными контактами к различие скоростях распространения сигн. юв вверх и вниз характеризует вектор-ость свойств .скмг. .аста.

Сопротивление симпла:та рг"тения било измерено нами независимо на потенциале повреждения растения, как на источнике тока. Зольт-аиперну» -арактегкстику долучали посредством одновременного измерения ?эа ме-:?ду листом и корнем и тока через известное внешнее сопротивление в г.росессг развития потенциала повреждения. схема эксперимента представлена па ристнке i 1. измеренное напряжение со знеснек аег.и рэп

¿¿3 1

Ш <г / ( г + г ) ), а измеренный ток I = рэп /(г r / г +r>+r . аа ап см из. из ап ап. си

u ke<iecrae * игпол.ь-'ора.гг» тртт еегу^тпзлешк - тсо кон.

2.7 ком и 5. е ком поочередно. Для всех внешних сопротивлений вольтам-

перные характеристики оказались линейными,а сопротивление симпласта.

зависило только от диаметра стебля и составляло о. 5 - 1.5 ном.

Ка основании полученных результатов о зависимости скорости з 'спрост-раяеш: ' потенциала поаретдения от электрического сопротивления симпла-'"та. возможности "сио—г-'асg " ^ качестве источ-

' :'ка 'v'C: тазряг./.е «г.::С':™.'. снчлласта при его г-'пелярнзгшии ми гтгер-::мч.?;.- л:'лы:о'. : игаг-: лредяоло^е.чия о электрической сригсге с:-т-

тег r.ic:tc:otocr*: 'I ог << и •.-.глитул сигналов соерэг.-

•jот „'ол.чного ;.:¡;<t' г«с/ого г_сг..\ гклпластл .2 покое иоьеолидо по--i дегэ^слгаанл характеристик о'гйэи по-

коя ИХ СИИГГЛЯСТ"*».

кэтихся ЕС. вызванных повреждением одного из листьев растения ожегом от рэп псг-сгг. стгзкчоя тсг.ч ••гллачо напгарлечте д'нженяя ес снизу вверх.

• - ••• •••.:.! ; „¿.-. iU-e«widí>JieHhW» данных, все зависи-

лпили^уда сигнала тен больше, чем меньше деполяризован с5*мпласт относительно корня до повреждения з том месте стебля,через которое прохо-

- 40 -

дит ЕС. наксимальная амплитуда ВС равна 60 нв. а минимальная - гомв, ."

Постоянное значение, равное 20 мв. амплитуд вариабельных сигналов от РЭП. которое наблюдается ВС.распространяющихся вверх, возможно связано с тем. что эти сигналы осуществляют связь между корней и стеблей растения'в предельно деполяризованных условиях выживания растения,

таким образом, если симпласт морфологически однороден, то по нему распространяется стационарный вс неизменной формы, если между точками симпласта существует разность электри ->ских потенциалов, то фор^.д сигнала в разных точках симпласта оказывается различной .что и дало основание для появления термина - вариабельный потенциал.

Было показано, если рэп какой-либо точки стебля традесканции относительно корня меньше -40 мв. то .регистрируемый сигнал имеет строго заданную а рогом (б кв) форму, и амплитуду.

На рисунке 14 представлена зависимость изменения скорости рэспро-стрелешг БС повреждения в обоих направлениях по синпласту традесканции в зависимости от производной разности' электрических потенциалов по длине симпласта. Как видно из рисунка, скорость распространения сигнала увеличивается при увеличении РЭЛ и уменьшается, когда производная от РЭП по длине стебля становится отрицательной.

6. Возбуждение внутренней проводяшей системы традескадоии электрическим током.

в cbs. .и с обнаружением нами двух проводящих систем у традесканпии. мы решили возбудить ее внутреннюю проводящую систему, защищенную от внешних воздействий, электрическим токон. л j этой дели мы погрузили внутрь стебля, на глубину его радиуса, микроэлектроды, имеющие сое о-

7

тивление равное R-ю ом. на эти электроды ны подали от внешнего исто-

-7

чника э/"- прямоугольный импульс тока с амплитудой равной 10 А. и длительностью импульса равной о. 5 с. в ответ на поданный сигнал по внутреннему симпдасту. распространился сигнал гиперполяризации, представ-

ленный на рисунке 15. Как в: ~но из рисунка, сигнал гиперполяризапии имел форму выступа с амплитудой равной зс -/♦ з мв. и полуииринои равной 25 -/+ 3 с. (среднее по 20 растениям. )

отличительная особенность этого сигнала состояла в тон. что он переводил Растение в сенсибилизированное состояние. Было достаточно по- 9

дать инпульс тока равный ю а. .или слегка коснуться растения рукой, что-*м по ■гго сииадастг распространился БС. представленный на рисунк» 1*. , б. зависимость электрических характеристик вариабельного

сигнала от постоянного электрического поля симпласта.

\ •

• Нами были исследованы зависимости скорости распространения, величины

порогов, амплитуд и Форм вариабельных потенциалов от рэп симпласта в

о

покое, зависимости амплитуд а = рэп - рэп где рэп - значение рэп

о ♦

когда деполяризация симпласта достигла максимального яачения, от рэп

о

для направленна вверг и вниз представлены на рис. 12 и 13 . порог, который определяет радость между РЭП покоя и РЭП соответствующей момен-

о г'

"у еремеки V. когда '.а РЭП /.1Л) достигает своей максимальной величины, вариабельность двух 'перечисленных выше характеристик, приводит к вариабельности формы сигнала при его распространении в неоднородном поле симпласта. как видно из представленных данных, наблюдаются две разные зависимости амплитуд сигналов повреждения симпластов боба и традесканции рис. 1?. к 13 от зелччикы постоянного электрического поля в направлении вверх и вниз у боба и вверх у традесканции. Наблюдается линейная

зависимость амплитуды сигнала от рэп'. которая имеет вид:а = к рэп ♦ н

о о

где к и В - параметры линеинол функции, представленные з таблине н 4,

таблица я «.

традесканция

506

вниз

к Б МВ. К Б МВ.

0.92 -/+ 0.0% 72-/+3 О. 87-/+0. 03 б5-/ + 2 0.93 -/* 0.02 73-/+3 О, 97-/+0.02 76-/ + ^

-заданная зависимость хорошо описывает экспериментальные значения. РЭП котог-'х заключена в пределах от О мв до - 45 мв. Если мембраны клеток деполяризованы больше, то амплитуды ВС перестают зависеть от РЭП.

значения параметров линейной функции зависимости скорости от I ЗП для двух видов растений и направлений вверх и ениз представлены в таблице Н

Рэп * у _

Таблица н

вверх вниз

а у*мм/с а »'мм/с

традесканция . боб . 012-/+. . 14 -/+. 002 02 и 12-/ + . 04: г -/*. г .051-/+. .13 -/+. 001 03 .21-/+. 03 1.0 -/ + . 2

V'- скорость Распространения. Если РЭП области, расположенной в -направлении распространения Фронта ВС более отрицательна, более деполяризована то ско. ость вс возрастает.

При распространении ВС по, практически однородному, симпласту черепка кислицы наблюдается зависимое.» скорости распространения ВС от расстояния от места повреждения, в'этом случае, скорость нелинейно Убывает

-г/\

с увеличением растояния от места повреждения по закону v- v' е + V". где v"-стационарная скорость, а 1- характерная длина, на которой скорость уменьшается на величину v/е от своего изначального значения. •

• в ток елг 'ае. когда РЭП по симпластан боба и традесканции равна О.

о

имеет места аналогичная зависимость скорости распространения ВС от расстояния от места повреждения, как и в случаг распространения сигнала по симпласту черешка кислицы. Параметру функциональной зависимости скорости распространения ВС от расстояния от места повреждения представлен" в таблице К б. •

Таблипа н 6.

?'мн/с г ни у"кк/с ■

традесканция бое '

г. 9-/+0. 5 6-/+0. 7

18-/+2 37-/+4

0. 8-/+ 0,2

1. О-/* 0. 2

- 43 -

ч? таблкпк b:k;io.t-:vo скс—>сть Убывает при распространении вс 2 однородному сккпласту кислицы до 2. 2 мм/' симшзасту боба до 1, енм/с и симпласту традесканции до о. 8 км/с.

Таким образом, насе исследование доказало, что рас upeявлением рэя в

о

покое определяет зсе характеристики вс. Изменение структуры поля приводит как к изменению условия транспорта ионов по симпласту. так и к изме-УСли&иа для достуаления ионов » симяласт это означает.что отзгт растения на одно и то же повреждение зависит от структуры пзп его сим-пласта. которая определяет Физиологию и морфологию растения. Т. влияние внешнего.источника эдс на электрические характеристики вс.

На рисунке 1б представлена схема Фиксации потенциала покоя симпласта. для Фиксации потенциала использозали операционный усилитель с "входным _сопрот эяением равным ю тон. эксперимент знполкяли следующим образом: скачала измеряли РЭП растения нему точками послеят/юзея Фиксации потен-пиала :: корнем, сопротивлением з устанавливали такое же значение потенциала на кеикзегтет. .длен входе операционного усилителя. После этого создавали электрические контакты между токовыми и измерительными электродам ;-:а поверхности стебля через капти электропроводного геля, неизменност НЭП зри выполнении этих процедур контролировали милливольтметрами А и В. . Повреждение осушестзляли ожег<~ч верхнего листа пламенем спички (2-3) с.

ла рисунке :Т(а) показано типичное изменение РЭП в точке.расположен-' пой между местом повреждения и местом Фиксации потенциала ( 1 на рис 17а я точкой, расположенной тете иеста Фиксации потенциала < 2 на рис ir а) asa : гл. н:; -чеучке ir'.с1 пз^ястазлеко изкгкекке рэп

то.* " с:.. ^'-п.'сдпт; 3o'.'£E,1ií2_T2. пскся. Сгаьпеиие рисунков 17 а

я 17 ci...-.iстс'/гг н пс t /ЗУ ас: о, что й..'мекение ПЭП симпласта вне-bícuin асгочнигмА цраволит к трансформации заднего фронта ВС. без изменения переднего фронта в потенциал типа пд. На основании кабельной мо-

- -

дели, эквивалентная схена эксперимента с Фиксацией потенциала имеет вид..'

представленный на рисунке 18. R , R и R - эффективные сопротивления

1 2 3

симпласта. волна возбуждения распространяется слева направо, когда воз-, бужде ле доходит до точки 1 ее электроотрицательность увеличивается. Когда возбуждение доходит до точки Ф операционный усилитель усиливает ток

в цепи R R . чтобы удержать постоянный потенциал в месте его :сашш 12

в результате увеличивается падение напряжения на сопротивлении 8 .что

1

в свою очередь приводит к уменьшению рэп в точке 2 и увеличению электро-

^тридательности точки 1, изменен"1} формы сигнала, по нашей, схеме. обУс^ов

лено вычитанием изменения падения напряжения на сопротивлении R из ВС.

1

изменение пэп в. результате действия внешнего источника эдс. служит дополнительным .экспериментальным доказательством эквивалентности действия внешнего и внутреннего источников здс. в качестве управляющих параметров процессами жизнедеятельности, о • 8. электрическая модель симпласта.

в св'зи с тем. что задний фронт вариабельного потенциала имеет существенно большую длительность чен передний его фронт, изменения' концентрации ионов в результате прохл*де..ля вс существенно больше.чен при прохождении пд по нервному волокну, принципиально механизм распространения любого возбужден? по поляризованной системе представляет собой рас.про- • странение волны разряда конденсатора-соляризованной иембраны. изменение тока во времени инеет вид: ■ *

с du/dt = -i.

ионныа ток .. нашем случае представляет собой сунму трех компонент: 1 . * • ci

1 и 1'- тока утечки, к . .

1-е га ■ г ) а 1 •• s га - а ) С1 С1 C1 К К к

величины и и и - равновесные потенциалы соответствующих ионов, кс ci к

торые определяются но Формуле нернста. или эмпирически.

- 4-5 -

1+1+1'.

ci к

Для синпластноя структуры, ког ;а размеры клеток много меньше длины

электрической связи клеток, можно использовать приближение сплошной сре ды. Изменение мембранного потенциала симпласта во времени и 'прострэнст-зе з этом случае описывается уравнением- С du/d = dlv(l/R Brad u) -l. где R - сумна внутрипучкошх и вн.. лучковых сопротивлений на единицу ооьема. с- емкость мембран, заключенных в единице обьема, 1- ионния ток текущий через скмпласт. Если на симпласт подать напряжение Е в точке х'. то уравнение измене-

г г

ния МП во времени приобретает BHÄ:Cdu/dt-i/R d u/dx + u/Em =е/еш D(x-x')

где ц<х)-распределение мембранных потенциалов. Rm-сопротивление мембраны II X = О

а ФУНКДИЯ D( 2-Х')- IО X : О

I

3 п?рром приближении, для опенки роли неоднородности проводящей системы

мы рассмотрели случай, когда среднее значение мембранных потенциалов SIX)

в интервале от л до з ниже, чем на других участках симпласта.

I е' о < х < А; в < х < с Е(Х) ' I

i э" а < x < В

I

Решение должно удовлетворять граничным условиям»равенства продольных

токов : 1 (а) = i iа; ; 1 (б> = 1(б>

Решение уранения изменения РЭП во времени рассмотрены нами в виде разного распределения потенциалов в трех областях со.AI. tA.вз. св.сз. Резулб-таты.полученные решением уравнения численными методоми показали.что распределение РЭП имеет экстремум на участке- [AB], который тем больше, чем больше в и меньше а. при распространении вс из области с большим мембранным потенциалом симпласта в область с меньшим - скорость распространения вс увеличивается. Более детальное исследование зависимости скорости распространения вс требует учета тонкой структуры распределения РЭП.. зависимости порогов от МП симпласта,распределения сопротивления по симпласта.

9. заключение.

Совокупность выполненных исследований показала,что существование и различия ПЭП сикпластов исследованных высших растений обусловлены их Физиологическими и морфологическими особенностями, оно имеет квазипериодический характер, период которого определяет длина элементарной структурной единицы растения, показано, что именно ПЭП покоя симпласта определяет состояние жизнедеятельности растения, а ВС осуществляет пе~ * реход организма-симпласта чз одного состоя1 ¡я жизнедеятельности^ д. -гое. На основании данных о характерной длине затухания подпорогового сигнала-1. выяснилось,что длина электрической связи клеток длн сигналов деполяризации больше, чем для сигналов гиперполяризации. Увеличение i при переходе от одного вида растения к другому коррелирует с увеличением степс "ш однородности симпласта.

Все электрическикие характеристики ВС, распространяющихся по неоднородна симпластам растений представляют собой функции пэп. Так амплиту-

• с

ды распространяющихся ВС линейно зависит от РЭП. Скорости распростране-

о

ния сигналов по симпластам ^«.кейио зависят от рэп. формы распространя-

о

юшихся сигналов по симпластам также представляют собой функции рэп.

Таким образом,, в работе показано, что распределение РЭП по симпластам высших растений, определяется распределением значений НП отдельных кле ток составляющих.симпласт, которые связаны между собой высокопроницаемыми контак ами. функциональные различия клеток симпласта. их разный НП определяют жизнеспособность растения и адекватность его реакции на повреждение .позволяют диагностировать состоянп жизнедеятельности и изменять его посредством внешнего источника ЭДС. использовать электриче"кую систему регуляции для управления процессами жизнедеятельности.

- -Г н В О д ы

"Представленные з работе эксперимента ьные данные характеризуют: а; различия ил клеток крови з разных состояниях жизнедеятельности организмов млекопитающих, б) функциональные зависимости адаптационных способностей клеток крови от мл их мембран, в) раз-кие функциональные зависимости потенциалов поверхности клеток крови от их ш в разных состояниях жизнедеятельности организлшов мле- . коштаюших, г)различные эпехтрсгенкостл АТ?-зависимого ионного транспорта в разных состояниях жизнедеятельности, д) функциональные зависимости всех электрических характеристик подпороговых и ВС сигналов, распространяющихся по симпластам высших растений, от ПЭП покоя симпластов.

Все, перечисленные Быте, полученные в работе результаты свидетельствуй» , тя>азсночности гипотезы об определявшей роли электрической си-стел; гэгулядии процессов жизнедеятельности отдельных клеток и многоклеточных оргакизиоь.

Конкретно з работе показано, что:

1. ?п лим^окитоз определяется тремя, различными по природе, компонентами: метаболической, доннановскоя и АТФ -зависимой.

2. метаболическая компонента ип , определяется разделением зарядов на внутренних не«бранах митохондрий в Процессах электронного транспорта.

3. доннанозская компонента яп определяется концентрацией нелроника-юших через мембрану белковых молекул и различна в разных Физиологических состояния.-: организма.

4. АТг-гедосянаа компонента Щ различно изменяет ни. В состоянии контроля она умолкает его. а в состоянии орпувеличивает нп.

5. гл5^-ка,;п1:<с лимОоииюв выполняет функя1-и их калийного буфера, буферная емкость которого максимальна в состоянии контроля и уменьшается в 10 раз в состоянии ОРП и ИХ.

- 48 -

6. Бее морфологические и Физиологические особенности многоклеточных-" растительных организнов функционально зависят от особенностей постоянного электрического поля покоя их симпластов.

7. внешнее электрическое поле изменяет распределение разностей электрических потенциалов по симпластам высших растений и изменяет их Физиологические характеристики,

е. различия'-средних мембранных потенциалов клеток в разных Физиологических состояниях многс лето"ных( организ. ¿в, и обусловленные ими различия постоянного электрического поля сштитиальных многоклеточных образований, позволили развить метод диагностики Физиологического состояния многоклеточного организма человека.

9. Аддитивность действия внешнего и внутреннего электрических полей на состояни организма, позволила разработать метод компенсации дефектов собственного ( внутреннего ) поля организма, обусловленных воле знями, эк—.'.валентными внешними источниками ЭДС.

.Г .-¿.¿¿¿»ivi-ru ди-JCcPrd чи изложены в следующих публикациях:

¿лектрнческои активности костной ткани у животных .// в трудах: " "лкнояжк исследования по изучентсо заболевших .«квотных". ¡973г. Ï. 70. -С. 142-143.

¿,-.юп а. д. , занепина г. и. . тульский с, з. , исслс. .гание злектрн -ческих характеристик живой костнол ткани. //в иежвузовскон сборнике и окспеРиментаяьч?ст био^и^ика. " 1?73г, 1?. 1. -С. 121-12С. j. аелов а. д., Зацепина г. н.. тульский с. в. исследование электрических свойств кости. //В сборнике научных трудов "Вопросы ветеринарной науки и практики. И. . 1974. т. 73. -с. 71-72. 4, Белов А. Д., Зацепина Г. Н, , Тульский С. в.. Труфанов в. С. Кондукто-нетрические исследования живой кости.// в сборнике научных тру. jb "Вопро ' л- ветеринарной науки и практики. " 1974. т. тз, -с. 73-74.

::г~'-т? i. л, , зл»е:ч,кз Л h. . ггяьскиа с. я // трудн окского гетере-'П?п<>г,о института 197Т. г.

о. >елов А. я. ■ Занегг ч с. г. , ?цгепина Г,И. .тульский с б. .нарояов s. <>,. ~v."hx ... п. v выборе точки йри стимуляций процессов кос-

•!*о«разоч.-шия. // 3 Сборнике трудов "Вопросы ветегинарпоя кажи и практики. * 1976. -Г. зз. -с. 60-53,

7. зелов а. д. . запепина г. н. . тульский с. в. Биоэлектрическое поле кости собаки и его особенность.// Натер, сим. "Физико-химические ос-лоры деистам ¿изических Факторов иа живой организм. " и. , 1976. ъ. Безматерных il. M.. Запешша Г. Н., Тульский С. В. периодическая структура постоянного электрического поля высшего растения, // Биофизика 1962. -Т. 27. -В. 1. -С. -168-169). 7*э."ат*твг п. л- ?ч<теаина г. я . Тульский с. б. характеристики сигнала повреждения при Фиксации потенциала покоя.-//Биофизика 1933. -т. 23. -В. 3. - С-711-713,

10. Безматерных П. н.-, Зацепина г. Н.. Тульский C.B. Изменение сопротив-

- .50 -

ления стебля высшего растения в процессе распространения вариабелы* ного сигнала. //Биофизика. 1983. -т. 28. -в. 3. -с. -514-516. ■

П.Бочарова о.а. .Зацепина г.н.. оснолабильность клеточных культур как характеристика их пролиФеранионной активности, //итоговая конференция нгу-главмикро 6иопрок, 1986.

12. Бочарова о. А.. Зацепина г. Н. способ определения пролиФеративной способности клеток.//Авторское свидетельство 1986.- Н 3898933/15.

13. Зацепин с. Т.. Зацепина г. н.. тульский с. в. "Способ лечения некоторых паталогических состоя .1й костей.// Авторское свидетельство. 1981. - N 3*29577.

14. Зацепин с. Т.. Зацепина г. н.. тульский с. в. . постоянное электрическое поле активного остеогенеза и его использование при лечеш-ч больных с некоторыми заболеваниями костей. // Ортопедия и травното-логия. 19 -т. 20. - В. 2. - С. 325-328.

15. Зацепина Г.н. .шноль с. Э. исследование хода АТФ-азной реакции I. появлению ионов водорода в среде.//БиоФизика1965. -т. 10. -в. 1С. 37-41. . ' . ' ' -

16. Зацепина г, н.. тульск л с. в., иаплев ю. Б. электропроводность стебля, измеренная в Физиологическом градиенте потенциала, //бифи-зика 1978.-1.23.- В. 1- С. 168 - 170.

17. Зацепина Г. Н., Зацепин с. т. . тульский г.. В. Исследование электрических характеристик процессов регенерации"костной ткани человека. Биофизика 1979.-т. 24. - В. 2. - ;. 345-347. .

18. Задепина Г,к .Зацепин с.т..Тульский С.В. .Методы поиска элек -трических параметров стимулирования срашения переломов и лечения некоторых заболеваний скелета,// материа I 2 всесоюзного конгресса по биомеханике, Рига 1979.

\9. зааепина" Г. н., иаплев ю. Б. природа электрической полярности высшего растения.// Биофизика, 1980.-т. 25- В. 1. - с. 111-115.

20.Зацепина г.н. .Лазарев л.о..тульский, с.В. Разность электричес-

- 51 -

ких потенциалов между участками кожи человека как характеристике. Физиологического состояния организма. //Биофизика. 1980. -Т. 25, - в. 2. -157-159.

21.Зацепина Г.Н. .Лазарев Л. О. .Тульский С. В. Изменение электрических характеристик организма при патологических процессах. // Биофизика 1980. - Т. £5. - В. 4. - С. 730-733.

гг. Зацепина Г. Н.. Ноздрачеза А. Н. яоздрачев м. н. Заряд поверхности лимфоцитов как критерий функционального состояния организма. // еио-:из1жа 1Эзо.-т. 25, - 3.4.-721-723.

23. Зацепина Г. Н., Зацепин С. Т.. Тульский С. В. Роль постоянного электрического поля в процессах костеобразования у больных с тяжелыми патологиями костей. //Тезисы доклада на биофизическом съезде. Москва 1982.

24. Зад- чина г. н,, Тарасова и. и. искажение иммунных реакций восстановления повреждения канцерогеном, //труды 1 ,виоФизичес.,.го съезда,и. 1982.

£5. Зацепина г. н, , курин с. п. . Тульский с. в. . Флеров, изменение постоян-- мого электрического поля человека в процессе адаптации к гипокинезии, // Биофизика. 1982. - 'Т. 27- 3. 3. - 520-526.

26. Зацепина г. н., Тульский с. з. , цапле в ю. б. , электрический стимулятор ходьбы и приседания.//труды 3 Всесоюзной конференции по биомеханике, 1933. -т. г.

27. Зацепина Г. Н.. Шкарина т. Н., Касаткина В. в,, Козинец г. и., Тарасова

Л. М. Электрический заряд лимфоцитов и их способность к митотическо-ну делению при индуцированном канцерогенезе.//Биофизика. 1934.-Т. 29.-В. 1. - С. 96 - 99.

¿3. Зацепина Г. н.. цндлякова- о. в. Изменение постоянного электрического поля при иглоукалывании.//электронная обработка материалов. 1984-в. 4. 29. Зацепина г. н.. Тарасова И. Н.. толох Я. Д. Уретан не изменяет хода развития орп, если он не индуцирует канцерогенез.// ВИНИТИ. 1984. -

112441- с 1-9,

- зо. запепкна г. н.. Тарасова и. И. средний интегральный заряд клеток тимуса и селезенки не коррелирует с их средней синтетической активностью. //ВИНИТИ. 1984. - N2442. - С.

31. Зацепина г.н..Тарасова и. к. .толок к. д. термодинамический потенциал воды в лимфоцитах животных в разных Физиологических состояниях жизнедеятельности.// ХФХ. 1964. -T. LX- К. 2442. С. 429 - 434.

32. Зацепина Г. н., Зацепин с. т. . тульский С. и. Постоянное электрическое поле как регулятор процессов заживления костных патологии. // тезисы трудов i Др членского симпозиума по заживлению костей при электрической и магнитной стимуляции.

33. Зацепина т.н.. Зацепин с. т..' тульский с, б. роль постоянного электрического поля активлого остеогенеза с лечении костных патологий. // ортопе. 1Я и травмотология. 1984. - т. го. - V. г.

34. Зацепина г, Н.. Лазарев А. о., ильин V. л. Изменений постоянного электрического поля при Фиксации животные. //Биофизика. 1965. т. 30, в. 2.

35. Зацепина г.н.,тарнопольская о. в. .Тарасова-И. н. ,сон чхол хук. ' Набухание лимфоцитов в ги: атонических средах как критерий сами;: ранних стадий индуцированного канцерогенеза;//труды И вееросик -ского съезда vHKoaoroc,. Ростов-на-Лопу.

зо. Зацепина г. и.. уразалш к. с.. тульски;, с. в. , нирзакулова у. г.. катаров т. У. кинетика изменения постоянного электрического полк человека в процессе заживления переломов нижней ;ел»сти. // Стоматологии» 19бь. -т. 5 - с. 41-44.

37, Зацепина г. н,. кльш: с. л,, Лазарев л. 0.. Новиков в. Е. Постоянное ■ электрическое поле крцс в процессе адаит» aas к усдоевян функциональной разгрузки задних конечностей, /л-юкологичесниг» кн. Сеченова. 1966. -Ï, Т2, С. '1015-1023.

3S, Зацепина г, н. .Даплев ю.В. зависикоси. регттакки когаей традесканции от рн. амплитуды вариабельного потенциала к ыст^ышого

электрического поля растеюг // "лоФизяка, 1987. -т, 32. - в. з. ? с. 492-495.

39. Зацепина Г. Н. . Сон -Чяол :сун. тарнопольская о, Б. зкнеткка осморе-гуляпки лимфоцитов.// Биофизика, 1989,- ?. 33, - 3. 1. - 163-164. !0. Зацепина г. н. . Холомиец а. а. , Безматерних д. и. анизотропия электрических характеристик синаласта высших растет. . //в*ю«изпкз. :~S7. -г? ■■ г. •:. - 554 - 667,

41. Зацепина г.н. .Сон чхол хун.тарнопольская о. в. Влияние 1-анилино-чавталин сульФояата (АНС) на возбуждение лимфоцитов в гипотонической среде. // Биофизика. 1988. -т. зз. - в. 1. - с. 164.

42. Зацепина г. н.. Лукьянов е. а. . Пешкова л. в.. тульский с. в.. вараЕа г. н: тодкая структура и сезонные изменения постоянного:электрического поля человека. // Биофизика. - т. - з. - 149-151.

43. 5in-"T.í:ta г. н. , roñólos н, . :;:г;пш р. л. , гульстиг с. в. .Андреев э. Л. Распространение вариабельного потенпиэла по ёазвпьчоа мембране человека а изменение es постоянного электрического поля к»"к Результат дейстзиз лазера на >-\sy. //бисФизика 1990,- т. 35. - в. 1. - с. 115-116. -.4. ззвеяша Г. Н. . Кооош«« л. а. Зозвухдетая потенциала действия традесканции электрическим током. //Биофизика. 1988. - Т. 53, - В. г. -С. 155-157. Vi. зацзаша-".Н.-.йоломиец a.a. Постоянное электрическое поле и актив-'

5гяр?кт?ряст7ЖП расвростраяяшикся по симпластаи высших растений ■тгяглов аозбтждетгая. /,'БиоФизи..а, 1990. -Т. 35, -в. г. -331-335. 40. Зацепина Г. Н.. Догбадрах и.. тульский С. В. Влияние постоянного электрического поля я pH онываюиего корни раствора на процесс регенерации паста 'л :-:о?ня чддокзктгеа. // ¿коФизика. 1991. -т. 35. - в. 1. -;;3-136. •п. запеаина г.а.,цогвадрах л. .тульский с. в. Изменение постоянного электрического поля Филлокактуса зря локальной действии монохроматическим счетом с = сзо im.// Биофизика. 1991.-Т. 36. - В. 1.-С. 171-174. 48. Зацепина г. н.. Коломиец А. А.. Понамарев В.' Е. корреляция между постоянным электрическим полем черешка кислицы и Физиологическим состояняемоо

- -

растения. //. БИОФИЗИКЧ. 1991. -т. 36, -в. 5. -с. 895 - 896,49. Зацепина г. н..Лукьянов а. а. , тульский с. в. .Пешкова л. в. сезонные изменения постоянного электрического поля человека в разных возрастных группах. // Биофизика. 1993. - т. 37. -в. 1. -с. 101 -104.

50. Зацепина г. н. .Егудина с. в., тарнопольская о. в. изменение адаптационной способности и кинетики адаптации т-лимФоиитов к гипотонии в патологических состояниях организма млекопитающих. //Биофизика. 1992. -Т. 37В. 1. -142 -149.

51. Г. н. Зацепина. П. н. Безматерн,^. А. А. колонией, с. В. тульский, ю. б. паплев электрическа' система регуляции процессов жизнедеятельности // Из. НГУ ■ 1992г.

о/

1.0

. л

1 Ч 1ч

ь 1

V1«

1,0

О.в

'р

. 'Ь

1"нр

а

1» г т

} 1

а.

пЖ!

г.2,1

1,0

т4* ^

т ^ Т*

II*. П &

Т* Ту I"

' ' М:

10

II л.

0.2 -

ю

20 дик

¿■«г 1. ззр'лсичегть отнесения / с< ( а ).х /I ( б ).о / О (з)

УК ф КО У к

л гз а / з (г) для лимфоцитов селезенки (5) . тинуса (+) . и

ф к

крови (а ) ю>"»я ликии'А от времени с но цента введения животным Физиологического раствора и уретана.

В

Xcp y 10

m X . •

— ----' . — K -—y/

fc y • y.

a

xv *

* y.

0.8

a.

12

1.0

0.8

06

U -

l.o

0.8

x« v

X

X X

...II

* • K

~/f

Ofi

H

y >'. X •

-// —

x

* -X

X X

£0

"40

_i_ju—

60 S0 A« h

Pi:c-2. 3asncro:oTi oTuoceui.ii I / 1 ( ) n ï / l (+) «aa «HMWnKroB ce-

<î K y K

ae3eHKH (a), rawyca (&> k kpobj: (r) œoeft manai ot tpeuaa c kokchtc

cccaeniiii npenapaïou.

ис 3. Зависимость изменения д ОФП от д МП при действии ¡¡а 7 лимониты нейранинидазы. О - лимфоциты животных контроля. □ - лимфо-иты жиеотных в ОРП. . Д - лимфоциты животных в ИХ.

\ >

ч

м

' 1,0

Контроле

1,2

V

1,0

ОРП

1,0«——---

ОРП

2.0

1.0

3 5 t,мнн

ик

1- 0,8 -

ик

Рис 4. кин гика регуляции оеьена- Т- лимфоцитов в гипотонической среде в контроле, х* ОРП и ИК.

60

14

Ртс 5. Зависимость ни т- лимфоцитов контроля от их диаметров - в в и.чотоничесхой среде (1) и гипотонической среде (2).

л а'

_!__

РЗП.мВ

МП

ческая

счс.:4ьяеитнал ЛИЛ РН-схема плазматической

улС :

Ряс Т. рос(ц-едепечке ПОП по симпласту традесканции. Сплош-

рэп симнласта относительно корня (верхняя кривая- поле покоя)

•Л". И'.'/ гаспьелелення ПОП дли растений одного гиг.д. нижняя ЕС.

РЭП.мБ 100

лРЭП 30 20 ю

1

1—

а.

Х.мм

Рис 9. (а)- растение и места разнесения на кек электродов. (О) - вариабельна е сигнала зарегистрированы^

от точек к. и е , л г -ерэня распро-I 2

странекил сигнала от -гота. 11 ко точ-

1

ки к. v - амплитуда бс и покоит вро 2 1

пени, когда ш/сх1 иг...сьиаАыю.

Рис 6. вверху парировано растение и отмечены места фиксации измерительных к токовых электродов, (а)-зависимость изменения РЭП после подачи на тскокю электроды цодг.орогоеого электрического сигнала 'равного 100 иВ на электроды ВЭ. (б)- изменение РЭП, когда на вэ подано 100 нБ. (в)-зависимость изменения РЭЕ подпорогового сигнала от расстоянии от токового

элоктро"й

Рсс

/

?<н

ij

t

IJ6

у ¡

,, у i

1у f

•лМП

mB

-a

Рис 11.Сиена снятия вольт-амперной

характеристики сиипласта на потен-

loa loo 1? ОРл-1

ст'см циале повреждения растения (БС).

?ис iO. зависимость <dv/í5t» ЕС от. 5 - сопротивление '-.сбля

пак ст.

.п.- -бззияитзльясе направление для растений с корнями и без wrasií. 1 о) -««гояитг -.ьнсо направление для растений с корнями í 'j 1 ;крог1Итлльнсе мапггиление дли растений без корней

А.мВ. 60 г"

.(il-

20

Рис 12. зависимости амплитуд ес двух направлений от пэп покоя

трддескяннш.

А,мВ 60

40 20

0

А.мБ 60

40 ¿0

20

а

60 РЭП

п

20 40 РЭПп

Рис 13. зависимости амплитуд ВС двух направлений от ПЭП покоя боба

1 • йЦ,мм/с

-4 ■ 4

+ дРЭП

• -1-

Рис 14. Изменение скорости распространения ВС от Л РЭП /д^ РЭП.иВ

ю 'о -ю

Рис 15. Распространяющийся по внут-

5 Юмии

1и-ч— ренней проводящей системе традес-

канции сигнал гиперполяризации с •'последующей трансформацией в ВС.

иэ

J

i лпу-01 ___ _1|

Реа> 4jD—

Рис Ve." Схема Фиксации потенциала участка симпласта. ■

лпу-01

Юс

Ог-

'Л г

/ ^ \

/ \

"óJr

-501-

Рис 17. (а) Изменение .РЭП яри распространении ВС через точки 1 и ? в условиях Фиксации потен-

.'i: :.:.; с::е;;ие РЭП пги ;-ас-' про стР1пе:-:;;н гс - тс-ткн 1 и 2

в условия?' йоруал^иой жизнедея-

?.,с is. эквивалентная схема симпласта соответствуют* условиям Фиксации потенциала покоя.

тельности.

список сокращений используемых в тексте

1. ЛНС - i-анклинонаФталин - б - сульфокат (Флуоресцентный зонд),

г. А - амплитуда вариабельного потенциала.

3. АТ4>- аденозинтрифосфорная кислота.

1. вп - вариабельный потенциал,

5. ПК - индуцированный канцерогенез.

6. к - контроль.

7. I - интенсивное Флуоресценции мегбраин клетки.

е. МП - потенциал поверхности мембраны относительно раствора, э

9. ГШ - потенциал гликокалнкса относительно раствора.

10. Ш - нейранинЕдаэь.

11. ОРИ- обыая реакция на повреждение. 1Е. пп потенциал поверхности

13. ПЭП - постоянное электрическое полк.

.4. рэп -разность электрический потенциалов,

15. 1 - длина электрической связи клеток. • •

16. t" -. постоянная времени нарастания н затухания.

подпорогового сигнала.

IT. VA - уабаин.

Лодцкоапо l печать 03.0^,1993 г, Ък, 7G4,

¿о6 Ох 8-."/1С, 120

Tacorpuf.tí: 1ЭЛСП