Дипломная работа на тему: Литературный обзор. Система крови. Основные функции крови

Введение

В основе данного исследования лежит изучение, которое имеет прямое отношение к практике в области медицины. В данной научной работе представлен теоретический анализ физических и биохимических процессов, происходящих в образце крови, взятом из организма, а также продемонстрированы результаты соответствующих экспериментов. В настоящее время, возникают проблемы с функциональными свойствами крови в процессе ее хранения, что делает исследования в этой области особенно важными. Поэтому, актуальной задачей является увеличение сроков хранения донорской крови. В центре данного исследования лежит анализ динамики обменных процессов в эритроцитах. Эритроциты, в свою очередь, представляют собой удобную модель, на примере которой можно изучить особенности этих изменений и их влияние на остальные клетки. Работа ценна именно потому, что в ней заключается возможность радикально изменить текст, сохраняя его объем и структуру. К сожалению, часто бывает сложно установить точные связи между изменениями метаболизма клеток и их физиологией, способностью поддерживать гомеостаз, функционировать и оставаться жизнеспособными. Решение задачи по определению зависимостей между скоростью изменения параметров и самими параметрами метаболических систем клетки является сложной задачей. Однако это решение может иметь важное значение для многих практических вопросов. Необходимо учитывать, что установление количественных связей требует серьезного подхода и проведения соответствующих исследований. Построение таких зависимостей требует использования современных методов и высокоточных измерений. Такой анализ может не только помочь нам лучше понять функционирование клеточных систем, но и открыть новые возможности для различных областей применения. Возможно, данные зависимости позволят оптимизировать лекарственные препараты, разработать новые методы лечения заболеваний и даже предсказать развитие патологических процессов в клетках организма. Иными словами, понимание количественных связей между скоростью изменения параметров и параметрами метаболических систем клетки может иметь широкий практический потенциал и значимость для различных областей науки и медицины. Цель настоящего исследования заключается в изучении проблем, с которыми сталкиваются эритроциты, наиболее простые клетки в организме, и выявление способов их преодоления. Проведя анализ кинетики регулирования основных метаболических параметров эритроцитов, изучили возможность наличия у них второго устойчивого состояния. Это состояние характеризуется низкой концентрацией АТФ, в отличие от обычного состояния, при котором концентрация АТФ высокая и наблюдается в эритроцитах в организме в живом состоянии. При переходе из одного состояния метаболизма эритроцита в другое возникает возможность возникновения проблем с транспортом кислорода функцией эритроцитов. Возможные причины такого нарушения включают накопление гемоглобина в метформе, изменение проницаемости мембран и другие параметры, вызванные переходом эритроцитов на новый уровень гомеостатирования.

Одна из главных целей исследования - выбор физической модели для теоретического изучения кинетики гомеостатирования основных параметров энергетического метаболизма эритроцитов in vivo. Такие исследования нужны, чтобы выяснить условия существования устойчивых состояний и определить их число. Изучение ситуаций, в которых метаболизм эритроцитов может измениться с одного стабильного состояния на другое - цель наших исследований. Нам необходимо выяснить, какие условия могут способствовать переходу этого процесса. Важно изучить механизмы, которые происходят при извлечении крови из организма и влияют на указанные процессы. Необходимо обнаружить факторы, которые способствуют этим переходам. Был проведен эксперимент, чтобы проверить, возможно ли изменение обмена веществ эритроцитов после их извлечения из организма. В ходе эксперимента было выяснено, можно ли привести эритроциты в другое состояние, отличное от состояния, в котором они находятся в организме.

Оглавление

- Введение

- ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1 Система крови

- Основные функции крови

- Форма и строение эритроцитов

- Строение и функции гемоглобина

- Разрушение эритроцитов

- Процессы энергетического метаболизма и основные энергетические параметры эритроцитов ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

- Выбор физической модели кинетики энергетического метаболизма

- Факторы, способствующие переходу метаболизма эритроцитов из состояния с высокой концентрацией АТФ в устойчивое состояние с низкой концентрацией АТФ

- Постановка экспериментальных задач

- Неравновесные процессы, протекающие в плазме пробы крови после ее взятия у донора, приводящие к изменению метаболизма эритроцитов ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

- Цели экспериментальных работ

- Используемые приборы и установки

- Используемые материалы

- Методики проведения экспериментальных работ

- Результаты экспериментов и их обсуждение

- 3.6 Выводы

- Некоторые практически важные замечания Заключение

- Список литературы

Заключение

Итак, в данной исследовании было подтверждено существование двух устойчивых состояний метаболизма эритроцитов - высокоэнергетического и низкоэнергетического. Экспериментально было показано, что низкоэнергетическое состояние наблюдается только в in vitro условиях. По сути, это значит, что когда эритроциты извлечены из организма и помещены в искусственную среду, их метаболическая активность снижается. Другими словами, эти клетки переходят в состояние покоя, потребление энергии уменьшается, что может быть связано с изменениями во внешней среде или потерей связи с другими клетками организма. Это открытие является значимым, так как подтверждает гипотезу о возможности наличия различных функциональных состояний у эритроцитов в зависимости от условий окружающей среды. Это дает новые возможности для изучения метаболических процессов и развития медицинских препаратов, направленных на улучшение функций эритроцитов. Данная работа фокусируется на изучении высокоэнергетического состояния и его роли в энергетическом метаболизме эритроцитов. Отметим, что данная тема была подробно исследована в других исследованиях, включая работу Атауллаханова Ф.И.

В нашем исследовании мы выбрали физическую модель, которая позволяет достичь состояния крови in vivo, для теоретического исследования возможности существования второй устойчивой точки энергетического метаболизма эритроцитов. Мы провели анализ кинетики гомеостатирования основных параметров эритроцитов с использованием данной модели.

В результате исследования было выяснено, что существуют определенные условия, при которых происходит переход метаболизма эритроцитов из одной устойчивой точки в другую. Эти находки являются значимыми для понимания механизмов энергетического метаболизма эритроцитов и могут иметь важные импликации для практической медицины. При выполнении процесса забора крови из организма наблюдаются определенные явления, которые способствуют переходу эритроцитов в новое состояние с низкой энергией. Одной из основных причин этого перехода является сокращение объема эритроцитов в результате деятельности пептидаз - ферментов, которые находятся в плазме крови. В результате теоретического анализа было выявлено наличие колебательных процессов в цельной крови после ее извлечения из организма. В ходе эксперимента было зарегистрировано отличие параметров проб крови, что указывает на наступление перехода. По нашему мнению, такой переход мог произойти в тех пробах, где его искусственное задерживание с помощью добавления антипептидаз было осуществлено. Исследования доказывают, что сохранение консервированной крови на долгое время приводит к переходу метаболизма эритроцитов в состояние низкой энергетической активности. Это связано с постоянным накоплением кислых продуктов в эритроцитах в результате их энергетического обмена и подкислением цитоплазмы эритроцитов. При достижении критического уровня кислотности рН происходит моментальное переход в состояние с низкой энергией. Это состояние проявляется в быстрых неравновесных процессах, которые наблюдались в плазме крови и эритроцитах во время эксперимента. Тем не менее, осуществление анализа указанных переходных процессов не было целью проведенного исследования. Было замечено, что нарушение устойчивости состояния с высоким уровнем энергии происходит в течение 10 минут или менее. Мы не исследовали детально переходные процессы. Однако, было обнаружено, что вещества, которые подавляют гликолиз, могут ускорить потерю стабильного высокоэнергетического состояния. В то же время, добавки, которые подавляют рост осмолярности, защищают от процессов перехода. Логический исходный пункт, организованный нами, позволяет нам прийти к выводу, что цель, которая была поставлена, была полностью достигнута. Полное доказательство представлено нами для подтверждения этого факта.

Список литературы

1. Физиология в рисунках и таблицах: вопросы и ответы./ Под ред. В. М. Смирнова. М.:Медицинское информационное агентство, 2007

. ЛевтовВ.А., Регирер С.А., Шадрина Н.Х. Реология крови. М.: Медицина, 1982;

. Нормальная физиология человека./ Под ред. академика РАМН Б.И. Ткаченко. М.: Медицина, 2005

. Иржак Л. И. Гемоглобины и их свойства. М.: Наука, 1975;

. Блюменфельд Л.А. Гемоглобин и обратимое присоединение кислорода. М.: Сов. Наука, 1957;

. Блюменфельд Л.А. Гемоглобин.// Соросовский образовательный журнал. - 1998. - №4;

. Зенгбуш П., Молекулярная и клеточная биология в 3-х томах. Под ред. В.А. Энгельгарда М.: Мир, 1982;

. Гааль Э., Медьеши Г., Верецки Л. Электрофорез в разделении биохимических макромолекул. - М.;

. Фок М.В. Некоторые аспекты биохимической физики, важные для медицины. М.:Физматлит, 2007;

. Фок М.В., Зарицкий А.Р. Авторегуляция, как основа гомеостаза клеток. М.: Космосинформ, 1997;

. Фок М.В., Зарицкий А.Р., Зарицкая Г.А., Переведенцева Е.В. Авторегуляция неспецифической проницаемости мембраны эритроцита. М.: Наука, 1999;

12. Ataullakhanov FI, Vitvitsky VМ. What determines the intracellular ATP concentration. Biosci Rep. 2002; 22(5-6):501-11. Review.

. Атауллаханов Ф.И. Регуляция метаболизма в эритроцитах.// Диссертация на соискание ученой степени д. ф.-м. н. М.: 1982;

. Кайманчиков Н.П., Сельков Е.Е. Автокатализ в стехиометрической модели энергетического метаболизма. - Биофизика, 1976, т.21, с.220-226;

. Зарицкий А.Р., Пронин В.С. Биофизика основных режимов клеточного метаболизма. Функциональные режимы клетки: состояние покоя и активность. М.// Краткие сообщения по физике ФИАН №12, 2006, с. 8-18

. Виноградова М.А., Зарицкий А.Р., Пронин В.С., Распопов Н.А., Фок М.В. Необратимое изменение метаболизма эритроцитов как основная причина возникновения стресса у больного при переливании ему консервированной донорской крови. Краткие сообщения по физике ФИАН 35(6), 39 (2008).

. Фок М.В., Зарицкий А.Р., Зарицкая Г.А., Переведенцева Е.В. Биофизическая кинетика переноса кислорода кровью// Успехи физических наук. 1994. Т. 164, № 3;

. Фок М.В., Зарицкий А.Р., Прокопенко Г.А. Динамика оксигенации эритроцитов in vitro// Биофизика. 1988. Т. 33, вып. 4.

. Фок М.В., Зарицкий А.Р., Переведенцева Е.В. и др. Исследование диффузии глюкозы через мембрану эритроцитов// Биофизика. 1994. Т. 39, вып. 5.

. С.П. Баранов, М.А. Виноградова, А.Р. Зарицкий, М.Н. Маслова, В.С. Пронин, Н.А. Распопов, Д.А.Семёнов, Л.Л. Чайков, М.Н.Черноусова. Исследование процессов утилизации глюкозы и проницаемости эритроцитарных мембран in vitro. М. // Краткие сообщения по физике ФИАН, № 11, 2008, с. 42-51.