Дипломная работа на тему: ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1 Система крови. Основные функции крови

Введение

Данная работа посвящена исследованию, имеющему непосредственное отношение к медицинской практике. В этой работе представлен теоретический анализ биохимических и физических процессов, протекающих в пробе крови, взятой из организма, а также представлены результаты соответствующих экспериментов. Значимость таких исследований определяется в настоящее время проблемами, связанными с постепенной утратой функциональных свойств крови по мере ее хранения. Поэтому удлинение сроков хранения донорской крови - актуальнейшая задача.

Основным содержанием данной работы является исследование изменений кинетики метаболизма эритроцитов. Эритроцит, как физическая система, является простой моделью, на которой можно исследовать нюансы таких изменений и других клеток. В этом заключается фундаментальная ценность данной работы. Часто не удается количественно связать изменения в метаболизме клеток с их физиологией, со способностью их к поддержанию гомеостаза, функционированием и жизнеспособностью. К тому же определение количественных зависимостей между скоростями изменения параметров и самими параметрами метаболических систем клетки представляет собой непростую задачу. Однако ее решение может иметь большую значимость для ряда прикладных вопросов. Для эритроцитов, как для наиболее просто устроенных клеток, часто эти трудности преодолимы.

Цель работы. На основе анализа кинетики гомеостатирования основных параметров метаболизма эритроцитов исследовать возможность реализации второго устойчивого состояния эритроцитов, характеризующегося низкой концентрацией АТФ, по сравнению с высокой концентрацией АТФ, реализующейся в эритроцитах in vivo. Переход из одного состояния метаболизма эритроцита в другое может сопровождаться нарушением кислородно-транспортной функции эритроцитов. Причинами такого нарушения могут быть накопление гемоглобина в метформе и изменение неспецифической проницаемости мембран, а также и изменение других параметров, которое обусловлено переходом эритроцитов на новый уровень гомеостатирования параметров.

Основные задачи исследования

1. Выбор физической модели для теоретического исследования кинетики гомеостатирования основных параметров энергетического метаболизма эритроцитов in vivo с целью выяснения условий существования устойчивых состояний и их числа.

. Выяснение условий, при которых может происходить переход метаболизма эритроцитов из одной устойчивой точки в другую.

. Выявление процессов, протекающих при взятии крови из организма, способствующих указанным переходам.

. Экспериментальная проверка возможности перехода метаболизма эритроцитов из состояния in vivo в другое состояние после взятия крови из организма.

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 работе теоретически и экспериментально доказано существование двух устойчивых состояний метаболизма эритроцитов. Низкоэнергетическое состояние наблюдалось in vitro. Высокоэнергетическое состояние подробно рассмотрено в других работах, и наиболее полно в работе Атауллаханова Ф.И.

Для теоретического исследования возможности существования второго устойчивого состояния энергетического метаболизма эритроцитов в данной работе была выбрана физическая модель, соответствующая состоянию крови in vivo. При анализе кинетики гомеостатирования основных параметров эритроцитов согласно этой модели были выяснены условия, при которых может происходить переход метаболизма эритроцитов из одной устойчивой точки в другую. Выявлены процессы, протекающие при взятии крови из организма, способствующие указанному переходу. Ведущим процессом, обуславливающим переход эритроцитов в новое низкоэнергетическое состояние, является их осмотическое сжатие в результате деятельности в плазме крови протеолитических ферментов - пептидаз. Обнаружены колебательные процессы в цельной крови после ее взятия из организма, как это предсказывал теоретический анализ. Был зарегистрирован факт совершившегося перехода в экспериментах по выявленным отличиям параметров проб крови, в которых, по нашему мнению, этот переход мог произойти, от тех проб, в которых искусственно этот переход с помощью добавления соответствующих доз антипептидаз был задержан.

Показано, что переход метаболизма эритроцитов в низкоэнергетическое состояние при длительном хранении консервированной крови неизбежен. Так как в эритроцитах в результате их энергетического метаболизма непрерывно накапливаются кислые продукты, и цитоплазма эритроцитов подкисляется. По достижению критически низкого уровня значения кислотности рН, неизбежно происходит быстрый переход в низкоэнергетическое состояние. При этом в эритроцитах и плазме крови протекают быстрые неравновесные процессы, которые мы наблюдали на опыте. Однако изучение этих переходных процессов не являлось предметом данного исследования.

Обнаружено, что нарушение устойчивости высокоэнергетического состояния происходит менее чем за 10 минут. Вещества, ингибирующие гликолиз, могут ускорять процессы потери устойчивости высокоэнергетического состояния, в то время как добавки, ингибирующие первичный рост осмолярности, затягивают процессы перехода. Подробное изучение переходных процессов не являлось предметом нашего исследования.

Таким образом, по нашему мнению, поставленная цель полностью достигнута, и доказательство представлено в полном объеме.

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.