Написати автору Вплив температури та добавок органічних речовин на фазові переходи в нервових тканинах свині
DOI: https://doi.org/10.15407/hftp15.03.411
Анотація
Методом низькотемпературної 1Н ЯМР-спектроскопії були досліджені при різних температурах тканини спинного та головного мозку свині вихідних зразків, у середовищі хлороформу, у тому числі з добавкою соляної кислоти, та у середовищі суміші хлороформу з трифтороцтовою кислотою (ТФОК) у співвідношенні 6:1.
Було встановлено, що вода в тканинах головного та спинного мозку свині є зв'язаною та входить до складу поліасоціатів, радіус яких знаходиться в діапазоні R = 1–100 нм. У процесі заморожування-відтавання в спектрах 1Н ЯМР спостерігається тільки сигнал зв’язаної води, у той час як протони біополімерів та фосфоліпідних мембран у спектрах не фіксуються, що свідчить про їхню малу молекулярну рухливість. Хлороформ розчиняється у речовині клітинних мембран, підвищуючи рухливість аліфатичних груп, у свою чергу, матеріал мембрани перетворюється з упорядкованого в частково розупорядкований стан. Цей ефект значно сильніше проявляється для тканини спинного мозку, що обумовлено меншим вмістом внутрішньотканинної води.
Розраховані показники шарів внутрішньотканинної води: концентрацію сильно- і слабозв’язаної води, максимальне зниження вільної енергії Гіббса в шарі сильнозв’язаної води та міжфазні енергії. Встановлено, що у тканині спинного мозку введення у систему хлороформу супроводжується зменшенням зв’язування води нервовою тканиною (кількість сильнозв’язаної води зменшується від 180 до 250 мг/г), а величина міжфазної енергії знижується від 24 до 19.6 Дж/г. Однак ці зміни слабко впливають на розподіл за радіусами кластерів внутрішньотканинної води. Основний максимум розподілу не змінюється та спостерігається при R = 20 нм. У присутності ТФОК кількість сильнозв’язаної води підвищується до 1400 мг/г, а величина міжфазної енергії до 77.6 Дж/г. Для тканини головного мозку їхня величина виявилася значно меншою. Так, хлороформ практично не вплинув на енергію зв’язування води в тканині, а ефект ТФОК також виявився вдвічі меншим, ніж тканини спинного мозку.
Ключові слова
Повний текст:
Посилання
1. Holtsev A.N., Huryna T.M., Babenko N.N., Ostankov M.V. The influence of various cryopreservation regimes on some characteristics of embryonic nerve cells. Problems of Cryobiology. 2003. 1: 46. [in Russian].
2. Kuleshova L.L., Tan F.C.K., Magalhaes R., Gouk S.S., Lee K.H., Dawe G.S. Effective Cryopreservation of Neural Stem or Progenitor Cells. Cell Transplant. 2009. 18(2): 135. https://doi.org/10.3727/096368909788341298
3. Zolotko K.M., Sukach O.M. Study of Therapeutic Potential of Cryopreserved Newborn Rat Neural Cells in Rat Model of Intracerebral Hemorrhage. Problems of Cryobiology and Cryomedicine. 2018. 28(1): 054. https://doi.org/10.15407/cryo28.01.054
4. Drummond N.J., Dolt K.S., Canham M.A., Kilbride P., Morris G.J, Kunath T. Cryopreservation of Human Midbrain Dopaminergic Neural Progenitor Cells Poised for Neuronal Differentiation. Front. Cell Dev. Biol. 2020. 8: 578907. https://doi.org/10.3389/fcell.2020.578907
5. Davidov V.V., Komarov O.S. Biochemistry of nervous tissue. (Moscow: Belyi Veter, 2018). [in Russian].
6. Smith C., Marks A.D., Lieberman M., Peet C. Mark's Basic Medical Biochemistry. A clinical approach. 4 th Edition. (N.Y., Philadelphia, Baltimor, London, Buenos Aires, Hong Kong, Sydney, Tokio: Wolters Kluwer Lippincott Williams &Wilkins, 2013).
7. Psiadlo E.M. Anatomy and morphology of the central nervous system: a textbook for students of the Faculty of Psychology and Social Work. (Odessa: Feniks, 2018). [in Russian].
8. Cassimeris L., Plopper G., Lingappa V.R. Lewin's Cells. 2nd ed. (Berlynhton, Massachusets: Jones and Bartlett Publishers, 2010).
9. Seydel J.K., Wiese M. Drug - Membrane Interactions: Analysis, Modeling. (Weinheim: Wiley - VCH VerlagGmbH&Co. KGaA, 2002). https://doi.org/10.1002/3527600639
10. Gun'ko V.M., Turov V.V., Horbyk P.P. Water at the interface. (Kyiv: Naukova dumka, 2009). [in Russian].
11. Turov V.V., Gun'ko V.M. Clustered water and ways to use it. (Kyiv: Naukova dumka, 2011). [in Russian].
12. Gun'ko V.M., Turov V.V. Nuclear Magnetic Resonance Studies of Interfacial Phenomena. (New York: Taylor&Francis, 2013). https://doi.org/10.1201/b14202
13. Gun'ko V.M., Turov V.V., Bogatyrev V.M., Zarko V.I., Leboda R., Goncharuk E.V., Novza A.A., Turov A.V., Chuiko A.A. Unusual Properties of Water at Hydrophilic/Hydrophobic Interfaces. Adv. Colloid Interface Sci. 2005. 118(1-3): 125. https://doi.org/10.1016/j.cis.2005.07.003
14. Pople J.A., Schneider W.G., Bernstein H.J. High-Resolution Nuclear Magnetic Resonance. (New York-Toronto-London: McGraw-Hill Book Company, JNC, 1959).
15. Turov V.V., Gun'ko V.M., Turova A.A., Morozova L.P., Voronin E.F. Interfacial behavior of concentrated HCl solution and water clustered at a surface of nanosilica in weakly polar solvents media. Colloids Surf. A. 2011. 390(1-3): 48. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2011.08.053
16. Gun'ko V.M., Morozova L.P., Turova A.A., Turov A.V., Gaishun V.E., Bogatyrev V.M., Turov V.V. Hydrated phosphorus oxyacids alone and adsorbed on nanosilica. J. Colloid Interface Sci. 2012. 368(1): 263. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2011.11.018
17. Aksnes D.W., Kimtys L. Characterization of mesoporous solids by 1H NMR. Solid State Nucl. Magn. Reson. 2004. 25: 146. https://doi.org/10.1016/j.ssnmr.2003.03.001
18. Petrov O.V., Furo I. NMR cryoporometry: Principles, application and potential. Progr. NMR. 2009. 54(2): 97. https://doi.org/10.1016/j.pnmrs.2008.06.001
19. Frolov Yu.H. Colloid chemistry course. Surface phenomena and disperse systems. (Moscow: Khymyia, 1982). [in Russian].
20. Hlushko V.P. (editor). Thermodynamic properties of individual substances. (Moscow: Nauka, 1978). [in Russian].
DOI: https://doi.org/10.15407/hftp15.03.411
Copyright (©) 2024 T. V. Krupska, Qiliang Wei, Jinju Zheng, L. P. Morozova, Weiyou Yang, V. V. Turov
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.