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《陕西师范大学》 2007年
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铯化合物与人红细胞膜的相互作用及其跨膜行为研究

冯云晓  
【摘要】: 重稀碱金属铯在人体内含量的失衡与心血管疾病、老年痴呆症、肿瘤等病症关系密切,其毒理效应被认为是铯阻塞了内向整流型钾通道(Kir),或阻断了超极化激活的电流(If)。但另一方面,铯具有治疗抑郁症、精神分裂症、恶性肿瘤的功能。因此从分子水平上讨论铯进入人红细胞的方式、考察它对细胞膜的影响对于阐明细胞对铯应答的化学规律,以及今后设计治疗相关疾病的药物都具有一定的意义。 本文主要研究了人红细胞摄取四种铯的有机化合物(天门冬氨酸铯、3,5-二硝基水杨酸铯、5-氨基四唑铯、5-磺基水杨酸铯)的过程和机理。采用石墨炉原子吸收法通过检测铯的跨膜量从而考察其跨膜动力学,并选用不同离子通道或离子载体的特异性抑制剂讨论了铯的跨膜途径和铯化合物中阴离子的存在对铯跨膜的影响:(1) 0.1 mmol·L~(-1)硝苯地平(nifedipine)检测Ca~(2+)通道;(2) 0.1 mmol·L~(-1)乌苯苷(ouabain)用于检测Na~+,K_1~+泵;(3)在无Na~+、K~+存在的氯化胆碱缓冲液中,用加入0.1 mmol·L~(-1) ouabain的样品与空白样对照分析Na~+/Cs~+反向协同机制的作用;(4)5 mmol·L~(-1) NaHCO_3辅助50μmol·L~(-1) DIDS(4,4’-2-二异硫氰酸根-2,2’-二苯乙烯二磺酸钠)检测阴离子通道作用。同时还采用扫描电子显微镜,激光拉曼光谱仪和原子力显微镜研究了铯化合物对人红细胞的形态和膜结构的影响。 结果显示:在温育的前2个小时内,各种铯化合物的跨膜都具有一级动力学特征:Ca~(2+)通道对铯没有通透作用,但是其抑制剂的光降解产物亚硝基硝苯地平可以作为离子载体,促进铯的跨膜;铯主要通过Na~+,K~+-泵主动运输方式跨膜,同时还可以Na~+/Cs~+的反向协同运输方式和Cl~-/CsCO_3~-阴离子通道方式跨膜。 扫描电镜结果显示:5-磺基水杨酸铯Cs(H_2Ssal)可以明显改变人红细胞的形态。随着Cs(H_2Ssal)的引入,细胞膜表面出现疱疹和凸起,浓度增大至1.8 mmol·L~(-1)时,正常红细胞由两面凹陷的圆盘状逐渐变为棘状红细胞,继而膨胀成球形棘状红细胞。红细胞开始出现病变的征兆。根据双分子层理论,细胞的这种形态改变是由于细胞膜两个单层膨胀程度不同引起的。 激光拉曼光谱结果不仅证实了铯化合物可以与细胞膜相互作用,而且发现铯对细胞膜脂的影响比较大:(1)膜脂中的主要成分磷脂的极性头部稳定性增加,流动性减小;(2)磷脂的非极性尾部C-C长链和β-胡萝卜素-C=C-链的纵向有序性先较小后增加。 原子力显微镜结果表明正常红细胞表面的球状凸起(膜蛋白)大小均匀,排列紧密。铯化合物可引起细胞膜蛋白的聚合,细胞膜表面形成“区域状”结构,细胞膜表面孔洞增大。
【学位授予单位】:陕西师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:R363

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【参考文献】
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