WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаРізне → Дія озону на біополімери та озонові методи в кріобіології (автореферат) - Реферат

Дія озону на біополімери та озонові методи в кріобіології (автореферат) - Реферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КРІОБІОЛОГІЇ І КРІОМЕДИЦИНИ

БЄЛИХ ІРИНА АНАТОЛІЇВНА

УДК 57.043:577.11:612.014.464

Дія озону на біополімери та озонові методи в кріобіології

03.00.19 – кріобіологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Харків – 2006

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті проблем кріобіології і кріомедицини НАН України

Науковий керівник:

Доктор біологічних наук, професор Зінченко Василь Демидович, Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, головний науковий співробітник відділу кріобіофізики, м. Харків

Офіційні опоненти:

Доктор біологічних наук, професор Гордієнко Євген Олександрович, Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, завідувач відділом низькотемпературного консервування, м. Харків

Доктор біологічних наук, професор Стародуб Микола Федорович, Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, головний науковий співробітник відділу молекулярної біології, м. Київ

Провідна установа:

Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна Міністерство освіти і науки України, кафедра біохімії

Захист відбудеться „21" березня 2006 р. о 13.30 годині на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д 64.242.01 в Інституті проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, вул. Переяславська, 23, м. Харків, 61015

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, вул. Переяславська, 23, м. Харків, 61015

Автореферат розісланий „16" лютого 2006 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

член-кореспондент НАН України Гольцев А.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Зберігання живих систем при температурах нижче температури склування рідини в системі і можливість відновлення життєздатності після дії низьких температур набуває статусу біотехнології, практичне застосування якої швидко розвивається. Кріоконсервування клітин покликане, в першу чергу, до вирішення таких проблем, як зберігання рідких та зникаючих біологічних видів і застосування кріоконсервованих клітин у наукових дослідженнях і лікуванні.

При довгостроковому зберіганні клітин враховуються результати досліджень і досвід, які отримані при кріоконсервуванні інших біологічних об'єктів, а також механізми кріоконсервування і кріозахисту, які мають загальний характер для різних біологічних систем. За останні 50 років встановлено декілька більш чи менш детальних механізмів ушкодження та виживання живих систем при низьких температурах.

Вагомим фактором кріоушкодження є осмотична дегідратація клітин при виморожуванні частини води в системі, що призводить до зморщування клітин і до високих (токсичних) концентрацій розчинених сполук у цитоплазмі. Висока концентрація позаклітинних солей викликає "сольове навантаження" при низьких температурах, що може призвести до осмотичного дисбалансу і надмірного набрякання клітин і лізису при відтаюванні [B.J. Lyuet, 1953].

Інший механізм дії гіперконцентрації солей полягає у тому, що ушкодження виникає в результаті зневоднення клітини до мінімально можливого значення.

Витіснення клітин у вузькі канали між кристалами льоду призводить до щільної упаковки клітин і тісного контакту з льодом, що викликає механічні ушкодження [T. Меryman, 1963, 1989].

До ушкоджуючих факторів заморожування біологічних систем відносять також змінення рН, термотропні перебудови мембран і зв'язані з цим змінення бар'єрної функції мембран, руйнування біологічного об'єкту в результаті термомеханічних напружень.

Однак, термін "ушкодження" вимагає уточнення. В деяких випадках біологічні об'єкти можуть витримувати глибоке охолодження, і хоча після дії холоду відбуваються метаболічні зрушення, вони можуть зникати з часом у нормальних фізіологічних умовах. У таких випадках говорять про нелетальні ушкодження. Виявлено, що деякі сполуки та іони, наприклад, неоміцин, пептон, Mg2+, Са2+ ефективно відновлюють холодові ушкодження.

В останні роки з'явилось багато публікацій відносно стимулюючої дії малих доз озону на функціонування різних біологічних систем, що свідчить на користь можливості використання вказаної властивості озону для інтенсифікації репараційних процесів у біологічних системах після дії холоду. Інший аспект застосування озонових технологій у кріобіології пов'язаний зі здатністю озону у високих дозах знешкоджувати мікроорганізми. Кріобіологічні технології у більшості випадків пов'язані з чисельними лабораторними маніпуляціями над біологічним матеріалом, де стерильність має велике значення, оскільки на кожному етапі існує ризик контамінації біологічного матеріалу мікроорганізмами. Озонові технології є також дуже привабливими для розробки способів стерилізації кріобіологічного обладнання.

Ці посилки були підґрунтям для виконання даної роботи і зумовили необхідність детального вивчення дії озону на клітинному і молекулярному рівнях.

Чутливість клітин до факторів кріоушкодження зв'язують, в першу чергу, із станом цитоплазматичних мембран, що вимагає дослідження дії малих доз озону на цілісність клітинних мембран в умовах, які моделюють заморожування біологічних систем.

Розуміння механізмів дії озону на біологічні системи вимагає знання особливостей взаємодії озону з біополімерами. Для досліджень в даній роботі були вибрані бичий сироватковий альбумін і ацетилхолінестераза. Отримані в роботі результати використані з одного боку для експериментальної перевірки і чисельної оцінки ефектів дії різних доз озону на деякі біологічні системи, а з іншого – для розробки рекомендацій щодо використання озонових технологій на різних етапах кріоконсервування для покращення технологій кріоконсервування біологічних об'єктів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана у відділі кріобіофізики Інституту проблем кріобіології і кріомедицини НАН України у відповідності з планами науково-дослідних робіт за темами "Дослідження можливих механізмів профілактичної і терапевтичної дії озону і перекису водню, які генеруються у газовому розряді при використанні в акушерстві, гінекології, а також як стимуляторів метаболічних процесів в біологічних об'єктах після кріоконсервування" (номер державної реєстрації 0102U002025) і "Підвищення ефективності технологій кріоконсервування біологічних систем шляхом інтенсифікації репараційних процесів після дії холоду і зниження ризику мікробної контамінації на різних етапах кріоконсервування" (номер державної реєстрації 0105U03918).

Мета і задачі дослідження. Мета роботи – встановити особливості впливу малих доз озону на репараційні процеси в деяких біологічних об'єктах після дії холоду в реальних і модельних експериментах, ступінь вираженості цього впливу, а також особливості дії високих доз озону у газовій фазі і у водних розчинах на мікроорганізми.

Для досягнення цієї мети були вирішені наступні задачі:

  1. Дослідити дію малих доз озону в ростовому середовищі на кінетику росту мікроорганізмів Escherichiacoli у нормальних фізіологічних умовах.

  2. Дослідити вплив малих доз озону на проліферативні властивості мікроорганізмів (бактерій, дріжджоподібних грибів) після заморожування-відтавання і у нормальних умовах.

  3. Дослідити вплив малих доз озону на стійкість еритроцитів до гіпертонічного гемолізу.

  4. Дослідити вплив озону на структурний стан білка – бичого сироваткового альбуміну та ферментативну активність ацетилхолінестерази.

  5. Дослідити динаміку інактивації деяких мікроорганізмів (бактерій, дріжджоподібних грибів, спорових форм бактерій) озоном у газовій фазі і водних розчинах.

  6. На підставі отриманих експериментальних результатів рекомендувати можливі шляхи використання озону в технологіях кріоконсервування біологічних об'єктів.

Об'єкт дослідження. Репараційні і проліферативні процеси в біологічних об'єктах після дії різних доз озону і заморожування-відтавання, процеси інактивації мікроорганізмів озоном у газовій фазі та у водних розчинах.

Предмет дослідження. Озон у газовій фазі і водних розчинах, культури бактерій Escherichiacoli, Staphylococcusaureus, Bacillussubtilis, дріжджоподібні гриби Candidaalbicans, бичий сироватковий альбумін, фермент ацетилхолінестераза, еритроцити донорської крові людини.

Loading...

 
 

Цікаве