Секрет долголетия ночницы.

Биологи уже давно считают, что продолжительность жизни животного определяется очень просто: чем оно больше, тем дольше живет.

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

Материалы по биологии и химии / Исследование изменений метаболизма эритроцитов донорской крови после взятия ее из организма / Факторы, способствующие переходу метаболизма эритроцитов из состояния с высокой концентрацией АТФ в устойчивое состояние с низкой концентрацией АТФ

Страница 1

Способы перевода энергетического метаболизма эритроцитов на новый уровень можно разделить на две группы: равновесные и неравновесные.

Поскольку исходное высокоэнергетическое состояние имеет определенный диапазон устойчивости по двум указанным свободным параметрам рН и nАТФ, то тактика равновесного перевода должна включать постепенное приближение (за счет регулирования процессов метаболизма) к границе устойчивости и переход за нее. Далее система сама обеспечит достижение низкоэнергетического состояния, если такое имеется. Рис. 10 иллюстрирует кинетику возможного перехода метаболизма эритроцита из одного устойчивого состояния в другое состояние в результате изменения регулирования скоростей протекания равновесных процессов.

На этом рисунке на фазовой плоскости (nАТФ, рН) представлены следы кривых баланса скоростей притока и убыли основных параметров: АВСD - концентрации АТФ в цитоплазме, КLK1L1 - количества липидов С в мембране эритроцитов, МN - концентрации ионов Н+ в цитоплазме. Точка 3 на этом рисунке иллюстрирует взаимное расположение кривых, определяющее исходное состояние системы до изменения регулирования процессов. Для того, чтобы осуществился переход в область низких значений nАТФ необходимо, чтобы в результате регулирования активности равновесных процессов кривые АВСD и КLK1L1 смещались в сторону увеличения рН, а MN в сторону меньших значений этой величины. Так как для перехода важно только изменение взаимного расположения указанных кривых, то для простоты и ясности рассмотрения, можно положить, что 2 зигзагообразные кривые не меняют своего положения, а меняется только положение кривой МN. При смещении кривой MNi происходит постепенное приближение ее к границе устойчивости, что означает приближение точки Ni к точке С. Такое смещение приводит к рассогласованию рассматриваемых процессов, в результате чего появляются автоколебания параметров (рис. 11). Исследование этих колебательных процессов не является предметом рассмотрения данной работы.

Колебания, изображенные на рис.11, облегчают переход системы в указанное выше низкоэнергетическое состояние. На этом рисунке представлены участки кривых на фазовой плоскости (nАТФ, рН), показанных на рис. 10, относящихся к исходному состоянию системы. Обозначения кривых те же, что и на предыдущем рисунке. Рассогласование процессов проявляется в том, что участки кривых не пересекаются в одной точке. За счет обратных связей между скоростями процессов и самими значениями параметров и за счет инерционности процессов, режим метаболизма системы будет характеризоваться непрерывным изменением как скоростей, так и значений самих параметров. Возникают их незатухающие колебания. Непрерывная смена значений рН и концентрации АТФ определяет на фазовой плоскости замкнутую траекторию. Процессы смены указанных величин существенно неравновесны, но среднее значение параметров за цикл «равновесно» в том смысле, что система ведет себя так, как будто строго гомеостатируется величина каждого из этих изменяющихся параметров. Соответственно, средние за цикл значения параметров рН и nАТФ для каждого отрезка кривых CD, K1L1 и MNi, находятся на каждом из них. Таким образом, достигается стабилизация процессов. Значение параметров рН, nАТФ, С и их скоростей роста V+ и убыли V- параметров стабилизированы в пределах значений точек траектории. Устойчивость будет нарушена, когда точка (nАТФср, рНср) отрезка СD, соответствующая среднему значению концентрации АТФ за цикл, достигнет точки С и перейдет за нее. Последующий переход в низкоэнергетческое состояние может сопровождаться гемолизом эритроцитов, в зависимости от взаимного расположения точек К1 и С. Чем выше ордината точки К1 по сравнению с ординатой точки С, тем выше вероятность гемолиза, так как при таком расположении может нарушится баланс скоростей уменьшения и увеличения количества в мембране липидов в сторону преобладания скоростей уменьшения количества липидов. Подробное исследование не входит в данную работу.

Рассмотрим теперь неравновесный переход энергетического метаболизма эритроцитов на новый уровень. Обратимся к рис. 12. На нем представлены те же самые кривые, что на рис. 8.