Введение
2. Обзор литературы 10
2.1. Структура и основные физические характеристики липидных мембран 10
2.1.1. Развитие представлений и современные взгляды на структуру и функции биологических мембран 10
2.1.2. Структура липидных молекул и фазовые равновесия в мембранах 14
2.1.3. Модели биологических мембран 23
2.1.4. Кривизна бислоя и свободная энергия его деформации 25
2.1.5. Дефекты в биологических мембранах 28
2.1.5.1. Классификация дефектов 28
2.1.5.2. Свободный объем мембраны как количественная мера степени дефектности 30
2.1.5.3. Дефекты в мембранах как области повышенной чувствительности к действию инородных компонентов 32
2.1.6. Домены в липидных мембранах 34
2.1.7. Подвижность липидных молекул в мембранах 38
2.1.7.1. Латеральная диффузия 38
2.1.7.2. Трансбислойная миграция (флип-флоп) 39
2.1.7.3. Изменение скорости флип-флопа липидов под действием природных и синтетических эффекторов 42
2.1.8. Микровязкость мембранных структур 47
2.1.8.1. Использование флуоресцентных зондов для исследования физического состояния
биологических мембран 47
2.1.8.2. Изменение микровязкости мембран под действием экзогенных эффекторов 51
2.1.9. Электрические свойства липидных мембран 52
2.1.10. Проницаемость мембран 59
2.1.10.1. Проницаемость мембран для незаряженных соединений 59
2.1.10.2. Ионная проницаемость мембран 63
2.2. Взаимодействие водорастворимых полимеров с биологическими мембранами.„67
2.2.1. Нейтральные гидрофильные полимеры 67
2.2.1.1. Полиэтиленоксид: конформация в растворе и взаимодействие с мембранами 68
2.2.1.2. Гидрофильные поливиниламиды и полиакриламид 74
2.2.1.3. Полимеры, содержащие гидроксильные группы (поливиниловый спирт, декстраны и фруктаны): взаимодействие с липидными мембранами и клетками 75
2.2.2. Амфифильные гомо- и сополимеры 78
2.2.2.1. Амфифильные производные гидрофильных полимеров, содержащие статистически или равномерно распределенные короткие гидрофобные радикалы 78
2.2.2.2. Биогенные амфифильные интерполимерные комплексы поли-Я-З-окси-бутирата и полифосфата: биологическая функция, структура и влияние на проницаемость мембран.81
2.2.2.3. Поверхностно-активные вещества, состоящие из гидрофильных полимеров и углеводородов 82
2.2.2.4. Амфифильные полиалкиленоксиды 93
2.2.2.4.1.Синтез, номенклатура и физико-химические свойства полиалкиленоксидов 93
2.2.2.4.2.Взаимодействие плюроников с белками 104
2.2.2.4.3. Взаимодействие плюроников с липидными структурами 105
2.2.2.4.3.1. Связывание плюроников с бислойными мембранами и их локализация в бислое
2.2.2.4.3.2. Влияние плюроников на проницаемость липидных мембран 109
2.2.2.4.4. Медицинское применение плюроников 112
2.2.2.4.4.1. Использование плюроников в медицине в качестве эмульгаторов 115
2.2.2.4.4.1. Использование плюроников в медицине в качестве эмульгаторов 115
2.2.2.4.4.2. Использование антиадгезивных свойств плюроников для гидрофилизации полимерных поверхностей 116
2.2.2.4.4.3. Влияние плюроников на распределение латексных частиц и низкомолекулярных соединений между различными органами 116
2.2.2.4.4.4. Взаимодействие плюроников с компонентами иммунной системы 117
2.2.2.4.4.5. Влияние плюроников на функции биологических систем 119
2.2.2.4.4.6. Использование надмолекулярных ассоциатов плюроников для доставки лекарственных препаратов к очагу поражения 121
2.2.2.4.4.7. Множественная лекарственная устойчивость опухолей и ее преодоление с помощью плюроников 123
2.2.3. Полиэлектролиты 126
2.2.3.1. Закономерности адсорбции полиэлектролитов на мембранах 126
2.2.3.1.1. Адсорбция полиэлектролитов на твердых поверхностях и липидных везикулах, находящихся в гель-фазе 126
2.2.3.1.2. Взаимодействие полиэлектролитов с липидными мембранами, находящимися в жидко-кристаллической фазе 129
2.2.3.1.2.1. Взаимодействие полиэлектролитов с мультиламеллярными липосомами 129
2.2.3.1.2.2. Взаимодействие полиэлектролитов с мембранами преформированных малых и больших везикул 133
2.2.3.1.2.3. Взаимодействие полиэлектролитов с гигантскими липосомами 135
2.2.3.1.2.4. Взаимодействие полиэлектролитов с мембранами, содержащими белок 137
2.2.3.2. Влияние полиэлектролитов на динамические процессы в мембранах 139
2.2.3.3. Биологические эффекты полиэлектролитов и их использование в био-медицинских исследованиях 142
2.2.3.3.1. Взаимодействие поликатионов с биологическими мембранами 143
2.2.3.3.2. Биологические эффекты, вызываемые полианионами 145
2.2.3.3.3. Использование полиэлектролитов как носителей для доставки лекарств 146
3. Постановка задачи 151
4. Результаты и обсуждение 152
4.1. Взаимодействие нейтральных амфифильных полимеров с биологическими и липидными мембранами 152
4.1.1. Связывание полимеров с биологическими и липидными мембранами 152
4.1.1.1. Получение полимеров, меченых тритием 152
4.1.1.2. Связывание полимеров с клетками 154
4.1.1.2.1. Выделение клеток 155
4.1.1.2.2. Кинетика связывания 157
4.1.1.2.3. Оценка количественных параметров связывания полимеров с клетками 159
4.1.1.3. Связывание полимеров с микросомамальными мембранами 163
4.1.1.3.1. Выделение микросомальных мембран печени мыши.. 163
4.1.1.3.2. Определение количественных параметров связывания плюроника Р85 с микросомальными мембранами 164
4.1.1.4. Связывание полимеров с липидными везикулами (липосомами) 169
4.1.1.5. Изучение локализация полиалкиленоксидов в бислойных мембранах методом
малоуглового рассеяния нейтронов 177
4.1.2. Влияние полимеров на свойства липидных мембран 184
4.1.2.1. Влияние полимеров на микровязкость клеточных и модельных мембран 184
4.1.2.2. Влияние плюроника L61 на скорость флип-флопа в модельных липидных мембранах 190
4.1.2.3. Взаимосвязь между структурой амфифильных сополимеров и их способностью ускорять флип-флоп в липидных мембранах 195
4.1.2.2.4. Влияние плюроников на транспорт ионов через липидные мембраны 204
4.1.2.2.5. Влияние амфифильных сополимеров на проницаемость липидных мембран по отношению к противоопухолевому антибиотику доксорубицину 207
4.1.2.2.5.1. Определение количественных параметров взаимодействия доксорубицина с ДНК и липидными мембранами 207
4.1.2.2.5.2. Кинетика транспорта доксорубицина через мембраны моноламеллярных липосом 211
4.1.2.2.5.3. Влияние плюроника L61 на транспорт доксорубицина через мембраны липосом 217
4.1.2.2.5.4. Взаимосвязь между структурой амфифильных полимеров и их воздействием на транспорт доксорубицина через модельные мембраны 222
4.1.2.2.6. Влияние плюроника на транспорт различающихся по своей структуре соединений 224
4.1.2.2.7. Влияние состава липидного бислоя на его чувствительность к возмущающему действию плюроника 228
4.1.2.3. Физико-химические предпосылки возмущающего действия амфифильных полимеров на свойства мембран 235
4.2. Поликатионы 239
4.2.1. Влияние поли-(1Ч-этил-4-винилпиридина) на проницаемость липосомальных мембран по отношению к доксорубицину 244
4.2.2. Влияние молекулярной массы и химической структуры поликатиона на его способность ускорять транспорт доксорубицина через отрицательно заряженные липидные мембраны 247
4.2.3. Зависимость вызываемого поликатионами увеличения проницаемости мембран, от содержания в них анионных липидов 257
4.2.4. Влияние низкомолекулярного электролита на оказываемое поликатионом ускорение мембранного транспорта доксорубицина 259
4.2.5. Влияние природы анионных компонентов мембраны на ее взаимодействие с поликатионами 260
4.2.5.1. Взаимодействие поли(Ы-этил-4-вининилпиридиний бромида) с липидными везикулами, содержащими ганглиозид GM1 261
4.2.5.2. Взаимодействие поли(Ы-этил-4-вининилпиридиний бромида) с липидными везикулами, содержащими искусственно гидрофобизованный ос-химотрипсин 263
4.2.6. Причины воздействия поликатионов на проницаемость липидных мембран 272
4.3. Полианионы 276
4.3.1. Влияние полиакриловой кислоты на транспорт доксорубицина через липидную мембрану 276
4.3.2. Связывание полиакриловой кислоты с доксорубицином 278
4.3.2.1. Изменение свойств доксорубицина при взаимодействии с полиакриловой кислотой 279
4.3.2.2. Состав комплексов доксоорубицина с полиакриловой кислотой 282
4.3.2.3. Стабильность комплексов 284
4.3.2.4. Стабилизация комплексов за счет гидрофобной модификации поликислоты 287
4.3.3. Взаимодействие комплексов доксорубицина и полиакриловой кислоты с липосомами 288
4.3.3.1. Взаимодействие комплексов с безградиентными липосомами 289
4.3.3.2. Механизм взаимодействия комплексов с рН-градиентными везикулами 292
4.3.4. Влияние комплексов полиакриловой кислоты и доксорубицина на ионную
проницаемость липидных мембран 295
5. Заключение 297
6. Выводы 301
Список литературы
