Биофизика - Владимиров Ю.А.
Скачать (прямая ссылка):
фотоумножителя, охлажденного жидким азотом. Н. М. Эмануэлем, В. Я-
Шляпинтохом, Р. Ф. Васильевым и О. Н. Карпухиным была выяснена схема
цепных свободнорадикальных реакций перекисного окисления углеводородов,
сопровождающихся хемилюми-несценцией. В дальнейшем было показано, что в
биологических системах за испускание квантов хемилюминесценции
ответственна реакция рекомбинации перекисных свободных радикалов липидов
RO2 (реакция 6 на рис. 10).
48
Мешалка
Рис. 12. Блок-схема установки для
регистрации хемилюминесценции.
На диаграммной ленте самописца приведена типичная кинетика
хемилюминесценции суспензии митохондрий, инициированная ионами Fe2+.
Термостатируемая кювета
Самописец
Высоковольтный выпрямитель, питание ФЭУ
Усилитель
постоянного
тона
Схема прибора для регистрации хемилюминесценции приведена на рис. 12.
Измеряемая на хемилюминометре интенсивность хемилюминесценции (/хл) равна
скорости образования возбужденных продуктов (dP*/dt), умноженной на
квантовый выход их люминесценции (<р). В стационарных условиях протекания
реакции скорость образования Р* равна скорости их исчезновения в реакции
6
(см. рис. 10), а следовательно:
К]
(2.14)
Концентрация ROi тем выше, чем быстрее идет процесс окисления, таким
образом интенсивность хемилюминесценции дает информацию о скорости
окисления.
Расчет показывает, что на хемилюминесцентной установке можно обнаружить
примерно Ю-10 М /?Ог -радика-
( УЧЕБНА]! ПИ5ЛЙ0ТЕКД | * p"s mi ин-тд |
лов, т. е. чувствительность этого метода примерно в 100 раз выше
чувствительности метода ЭПР. Современная аппаратура позволяет
регистрировать спонтанное свечение гомогенатов печени, суспензии
митохондрий, дрожжей, искусственных липидных мембран, свидетельствующее о
протекании в этих объектах свободнорадикальных реакций окисления липидов.
Интенсивность хемилюминесценции резко возрастает при добавлении к
исследуемому раствору или суспензии биологических частиц катализаторов,
например соли двухвалентного железа (за счет разветвления цепи по реакции
3 на рис. 10). На рис. 12 показана кинетика индуцированного Fe2+ свечения
суспензии митохондрий. Регистрация хемилюминесценции полезна в
диагностике. Например, интенсивность индуцированного Fe2+ свечения плазмы
крови при гнойном аппендиците значительно слабее, чем при холецистите, и
по этому критерию можно с большой достоверностью (до 90%) дифференциально
диагностировать эти два заболевания.
2.6. ПЕРВИЧНЫЕ СТАДИИ ФОТОБИОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ
К фотобиологическим относятся процессы, начинающиеся с поглощения света
одним из биологически важных соединений и заканчивающиеся определенной
физиологической реакцией организма. Различают негативные (вредные) и
позитивные (полезные) фотобиологические процессы.
Негативные фотобиологические эффекты в организмах человека и животных
делят на два типа: фототоксические и фотоаллергические.
Фототоксическими эффектами называют световые повреждения кожи или глаз,
не сопровождающиеся аллергическими реакциями. Клинически они проявляются
в форме эритемы, эдемы, пигментации, помутнения хрусталика и т. д.
Фотоаллергические эффекты включают в себя первичный иммунологический
механизм аллергической сенсибилизации.
К позитивным фотобиологическим эффектам у животных организмов относятся:
зрение,
фотопериодизм - регуляция суточных и годовых циклов жизни животных путем
циклических воздействий
50
свет : темнота. Процесс осуществляется под действием видимого света. У
человека и млекопитающих фотоперио-дическим рецептором являются глаза, у
некоторых птиц - гипоталамус, у рыб - эпифиз, у насекомых - мозг.
Образование витамина D из провитаминов, происходящее под действием УФ-
света.
У растений важнейшими фотобиологическими процессами являются фотосинтез,
фототаксис, фототропизм, фотопериодизм.
Хотя фотобиологические процессы очень разнообразны, но любой из них можно
разбить на ряд стадий:
1. Поглощение кванта света.
2. Внутримолекулярные процессы размена энергии.
3. Межмолекулярный перенос энергии возбужденного состояния (миграция
энергии).
4. Первичный фотохимический акт.
5. Темновые превращения первичных фотохимических продуктов,
заканчивающиеся образованием стабильных продуктов.
6. Биохимические реакции с участием фотопродуктов.
7. Общефизиологический ответ на действие света.
Биофизики занимаются изучением только первых четырех процессов и частично
-темновых процессов, непосредственно следующих за первичным
фотохимическим актом. Более поздние стадии: метаболизм фотопродуктов и их
физиологическое действие - предмет исследования биохимиков, физиологов и
медиков.
На рис. 13 представлены спектры излучения солнца у поверхности земли и
некоторых искусственных источников, применяемых в клинике. По характеру
биологического действия на организм человека и животных весь спектральный
диапазон принято разбивать на несколько участков, каждый из которых
ответственен за индукцию определенных эффектов.
Ифракрасная область (длины волн более 750 нм): тепловые эффекты.
