В настоящее время для исследования и оценки проницаемости мембран применяют следующие основные методы:

  • осмотические,
  • индикаторные,
  • химические,
  • радиоактивных изотопов.

Осмотические методы основаны на наблюдении за кинетикой изменения объема клеток при помещении их в гипертонические растворы разной концентрации. Когда клетки помещают в гипертонический раствор исследуемого вещества, то вследствие выхода из них воды объем их уменьшается. По мере поступления исследуемого вещества в клетку разность осмотического давления между клеткой и средой уменьшается, и клетка восстанавливает свой первоначальный объем. Наблюдая за скоростью восстановления объема клеток, можно судить о скорости проникновения в них вещества. С целью объективной регистрации этих процессов применяют центрифугирование взвеси клеток и визуальное определение их суммарного объема с помощью гематокрита, измерение прозрачности, а также определение изменений показателя преломления клеток и суспензионной жидкости.

Недостаток данного метода: он применим только для работы с отдельными и довольно крупными клетками (водорослями, эритроцитами). Этот метод неприменим так же при исследовании проницаемости для сахаров и аминокислот, так как при больших концентрациях этих веществ мембрана для них непроницаема, а при малых концентрациях трудно уловить изменения объема клеток.

Индикаторные методы основаны на изменении окраски клеточного содержимого при поступлении в клетку определенных веществ. В клетку вначале вводят индикатор, а затем помещают ее в раствор исследуемого вещества. При поступлении в клетку этих веществ наблюдается окрашивание. Если исследуемое вещество само является красителем, то необходимость в предварительном введении индикатора отпадает. К недостаткам данного метода следует отнести то, что небольшие концентрации красителей трудно обнаружить, а большие токсичны. Данный метод дает в основном лишь качественный ответ: проникает вещество в клетку или не проникает.

Химические методы основаны на обычном качественном и количественном определении содержания веществ в клетках или в среде. Клетки помещают в раствор исследуемого вещества и через некоторое время определяют концентрацию этого вещества в клетках или в растворе. Метод дает особенно хорошие результаты при работе с крупными клетками.

Методы радиоактивных изотопов основаны на применении изотопов, обладающих радиоактивностью. При этом исследуемое вещество метят, т. е. включают в состав молекулы исследуемого вещества радиоактивный (меченый) атом, взамен такого же, но не радиоактивного. Если исследуемое вещество находится в виде атомов или ионов, то просто подмешивают в вещество их радиоактивные изотопы. Теперь поступление этого вещества в клетку можно зафиксировать с помощью счетчика радиоактивных частиц. Поскольку радиоактивность клетки пропорциональна количеству поступившего в нее вещества, этот метод дает количественные результаты. При измерении потока вещества из клеток в среду предварительно вводят меченные атомы в клетки. Это производится или путем микроинъекции, или путем выращивания культуры клеток в среде, содержащей данное радиоактивное вещество. В последующем измеряют выходящие из клеток потоки данного вещества.

Изотопный метод является наиболее совершенным и точным методом исследования клеточной проницаемости. Пользуясь им, можно вводить в клетку исследуемое вещество в низких концентрациях, не нарушающих жизнедеятельность клеток. Применение изотопов позволило изучить проницаемость не только для молекул чужеродных или ядовитых веществ, но и для тех соединений, которые входят в состав клеток и тканевых жидкостей самого организма. С помощью изотопного метода удаётся изучать одновременно потоки вещества из среды в клетку и из клетки в среду. Особая ценность метода заключается в том, что он удобен для изучения кинетики входа и выхода веществ и позволяет исследовать эти процессы в естественных условиях, когда клетка находится в стационарном состоянии.

Метод измерения электропроводности применяется при исследовании проницаемости клеток для ионов. Электропроводность клеток определяется активностью ионов в клетках и проницаемостью клеточных мембран. При определенных условиях, например, при измерении на низких частотах переменного тока, электропроводность является мерой проницаемости мембран.

Давайте вместе сделаем данный сайт лучше! Поделитесь ссылкой на этот сайт со своими одногрупниками.

2015-2021 © Биология для студентов | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

^ Наверх