Цель исследования. В работе изучалось влияние различных образцов воды, обладающих в силу своего происхождения разными физико-химическими свойствами, на структурные характеристики мембраны эритроцитов. Известно, что изменение структуры воды может менять конформацию биомембран, следовательно, и активность биологических процессов в клетке, поскольку именно клеточная мембрана наиболее чувствительна к изменению внутренней и внешней среды. Показано также, что при различных способах активации воды и фазовых переходах происходят механо-химические реакции гомолитического распада молекул воды с появлением водородного и гидроксильного радикалов. Эти радикалы, гидратируясь, могут существовать значительное время и образуют химически активные ионы и радикалы, включая активные формы кислорода, что приводит к различным биологическим эффектам. Поэтому можно ожидать проявлений биологической активности у воды, прошедшей различные стадии обработки.
Многие заболевания сопровождаются интенсификацией перекисного окисления липидов и изменениями структурной организации мембраны. В настоящее время для изучения структурного состояния биологических мембран успешно применяется спектроскопия электронного парамагнитного резонанса (ЭПР-спектроскопия), которая позволяет фиксировать слабые изменения биофизических параметров клеточных мембран, как при их нормальном функционировании, так и в случае химических и физических воздействий.
Описание образцов. В качестве объектов исследования использовались три образца воды:
- Водопроводная вода, забранная из системы городского водопровода Западного административного округа г. Москвы (образец В);
- Та же вода, но очищенная с использованием бытовой установки очистки воды фирмы Zepter, серия EE-RO-6PF (образец Ф);
- Вода Ф, дополнительно обработанная устройством «Акватор», влияющим на структурное состояние воды (образец Т).
Методика исследования. На трех исследуемых образцах воды готовили 0,01М трис-HCL буфер (рН-7,4), куда в виде 5%-ной суспензии помещали эритроциты мышей. В подготовленном таким образом буфере проводили изучение микровязкости эритроцитарной мембраны. Вязкость различных областей мембраны оценивали по времени вращательной корреляции включенных в мембрану спиновых зондов. В качестве зондов использовали стабильные иминоксильные радикалы: 2,2,6,6-тетраметил-4-каприлоил-оксипиперидин-1-оксил (зонд 1) и 5,6-бензо-2,2,6,6-тетраметил-1,2,3,4-тетрагидро-
-3-оксил (зонд 2), которые различаются по своим гидрофобным свойствам. Известно, что зонд 1 преимущественно локализуется в липидном бислое, а зонд 2 -в прибелковых липидах мембраны. Иминоксильные радикалы вводили в 5%-ную взвесь эритроцитов в виде спиртового раствора за 30 мин до измерения образцов на ЭПР-спектрометре ER-200D SRC фирмы Bruker (ФРГ). Из полученных спектров ЭПР рассчитывали время вращательной корреляции, имеющее смысл периода переориентации радикала на угол 
/2.
Результаты и обсуждение. Полученные в процессе исследования результаты приведены в таблице 1.
Таблица 1. Микровязкость мембраны эритроцитов под влиянием различных
образцов воды (
c 10-10 сек)
| Вода | В абсолютных единицах | В процентах в образцу В | ||
| Зонд 1 | Зонд 2 | Зонд 1 | Зонд 2 | |
| В-образец | 0.40 | 0.77 | 100 | 100 |
| Ф-образец | 0.46 | 0.82 | 115 | 106 |
| Т-образец | 0.41 | 0.77 | 103 | 100 |
| Из таблицы видно, что наибольшее увеличение микровязкости липидного бислоя и прибелковых липидов эритроцитов происходит при использовании образца Ф, т.е. мембрана становится более «жесткой». Повышение вязкости мембраны указывает на усиление в ней свободнорадикальных окислительных реакций. Образующиеся при этом активные формы кислорода весьма агрессивны и вызывают клеточные повреждения, что приводит к нарушению обменных процессов в клетке и к развитию различных патологических состояний. Вода Т практически не изменяет вязкость мембраны эритроцитов по сравнению с исходным образцом В, что говорит о ее физиологической близости к контролю. Следовательно, полученные данные подтверждают предположения о разной биологической активности изученных образцов воды. Из условий эксперимента понятно, что различия в степени влияния на микровязкость биомембран связаны с физико-химическими свойствами рассматриваемых образцов, которые возникли в результате технологической обработки воды. Таким образом, можно сделать вывод, что вода Т — отфильтрованная и обработанная устройством «Акватор» — является лучшей по сравнению с водой Ф, поскольку не нарушает структуру мембраны эритроцитов. Работу выполнила кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории физико-химических основ регуляции биологических систем ИБХФ РАН |
