ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЛИПИДА В ЛЕЙКОЦИТАХ КРОВИ ЧЕЛОВЕКА МЕТОДОМ ФЛУОРЕСЦЕНТНЫХ ЗОНДОВ
Гуларян С. К., Светличный В. Ю., Добрецов Г. Е.
НИИ физико-химической медицины, 119828 Москва
В последние годы все больший
интерес вызывают структура и метаболизм липидов в организме. Это
связано с тем, что метаболизм липидов играет ключевую роль в развитии
атеросклероза. Определение состава и концентрации липидов плазмы
крови является обязательным биохимическим тестом в клинике. Напротив,
липиды клеток крови не исследуются в клинической практике. С нашей
точки зрения, это связано с тем, что нет исследований, доказывающих
связь между внутриклеточными липопротеинами и вероятностью атеросклероза.
Более того, сам факт существования внутриклеточных липопротеинов
лейкоцитов до сих пор вызывает сомнение. Результаты наблюдений
за перераспределением радиактивно меченых липидных молекул между
плазмой и клетками дают представление о скорости и характере биохимических
реакций, протекающих в клетке. Однако до настоящего времени вопрос
о том, в какой форме существуют и метаболизируются липиды клетками
крови, остается открытым. Традиционные методы исследования структуры
липидсодержащих органелл клетки, как правило, не позволяют сохранить
клетку живой, повреждая саму клетку и исследуемые органеллы. Между
тем в последние годы был предложен метод изучения пространственной
структуры липидных органелл, основанный на безызлучательном переносе
энергии между липофильными флуоресцентными зондами. Зонды используются
для исследования живых клеток, не внося радикальных повреждений
в структуру органелл. Ранее с помощью переноса энергии между поверхностным
зондом-акцептором и двумя зондами-донорами с различной локализацией
удалось обнаружить разницу в структурной организации липида лимфоцитов
и гранулоцитов. Было показано, что липидсодержащие органеллы лимфоцитов
в основном представляют собой мембраны, в то время как в гранулоцитах
существуют липидная фаза, удаленная от поверхности липид-вода
на расстояние более 5 нм. Мы предположили, что гранулоциты содержат
достаточно крупные липидные частицы, напоминающие липопротеины
очень низкой плотности (ЛПОНП). Другой способ обнаружить гетерогенность
липидной фазы клеток - регистрация спектра флуоресценции зонда.
Используемый в работе зонд 4-диметиламинохалкон (ДМХ) очень чувствителен
к полярности окружения. В различных растворителях максимум спектра
его флуоресценции может смещаться на 60-80 нм. В популяции лимфоцитов,
выделенных из крови доноров, положение максимума спектра флуоресценции
составило 505 нм, тогда как в гранулоцитах - 495 нм. В качестве
причины коротковолнового сдвига спектра флуоресценции ДМХ можно
предположить наличие липопротеиновых частиц. Действительно, максимум
спектра флуоресценции ДМХ во фракции клеточных мембран, полученных
при субклеточном фракционировании лимфоцитов, приходится на 505
нм, а в ЛПОНП - на 495 нм. В суспензии клеток полуширина
спектра флуоресценции ДМХ значительно выше, чем в органических
растворителях. Поэтому мы предположили, что такой широкий спектр
является суммой нескольких спектральных форм молекул зонда ДМХ,
находящихся в различном окружении. Спектры флуоресценции зонда
в клетках раскладывали на компоненты, используя для этого спектры
ДМХ в растворителях (толуол, тетрагидрофуран, бутанол). Результаты
показали, что в гранулоцитах присутствует компонента с максимумом
флуоресценции 460 нм. В лимфоцитах этой компоненты не оказалось.
При добавлении к суспензии клеток зонда-акцептора, локализующегося
на поверхности раздела липид - вода, наблюдали за тушением
флуоресценции различных спектральных форм зонда ДМХ. Как было
показано, тушение флуоресценции ДМХ происходит за счет безызлучательного
переноса энергии возбуждения с зонда-акцептора. Оказалось, что
в лимфоцитах, где спектр был разложен на две компоненты, обе спектральные
формы ДМХ тушатся одинаково. Напротив, в гранулоцитах, где обнаружилась
третья коротковолновая компонента, тушение происходит иначе. Амплитуды
компонент с положением максимумов 490 и 530 нм уменьшаются по
мере увеличения концентрации зонда-акцептора, в то время как амплитуда
компоненты с максимумом флуоресценции 460 нм не изменяется. Аналогичные
результаты были получены на модельных липидных системах: суспензиях
бислойных мембран (липосом) и ЛПОНП. В ходе дальнейших исследований
планируется разработать количественный метод для определения внутриклеточных
липопротеинов.