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.