Российская научная конференция с международным участием «Актуальные проблемы токсикологии и радиобиологии» Санкт-Петербург, 19-20 мая 2011 г. Организатор: Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова, кафедра военной токсикологии и медицинской защиты.
Доклад: А.И. Грицук, В.В. Матвеев, Н.А. Грицук. «Физическое состояние ионов калия в живой клетке и радиобиологические эффекты инкорпорированного 137Cs»
Видео:
 
| |
[ Вход | Регистрация ]
|
Калий и радиоактивный цезий (Чернобыль)
Vladimir Matveev, 24.05.2011 16:37
Vladimir Matveev, 28.05.2011 10:15
Аннотация к докладу «Физическое состояние ионов калия в живой клетке и радиобиологические эффекты инкорпорированного 137Cs».
В докладе объясняется известный парадокс: незначительно радиоактивное заражение тканей (инкорпорированный цезий-137) приводить к выраженным тканевым патологиям (сердце, почки и др.). Однако всё встает на свои места, если знать, что цезий, подобно калию, распределен в клетке НЕРАВНОМЕРНО. Он адсорбируется на определенных клеточных структурах и его локальные концентрации возрастают на порядки величины по сравнению со среднетканевыми. К этим структурам относятся (на сегодня) сократительный аппарат (цезий концентрируется в М-дисках миофибрилл, содержащих сократительный белок миозин) и митохондрии. Понятно, что цезий повреждает прежде всего те структуры, в которых он концентрируется, хотя его усредненная (средняя по палате) концентрация незначительна.
В докладе объясняется известный парадокс: незначительно радиоактивное заражение тканей (инкорпорированный цезий-137) приводить к выраженным тканевым патологиям (сердце, почки и др.). Однако всё встает на свои места, если знать, что цезий, подобно калию, распределен в клетке НЕРАВНОМЕРНО. Он адсорбируется на определенных клеточных структурах и его локальные концентрации возрастают на порядки величины по сравнению со среднетканевыми. К этим структурам относятся (на сегодня) сократительный аппарат (цезий концентрируется в М-дисках миофибрилл, содержащих сократительный белок миозин) и митохондрии. Понятно, что цезий повреждает прежде всего те структуры, в которых он концентрируется, хотя его усредненная (средняя по палате) концентрация незначительна.
Vladimir Matveev, 28.05.2011 12:52
Речь была не о ВЛИЯНИИ цезия на мозг, а о повреждении функций мозга инкорпорированным 137Cs (через повреждение тех же митохондрий, например).
70% мало? А сколько нужно?
Исследовать внутриклеточное распределение НЕрадиоактивного цезия - это совершенно другие методы! А на чем основаны Ваши сомнения о том, что РАЗНЫЕ изотопы цезия по-РАЗНОМУ распределяются в клетке? Если бы это было так, то применение изотопных меток в биологических исследований было бы бессмысленно.
Список работ по внутриклеточному распределению калия и модельных ионов Вы найдете здесь:
70% мало? А сколько нужно?
Исследовать внутриклеточное распределение НЕрадиоактивного цезия - это совершенно другие методы! А на чем основаны Ваши сомнения о том, что РАЗНЫЕ изотопы цезия по-РАЗНОМУ распределяются в клетке? Если бы это было так, то применение изотопных меток в биологических исследований было бы бессмысленно.
Список работ по внутриклеточному распределению калия и модельных ионов Вы найдете здесь:
Vladimir Matveev, 28.05.2011 13:28
Доклад был обзорный, а не про мозг.
Что человеку смерть, то водоросли - понюшка табаку. Важно не сколько процентов, а действуют они или нет.
Вот эти данные получены 20 лет спустя после Ходжкина:
ВНУТРИклеточное распределение калия Ходжкин и Хаксли НЕ изучали. А именно характер внутриклеточного распределения этого иона имеет отношение к идее, излагаемой в докладе.
В 50-х годах считали, что основные катионы клетки находятся в клетке в свободном состоянии и равномерно распределены в объеме внутриклеточной воды. Такая точка зрения - история.
Что человеку смерть, то водоросли - понюшка табаку. Важно не сколько процентов, а действуют они или нет.
Вот эти данные получены 20 лет спустя после Ходжкина:
ВНУТРИклеточное распределение калия Ходжкин и Хаксли НЕ изучали. А именно характер внутриклеточного распределения этого иона имеет отношение к идее, излагаемой в докладе.
В 50-х годах считали, что основные катионы клетки находятся в клетке в свободном состоянии и равномерно распределены в объеме внутриклеточной воды. Такая точка зрения - история.
Vladimir Matveev, 28.05.2011 13:53
Повторяю еще раз, данных по внутриклеточному распределению ионов калия у нобелевских лауреатов НЕТ! Крыть их авторитетом просто НЕЧЕГО!!!
Что касается работ по внутриклеточному распределению калия, то я дал Вам все необходимое для самостоятельного поиска, если Вас это действительно заинтересует.
Что касается работ по внутриклеточному распределению калия, то я дал Вам все необходимое для самостоятельного поиска, если Вас это действительно заинтересует.
Vladimir Matveev, 28.05.2011 19:14
Удивляюсь, что Вы не понимаете, что речь идет о том, как ионы калия распределяются ВНУТРИ клетки. Ходжкин и Хаксли исследовали движение ионов ЧЕРЕЗ мембрану. Их подход предполагает, что К+ в клетке находится в свободном состоянии.
Какое отношение движение ионов через мембрану имеет к проблематике доклада, который Вы прослушали?
Не надо механически ссылаться на классиков. Интерпретируйте.
Какое отношение движение ионов через мембрану имеет к проблематике доклада, который Вы прослушали?
Не надо механически ссылаться на классиков. Интерпретируйте.
Vladimir Matveev, 28.05.2011 20:02
Вы приводите работу классиков, не объясняя логику своего обращения к ним. Когда я пойму эту Вашу логику, тогда и смогу отвечать на Ваши вопросы (хотя, пока Вы не спрашивали, а утверждали). Если Вы не можете объяснить, почему Чернобыль проассоциировался у Вас с Хаксли, тогда давайте сделаем перерыв.
Про митохондрии почитайте у Ленинджера.
Про митохондрии почитайте у Ленинджера.
Vladimir Matveev, 28.05.2011 20:09
Да, и что?
Повторяю для Вас свою логику:
Аннотация к докладу «Физическое состояние ионов калия в живой клетке и радиобиологические эффекты инкорпорированного 137Cs».
В докладе объясняется известный парадокс: незначительно радиоактивное заражение тканей (инкорпорированный цезий-137) приводить к выраженным тканевым патологиям (сердце, почки и др.). Однако всё встает на свои места, если знать, что цезий, подобно калию, распределен в клетке НЕРАВНОМЕРНО. Он адсорбируется на определенных клеточных структурах и его локальные концентрации возрастают на порядки величины по сравнению со среднетканевыми. К этим структурам относятся (на сегодня) сократительный аппарат (цезий концентрируется в М-дисках миофибрилл, содержащих сократительный белок миозин) и митохондрии. Понятно, что цезий повреждает прежде всего те структуры, в которых он концентрируется, хотя его усредненная (средняя по палате) концентрация незначительна.
Повторяю для Вас свою логику:
Аннотация к докладу «Физическое состояние ионов калия в живой клетке и радиобиологические эффекты инкорпорированного 137Cs».
В докладе объясняется известный парадокс: незначительно радиоактивное заражение тканей (инкорпорированный цезий-137) приводить к выраженным тканевым патологиям (сердце, почки и др.). Однако всё встает на свои места, если знать, что цезий, подобно калию, распределен в клетке НЕРАВНОМЕРНО. Он адсорбируется на определенных клеточных структурах и его локальные концентрации возрастают на порядки величины по сравнению со среднетканевыми. К этим структурам относятся (на сегодня) сократительный аппарат (цезий концентрируется в М-дисках миофибрилл, содержащих сократительный белок миозин) и митохондрии. Понятно, что цезий повреждает прежде всего те структуры, в которых он концентрируется, хотя его усредненная (средняя по палате) концентрация незначительна.
Vladimir Matveev, 28.05.2011 20:16
Я то читал. Какие Вы делаете из нее выводы? Как Вы ее понимаете приминительно к теме доклада?
Vladimir Matveev, 28.05.2011 20:57
(2718281828459045235360 @ 28.05.2011 21:33)
Вывод, что распределение ионов (включая и цезий) между митохондрией и цитоплазмой подчиняется модели и уравнениям Ходжкина и Хаксли. Очень простой и совершенно понятный вывод.
Вы просто повторяете за Ходжкиным. Зачем? Вы лучше объясните факты, изложенные в докладе. Что объясняет "подчинение модели и уравнениям Ходжкина и Хаксли."?
Vladimir Matveev, 29.05.2011 06:23
(2718281828459045235360 @ 28.05.2011 22:22)
На уровне качественном - в митохондрии отрицательный потенциал (в милливольтах, сравнительно с цитоплазмой), в ней больше цезия. На уровне количественном - платите деньги + нужно смотреть проводимости и массу параметров.
И начать с контроля с нерадиоактивным цезием.
1. Свести все радиоционные эффекты к митохондриям невозможно - это слишком упрощает реальную картину.
2. Калий, а вместе с ним и цезий, могут накапливаться в митохондриях тоже за счет адсорбции. Внутримитохондриальное распределение этих ионов не исследовали и дискутировать/спекулировать здесь не на чем.
3. "Отрицательный потенциал в митохондриях" будет притягивать ВСЁ положительно заряженное. Почему именно цезию больше всех надо в митохондриях?
4. Связанное состояние К+ в мышечных волокнах впервые в 1905 году показали A.B. Macallum ( ). C тех пор аналогичные результаты получены в Австралии в 1949 г. ( ), Венгрии в 1962 году ( ), Германии в 1977 и в последующие годы ( ).
На четвертый пункт Вы уже хотели чихать и снова захотите, ссылаясь на АВТОРИТЕТ нобелевских лауреатов. На всякий случай хочу напомнить, что в науке следует работать своей головой, а не брать ее напрокат у других.
Vladimir Matveev, 30.05.2011 07:30
(2718281828459045235360 @ 29.05.2011 14:04)
1. Совершенно верно, есть целая область науки и медицины по радиобиологии, она меня не интересует.2. Методов нет.
3. Вы формулу посмотрите. Там есть проводимость мембраны, разная для разных ионов. Собственно неравновесное распределение натрия и калия вполне объясняется уравнением. Почему натрия меньше в цитоплазме?
4. Предложите простые методы проверки, количественные.
2. Методы есть - исследование элементного состава препаратов, подготовленных для соответствующего электронномикроскопического исследования.
3. Есть немало работ, в которых потенциал покоя зависит от ионного состава внутри- и внеклеточной среды не так, как описывает указанной уравнение.
4. Рис.1
На этом рисунке показан препарат мышечного волокна, отдельные участки которого испаряли лучом лазера. Полученную плазму разгоняли в масспектрометре, определяя ее элементный состав. Эти исследования показали неравномерное распределение К+ в мышечном волокне - он концентрировался главным образом в миозиновых дисках.
Рис.2
На этом рисунке показаны результаты опыта с портняжной мышцей лягушки, которая была полностью изолирована от внешней среды и сообщалась с ней ТОЛЬКО ЧЕРЕЗ СРЕЗ (плоскость среза совмещена с осью ординат, на которой указано отношение катионов внутри мышцы к их концентрации в среде.
Видно, что у среза (область повреждения) рассматриваемые отношения концентраций близки к 1. Начиная с границы поврежденная/интактная ткань (отмечена вертикальной пунктирной линией) отношения концентрация начинают принимать значения, характерные для мышцы в покое.
На поверхности среза мембрана не формируется: диффузионное сопротивление поверхностного слоя было на порядок меньше диффузионного сопротивления интактной мембраны. На границе поврежденной/интактной ткани (пунктир) мембрану с насосами тоже трудно представить.
Рассматриваемый мышечный препарат инкубировали в растворе Рингера несколько дней (условие установления диффузионного равновесия соблюдено) прежде, чем его подвергали анализу на ионный состав.
Вывод: неравномерное распределение рассмотренных катионов объясняется их адсорбцией на внутриклеточных структурах, а не активным мембранным транспортом.
Guest, 30.05.2011 07:51
Цезий-137 (Википедия):
В организме животных 137Cs накапливается главным образом в мышцах и печени.
Вследствие относительно равномерного распределения этого нуклида в организме органы и ткани облучаются равномерно. Этому также способствует высокая проникающая способность гамма-излучения нуклида 137Bam, образующегося при распаде цезия-137: длина пробега гамма-квантов в мягких тканях человека достигает 12 см[5].
Всё давно придумано?
В организме животных 137Cs накапливается главным образом в мышцах и печени.
Вследствие относительно равномерного распределения этого нуклида в организме органы и ткани облучаются равномерно. Этому также способствует высокая проникающая способность гамма-излучения нуклида 137Bam, образующегося при распаде цезия-137: длина пробега гамма-квантов в мягких тканях человека достигает 12 см[5].
Всё давно придумано?
Vladimir Matveev, 30.05.2011 07:56
(Guest @ 30.05.2011 08:51)
Цезий-137 (Википедия):В организме животных 137Cs накапливается главным образом в мышцах и печени.
Вследствие относительно равномерного распределения этого нуклида в организме органы и ткани облучаются равномерно. Этому также способствует высокая проникающая способность гамма-излучения нуклида 137Bam, образующегося при распаде цезия-137: длина пробега гамма-квантов в мягких тканях человека достигает 12 см[5].
Всё давно придумано?
Берем два случая:
1) цезий-137 равномерно распределен в объеме клетки.
2) цезий-137 сосредоточен в объеме, составляющем 10% от объема клетки (в результате адсорбции).
Спрашивается, в каком из этих случаев повреждение клетки будет больше?
Vladimir Matveev, 31.05.2011 07:32
Ссылки следующие.
Рис.1:
Рис.2.
Что касается гамма-излучения, то его интенсивность (как и освещенность от лампочки) быстро снижается при удалении от источника. Следовательно, чем ближе к источнику излучения, тем "жарче". Таким образом, ПЛОТНОСТЬ излучения максимальна у центров адсорбции. Вероятность поглощения кванта средой ОДИНАКОВА на всем пути следования кванта, поэтому нет нужды "ждать" пока он дойдет до отметки 12 см. Максимальные повреждения будут там, где максимальная плотность квантов на единицу объема - у центров связывания.
Кроме того, нужно учитывать повреждение центра связывания, когда у него "прямо в руках" происходит ядерная реакция...
Рис.1:
Рис.2.
Что касается гамма-излучения, то его интенсивность (как и освещенность от лампочки) быстро снижается при удалении от источника. Следовательно, чем ближе к источнику излучения, тем "жарче". Таким образом, ПЛОТНОСТЬ излучения максимальна у центров адсорбции. Вероятность поглощения кванта средой ОДИНАКОВА на всем пути следования кванта, поэтому нет нужды "ждать" пока он дойдет до отметки 12 см. Максимальные повреждения будут там, где максимальная плотность квантов на единицу объема - у центров связывания.
Кроме того, нужно учитывать повреждение центра связывания, когда у него "прямо в руках" происходит ядерная реакция...
AlehinOleg, 05.06.2011 13:00
так-так... не понимаю только как они рвут ДНК
Это — лёгкая версия форума. Чтобы попасть на полную, щелкните здесь.