Клетка поляризация

Электропроводность разных тканей и биологических жидкостей неодинакова наибольшей электропроводностью обладают спинномозговая жидкость, лимфа, желчь, кровь хорошо проводят ток также мышцы, подкожная клетчатка, серое вещество головного мозга. Значительно ниже электропроводность легких, сердца, печени. Очень низка она у жировой ткани, нервной, костной. Хуже всего проводит электрический ток кожа (роговой слой). Сухой эпидермис почти не обладает электропроводностью. Жидкость межклеточных пространств гораздо лучше проводит ток, чем клетки, оболочки которых оказываются существенным препятствием при движении многих ионов. Возле оболочек накапливаются одноименные ионы, возникает их поляризация. Все это приводит к резкому (в 10—100 раз) падению силы постоянного тока, проходящего через ткани, уже через 0,0001 сек после его замыкания. Поэтому электропроводность кожи обусловлена, главным образом, содержанием протоков желез, особенно потовых. В зависимости от физиологи- [c.43]

Интересным явлением, связанным с особенностями взаимодействия свободных радикалов в клетке, является химическая поляризация ядер. Это явление нашло широкое применение при исследовании реакций свободных радикалов. [c.174]

Как известно, клетки нервной системы (нейроны) не имеют непосредственного контакта друг с другом. Они разделены синаптическими щелями, через которые сигнал (передаваемый в виде бегущей по нейронной мембране волны поляризации-деполяризации) пройти не может без определенного посредника, называемого нейромедиатором (или нейротрансмиттером). Передача нервного импульса от одного нейрона к другому происходит следующим образом (рис. 3, схема А). По достижении нервным сигналом конца возбужденной клетки (нейрон 1) в ее пресинаптической области синтезируется нейротрансмиттер (АХ), который затем выбрасывается в синаптическую щель и быстро диффундирует к своему рецептору (R), расположенному в постсинаптической мембране покоящейся клетки (нейроне 2). [c.31]

Если пренебречь равновесной поляризацией ядерного спина в момент образования РП, то среднее значение проекции спина на направление внешнего магнитного поля равно нулю в момент образования РП и должно оставаться нулем, так как в сильных магнитных полях изотропное СТВ сохраняет проекцию ядерных спинов. Отсюда вытекает, что радикалы, избежавшие рекомбинации в клетке, имеют поляризацию ядра, знак которой противоположен знаку поляризации ядерных спинов в продукте геминальной рекомбинации. Происходит сортировка ядер по проекции их спина ядра с положительной (отрицательной) проекцией спина преимущественно остаются в продукте геминальной рекомбинации РП, т.е. в регенерированной материнской молекуле, одновременно ядра с отрицательной (положительной) ориентацией спина оказываются в продуктах реакции радикалов, вышедших из клетки в объем раствора. [c.83]

Еще одним замечательным проявлением спиновой динамики в радикальных парах является поляризация спинов неспаренных электронов [1, 2]. Представим себе ансамбль молекул, которые под действием света распадаются на два радикала. Есть две стадии такого распада в растворах промежуточная стадия существования спин-коррелированных геминальных радикальных пар и последующая стадия распада РП на независимые радикалы. Эффекты химической поляризации электронных спинов проявляются и в спектрах ЭПР РП и в спектрах радикалов, вышедших из клетки. Проявления эффектов ХПЭ в спектрах ЭПР РП будут обсуждаться подробно в следующей лекции. В этой лекции будут обсуждены преимущественно эффекты ХПЭ, которые наблюдаются в спектрах ЭПР радикалов, избежавших рекомбинации в РП и вышедших из клетки в объем раствора. В действительности, эффекты ХПЭ в радикалах, вышедших из клетки, формируются за время жизни РП в результате спиновой динамики в РП. Выходя из клетки в раствор, радикалы наследуют поляризацию неспаренных электронов, которая уже сформировалась на стадии РП. [c.91]

Интегральная поляризация электронного спина дается интегральной интенсивностью всех СТС компонент спектра ЭПР радикала. Интегральный эффект может быть типа А (поглощение) или типа Е (эмиссия). Если РП составляли два радикала с разными -факторами и если эти радикалы не содержат магнитных ядер или СТВ с магнитными ядрами пренебрежимо мало, то интегральный эффект ХПЭ проявляется в спектре ЭПР радикалов, вышедших из клетки, в виде спектра АЕ или ЕА, показанного на рис. 26 и в. Для сравнения, на рис. 2а показана схема спектра в условиях термодинамического равновесия. [c.92]

Мультиплетный эффект ХПЭ состоит в разной поляризации компонент СТС в спектре ЭПР радикалов, вышедших из клетки. В общем случае оба эффекта ХПЭ, интегральный и мультиплетный, проявляются одновременно. Но если -факторы радикалов пары равны, то проявляется только мультиплетный эффект. Предположим, что и что радикал А име- [c.93]

Рассмотрим вид спектров ЭПР радикалов, вышедших из клетки. Предположим, что в момент времени / РП распадается и радикалы пары расходятся. При этом расстояние между радикалами возрастает, и в хорошем приближении можно считать, что при распаде РП обменное взаимодействие между радикалами выключается. После выключения обменного взаимодействия формирование поляризации спинов прекращается, каждый спин сохраняет ту поляризацию, которую он приобрел за время жизни в клетке. [c.101]

Интенсивность линии ЭПР радикала, вышедшего из клетки, пропорциональна поляризации спина в момент распада РП. Из приведенных расчетов следует, что линии ЭПР радикалов, вышедших из клетки, имеют разные знаки. Для каждого из радикалов пары имеется интегральный эффект ХПЭ. Спектр ЭПР двух радикалов может быть либо типа АЕ, либо типа ЕА. Из приведенных выше формул видно, что тип интегрального эффекта ХПЭ зависит от знака произведения обменного [c.101]

Знак интегральной поляризации данного радикала, вышедшего из клетки в объем раствора, задается знаком параметра [c.102]

Если -факторы радикалов равны, то интегральный эффект ХПЭ не формируется. Но за счет сверхтонкого взаимодействия может сформироваться мультиплетный эффект ХПЭ. Рассмотрим РП, в которой разностью -факторов радикалов можно пренебречь, но есть сверхтонкое взаимодействие с одним ядром со спином 1/2. Разобьем ансамбль всех РП на два подансамбля. В одном подансамбле спин ядра имеет проекцию +1/2, а в другом - проекцию -1/2. Соответственно в спектре ЭПР радикала А, содержащего магнитное ядро, появляется сверхтонкая структура, линия ЭПР расщепляется на дублет. В рассматриваемой ситуации одна компонента СТС соответствует резонансной частоте, которая меньше, чем резонансная частота спина-партнера по паре В (см. рис. 6). Другая компонента СТС соответствует резонансу на частоте, которая больше частоты резонанса для I спина-партнера В без магнитного ядра. В каждом подансамбле РП радикалы выносят из клетки интегральную поляризацию. В подансамбле РП с положительной проекцией ядерного спина интегральная поляризация спинов пары дается формулами, которые следуют из приведенных выше выражений [c.102]

Спиновая динамика в спин-коррелированных радикальных парах трансформирует начальную взаимную упорядоченность спинов и в результате создает такие формы поляризации (упорядоченности) электронных спинов, которые характерным образом проявляются в экспериментах по электронному парамагнитному резонансу. Проявление химической поляризации электронных спинов в спектрах ЭПР радикалов, вышедших из клетки в объем раствора, обсуждалось в предыдущей лекции. В этой лекции рассматривается форма спектра ЭПР спин-коррелированных РП. В настоящее время особенно много работ посвящено исследованию спиновой поляризации в спектрах ЭПР ион-радикальных (электрон-дырочных) пар, которые образуются в процессе разделения зарядов на первичных стадиях фотосинтеза. Поэтому в этой лекции ориентир взят на РП, образующиеся в реакционном центре (РЦ) фотосинтеза. Однако приведенные результаты могут быть применены и для интерпретации спектров ЭПР спин-коррелированных РП вообще. [c.106]

Возникновение такой поляризации запускает р-ции световой адаптации клетки по принципу обратной связи. Закрытие Na" -каналов блокирует проникание Са " в наружный сегмент, в то же время выход в результате [c.273]

Когда два радикала встречаются в одной клетке, их спины ориентированы либо параллельно (триплетная пара), либо антипараллельно (синглетная пара). Поскольку рекомбинация протекает с сохранением спина, а для устойчивой молекулы характерно синглетное состояние, то в реакцию вступают только синглетные пары. В связи с этим реакциям радикальных пар присущ ряд особенностей. Во-первых, на реакцию радикальных пар влияет магнитное поле. Во-вторых, в тех случаях, когда ядра изотопов атомов радикалов имеют магнитный момент, появляется магнитный изотопный эффект. В-третьих, имеют место химическая поляризация электронных спинов в радикалах (ХПЭ) и химическая поляризация ядерных спинов в продуктах рекомбинации радикалов (ХПЯ). [c.196]

Рассмотрим химические основы возникновения и поддержания биоэлектрических потенциалов (потенциала покоя и потенциала действия). Большинство исследователей придерживаются мнения, что явления электрической поляризации клетки обусловлены неравномерным распределением ионов К и Ма по обе стороны клеточной мембраны. Мембрана обладает избирательной проницаемостью большей для ионов К и значительно меньшей для ионов Ка. Кроме того, в нервных клетках существует механизм, который поддерживает внутриклеточное содержание натрия на низком уровне вопреки градиенту концентрации. Этот механизм получил название натриевого насоса. [c.636]

Механохимическая активность данной клетки подвержена контактному влиянию соседних. Этим обеспечивается кооперативность поляризации клеток. [c.576]

Структурная поляризация наблюдается, например, в материалах, абсорбирующих влагу, и в растительных клетках. Время релаксации структурной поляризации порядка 10" . .. 10 с. [c.416]

Однако с некоторыми объяснениями авторов, особенно в тех случаях, когда они распространяются на биологические частицы, не всегда можно согласиться. В частности, не учтена мозаичная — гидрофильно-гидрофобная — структура поверхности бактериальной клетки, пе обосновано предположение о том, что все молекулы монослоя воды обращены одним знаком диполя к поверхности бактерий (сейчас доказана электрическая неоднородность такой поверхности, показано, что на ней имеются как отрицательно заряженные группы — карбоксильные, фосфатные,— так и группы с положительным зарядом, например ам.монийные). Однако это обстоятельство, очевидно, не может существенно влиять на указанный процесс и будет только способствовать неустойчивости равномерного и перпендикулярного расположения диполей воды вокруг клетки, т. е. в конечном счете, неустойчивости такого состояния клетки, когда она не и.мела бы дипольного момента. Данные относительно увеличения дипольного момента клетки в постоянном электрическом поле, т. е. наведенного электрического дипольного момента, в литературе отсутствуют, однако некоторые исследователи считают, что дипольный люмент коллоидных частиц, в том числе и микроорганизмов, может возрастать в электрическом поле на несколько порядков. Такая дополнительная поляризация, возможно, происходит как за счет изменений электрического состояния внутри клетки, так и вследствие деформации наружного двойного электрического слоя — на этот раз ионного [321]. [c.199]

Частицы глинистого минерала и микробные клетки имеют в воде определенные двойные электрические слои, внешняя обкладка которых представлена положительно заряженными ионами. Это обстоятельство мешает клеткам микроорганизмов интенсивно адсорбироваться на поверхности монтмориллонита. Наложение электрического поля постоянного тока приводит к смещению ДЭС, поляризации частиц, в результате чего клетки подходят к частице на близкое расстояние. При смене полярности наступает момент, когда внешнее поле в системе [c.224]

Однако продукты реакции в клетке, образующиеся при рекомбинации синглетных пар, имеют противоположную поляризацию, так как их ядерные уровни перед этим имели распределение по Больцману. [c.140]

Если же при реакции сразу образуется синглетная радикальная пара, которая затем превращается в конечный продукт (реакция в клетке), то наблюдается противоположная поляризация (рис. 78). [c.142]

Фундаментальная особенность энергетики живых систем заключается в том, что трансформация энергии в процессах жизнедеятельности осуществляется в окислительно-восстанови-тельных реакциях с участием ферментов и белковых переносчиков электрона. В результате исследований последних десяти лет обнаружен удивительный по своей простоте и универсальности молекулярный механизм преобразования энергии в клетках, включающий транспорт электронов и сопряженную с ним поляризацию биологической мембраны. Локализованные и структурно организованные в биологических мембранах белки осуществляют процессы обмена электронами. При этом часть энергии процесса трансформируется в концентрационный потенциал ионов водорода, поляризующий биологическую мембрану [1—3]. [c.68]

При исследовании поляризации рассеянного клетками света перед фотоумножителем в специальное гнездо в кожухе помещается поляризационная призма (николь). [c.149]

Однако при возбуждении пары оснований электрон переходит от уровня гуанина на уровень цитозина (0,99 е ) и возникает заметная поляризация, отражающаяся на форме потенциальной кривой протона в водородной связи. Первый уровень возбужденной кривой является уже туннельным для протона. Итогом этого может быть переход протона от Г к Ц. Это значит, что возбуждение (например, действием УФ-излучения) создает условия, в которых вероятности образования нормальных и таутомерных форм оснований одинаковы. Таутомерные формы в цепи ДНК могут дать начало образованию различных мутаций. Таким образом Левдин объяснил мутагенное действие облучений на клетки. [c.355]

В остальных случаях отсутствие поляризации в эфирах — результат либо нерадикального механизма, либо образования при распаде пероксидов только короткоживущих в клетке радикалов (менее 10 с). Авторы [205-207] с помощью метки С установили, что при термолизе пероксидов циклобутилацетила- С и циклопентилацетила- С в результате скелетной перегруппировки образуются соответствующие сложные эфиры [c.277]

ХПЯ в последовательных РП эффект памяти). В рассмотренной ситуации электронного обмена химическая реакция в РП создает последовательные пары, которые отличаются конфигурацией ядерных спинов, но химически тождественны. За время жизни РП в клетке могут также успеть произойти химические реакции, которые дают новые радикалы и новые радикальные пары. Например, при фотолизе дибензилкетона образуется сначала пара РЬСН СО СН,РЬ . После отщепления СО группы эта пара превращается в пару РЬСН, СН,РЬ . Поляризация спинов ядер в продуктах рекомбинации вторичной пары зависит не только от спиновой динамики в этой, вторичной паре. Оказывается, что эффекты ХПЯ во вторичной паре зависят также от спиновой динамики в первичной паре. Эффекты ХПЯ, которые наблюдаются в продуктах рекомбинации вторичной пары последовательности из двух РП, несут в себе информацию и о спиновой эволюции в первичной паре [8]. Вторичная пара наследует результат спиновой динамики в первичной паре. Такая память [c.88]

Введение. Все применения переноса поляризации, с которыми мы до сих пор встречались, заключаются в переносе поляризации с ядра с большим у на ядро с меньшим у. В принципе иет никаких причин считать это прямое направление единственно возможным, вполне возможно провести перенос, иапример, с С иа Н или с Н на Однако такие эксперименты могут показаться бессмысленными, поскольку оии неизбежно должны приводить к потере чувствительности в сравнении с прямым наблюдением. Но, с другой точки зрения, подобные эксперименты могут оказаться полезньп и. Сравним спектроскопию Н и С- Первая нз них обладает той особенностью, что протоны присутствуют практически во всех объектах. Интересующие нас сигналы в протонных спектрах многих распространенных систем, таких, как среды с химическими реакциями или живые клетки, полностью закрываются ннтевснвными сигналами воды или других растворителей или таких распространенных в биохимии веществ, как липиды. Ядро С, напротив, имеет низкое природное содержание, что позволяет пометить нм интересующие нас объекты нли их части, которые далее можно контролировать с помощью С-ЯМР, ие встречая помех со стороны интенсивных протонных сигналов. Таким образом, протонам присуща высокая чувствительность, а углероду (и другим ядрам с низким природным содержанием) высокая селективность. [c.213]

Г-пара fiHs OO Hj. Поскольку в Т-S-превращении преим. участв ют пары, содержащие С, кол-во этого изотопа в феннлбензоате, образовавшимся в результате внутриклеточной рекомбинации радикалов, на 23% больше, чем в бензоле, являющимся продуктом внеклеточных превращ. СбН ,- К. э. проявляется также в [том, что продукты, образующиеся при рекомбинации радикалов внутри клетки, и продукты превращения радикалов, вышедших из клетки, имеют противоположные знаки химической поляризации ядер. [c.410]

Флуоресцентные Л з содержат группировку, обусловливающую флуоресценцию соед (II) Параметры спектров таких Л з (интенсивность испускания, поляризация и др ) позволяют получать данные о подвижности и упорядоченности отдельных молекул и надмолекулярных структур (напр, участков биол мембран), о взаимод молекул и св-вах окружения (напр, полярности) Л 3 в изучаемой системе Флуоресцентньге Л з также применяют для изучения распределения и метаболизма липидов в клетках и тканях [c.597]

Для обнаружения в механизме р-ции О. п. используют радиоспектроскогшч. методы (ЭПР, хим. поляризацию ядер), оптич. методы с быстрой регистрацией (напр., пико-секундную лазерную спектроскопию). Косвенным подтверждением О. п. служат изменение спектральных характеристик р-ра, в частности появление полосы переноса заряда (см. Молекулярные комплексы), и хемилюминесценция. Для идентификации р-ций, включающих О. п., используют также их ингибирование при введении посторонних радикалов, доноров или акцепторов электрона, либо инициирование полимеризации добавленного в реакц. среду мономера (напр., акрилонитрила). Большинство этих методов основано на фиксации ион-радикалов, к-рые образуются при О. п. в клетке р-рителя (см. Клетки эффект) и затем выходят в объем р-ра. Известны р-ции О. п., идуидае неявно , без выхода ион-радикалов из клетки р-рителя. Такие процессы распознают с помощью косвенных методов, характерных для химии радикалов свободных. [c.331]

В жидкости различают первичные соударения реагентов, встретившихся и попавших в результате диффузии в клетку растворителя , которые составляют вместе с ней диффузионную пару, и вторичные соударения частиц А и В в клетке . Если такие частицы друг с другом не взаимодействуют, то число соударений частиц А и В в клетке растворителя оценивается в 10 . Общее число соударений частиц А и В в растворе не зависит от вязкости растворителя и предполагается таким же, как в газовой фазе. В ходе столкновения многоатомных частиц А и В между ними первоначально возникают силы отталкивания (противодействия). Они связаны с отталкиванием электронных оболочек частиц А и В, с их поляризацией и растяжением химических связей, которые в составе А и В должны исчезнуть, когда частицы перейдут в С и В. Кроме преодоления сил отталкивания и растяжения химических связей энергия расходуется на частичную десольватацию А и В, если они растворены в сольватирующем растворителе. При движении реагирующей системы А + В к вершине потешдаального барьера, измеряемого свободной энергией активации АО или же только энергией активации Е (Е = АЯ" + КТ, где АН — энтальпия активации), наряду с силами противодействия по мере сближения частиц А и В начинают действовать силы взаимодействия. Постепенно баланс сил склоняется в пользу сил взаимодействия, и тогда система А + В достигает вершины потенциального барьера и оказывается в переходном состоянии [А...В], в котором индивидуальность частиц потеряна, а новые частицы С и В из них еще не возникли. В переходном состоянии те связи, которые должны быть разорваны в ходе превращения А и В, разрыхляются, существенно ослабевают, а те связи, которые вновь должны возникнуть в С и В, еще только наметились, но око1нчательно не сформировались. Движение от исходного состояния А + В в переходное состояние [А...В], которое длится около 10 с, по длительности эквивалентно времени единичного колебания химической связи в молекуле. [c.195]

Здесь т — характерное время активной деформации клетки порядка 10 мин. Dp — кинетический коэффициент контактного переноса поляризации. Второй член справа имеет диффузионный характер ш — тензор касательных упругих напряжений, Sp—след тензора, к—коэффициент. Функция /(рУ нелинейна — возможность перехода из изотропного состояния в поляризованное (механохимия ) связана с И-образной формой /(р). Последний член справа учитывает то обстоятельство, что всестороннее растяжение должно препятствовать поляризации клетки, а сжатие — ей способствовать. [c.577]

Одно иэ важнейших событий, происходящих вслед за фотоизомеризацией ретиналя,— поляризация плазматической мембраны зрительной клетки. Эта мембрана в темноте проницаема для ионов натрия. Существующий в темноте градиент ионов натрия поддерживается Na ,K -зaви имoй АТФазой, расположенной в плазматической мембране внутреннего сегмента. Поглощение кванта света каким-то непонятным до сих пор механизмом блокирует поступление ионов натрия в клетку. Понижение скорости поступления ионов натрия внутрь клетки приводит к избыточному отрицательному заряду на внутренней стороне плазматической мембраны, т. е. гиперполяризации кпетки. Именно этот сигнв . [c.613]

Проведенные исследования показывают, что частицы необработанного глинистого минерала и образцы, обожженные при температуре ниже 500—600°, иод воздействием электрического поля постоянного тока интенсивно накапливают на обращенной к катоду поверхности микробные клетки. Смена полярности на электродах приводит к резкому взаимному отталкиванию частиц глины и клеток микроорганизмов. В этот момент при значительном скоплении микробных клеток на поверхности минерала, что может быть достигнуто увеличением , времени подачи напряжения или использованием более густой суспензии, наблюдается резкий сдвиг частицы глины в сторону, иро-тивополол<ную направлению движения клеток. По-видимому, такого же рода сила отталкивания действует и между отдельными клетками микроорганизмов во время смены полярности. Во всяком случае после выключения тока клетки со временем снова распределяются по всему объему камеры, не образуя конгломератов или скоплений. Такое поведение частиц глины и клеток микроорганизмов свидетельствует о существенной роли двойного электрического слоя (ДЭС) в их поляризации. Если бы поляризация частиц обеспечивалась каким-то другим, например, ориентационным механизмом, то при смеке полярности на электродах внезапного сдвига глины и рассредоточения клеток микроорганизмов не наблюдалось бы. [c.224]

Облучение бензальдегидов в отсутствие кислорода и хороших доноров водорода дает в качестве главных продуктов бензоины. Механизм, показанный на схеме (109), установлен в результате исследования [223] поляризованного спектра ЯМР (химически индуцированной динамической поляризации ядер, ХИДПЯ-эф-фекта [224]) в процессе фотолиза замещенных бензальдегидов. Эта методика позволяет обнаружить множественность промежуточных радикалов и связать ее с механизмом образования конечных продуктов. Возбужденное триплетное состояние альдегид отщепляет водород от второй молекулы альдегида с образованием сближенной пары радикалов, которая взаимодействует внутри клетки растворителя и дает бензоин. Выход радикалов из клетки приводит к появлению радикальных частиц, которые также способны отщеплять водород от альдегида, но не приводят к образованию бензоинов. Поляризация, наблюдаемая в исходном альдегиде, является результатом вырожденной реакции с гидрок-сибензильными радикалами [схема (109)]. [c.750]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология