Badanie wpływu wybranych związków biologicznie czynnych na właściwości błon biologicznych

Abstract

Błony biologiczne warunkują istnienie każdej żywej komórki. W niniejszej pracy podjęto próbę zbadania oraz wyjaśnienia wpływu związków biologicznie czynnych, takich jak kemferol i mirycetyna, na właściwości błon biologicznych, wykorzystując przy tym erytrocyty, monowarstwy i liposomy. W części teoretycznej opisano błony komórkowe, ich skład i budowę oraz właściwości charakteryzujące membrany. Przedstawiono informacje na temat stosowanych modeli błon biologicznych. Następnie scharakteryzowano wykorzystywane substancje biologicznie czynne z grupy flawonoidów. Poprzez zastosowanie metody Langmuira z mikroskopią kąta Brewstera (BAM) zbadano zależność ciśnienia powierzchniowego od powierzchni zajmowanej przez pojedynczą cząsteczkę w monowarstwie jednoskładnikowej, jak i mieszanej. Wyznaczono stałe trwałości, powierzchnie właściwe oraz energie tworzenia układów kompleksowych w stosunku molowym 1:1. Utworzono monowarstwy zbudowane z związków tworzących błony biologiczne erytrocytów. Dodatkowo zarejestrowano obrazy BAM potwierdzające zachodzące przejścia fazowe podczas kompresji monowarstwy. Wykorzystując metodę mikroelektroforezy zbadano wpływ kemferolu i mirycetyny na powierzchniową gęstość ładunku błon erytrocytów oraz membran uformowanych z lipidów emitujących skład błony krwinek czerwonych oraz liposomów uformowanych z czystych lipidów w zależności od pH środowiska. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że kemferol i mirycetyna wpływają na właściwości fizykochemiczne i elektryczne błon biologicznych, jak i ich modeli.

Biological membranes determine the existence of every living cell. This work attempted to investigate and explain the influence of biologically active compounds, such as kaempferol and myricetin, on the properties of biological membranes using erythrocytes, monolayers, and liposomes. The theoretical part describes cell membranes, their composition, structure, and the properties characterizing membranes. Information on the biological membrane models used is presented. Then, the biologically active substances used from the flavonoid group were characterized. Using the Langmuir method with Brewster angle microscopy (BAM), the dependence of the surface pressure on the area occupied by a single molecule in both single-component and mixed monolayers was examined. The stability constants, specific surface areas, and energies of formation of complex systems were determined in a molar ratio of 1:1. Monolayers composed of compounds forming the biological membranes of erythrocytes were created.Additionally, BAM images were recorded, confirming the phase transitions occurring during monolayer compression. Using the microelectrophoresis method, the effect of kaempferol and myricetin on the surface charge density of erythrocyte membranes and membranes formed from emitting lipids, the composition of the red blood cell membrane and liposomes formed from pure lipids, depending on the pH of the environment, was examined. Based on the conducted research, it was found that kaempferol and myricetin influence the physicochemical and electrical properties of biological membranes and their models.