Высокая монохроматичность, направленность и когерентность лазерного излучения позволяют сфокусировать его на весьма мелкие биологические структуры и использовать лазер как исследовательский и терапевтический инструмент на клеточном и субклеточном уровне, воздействовать на жизнедеятельность отдельных клеток и клеточных структур (39, 120, 108, 139).
Большой диапазон интенсивности и длин волн излучения позволяют изменять характер воздействия на биологические объекты от стимулирующего и терапевтического до взрывного, сопровождающегося тепловыми (коагуляция), электромагнитными и акустическими процессами и ионизацией (22, 39, 41, 58).
1.3. Угарный газ - модулятор конформационных и функциональных свойств белковых молекул
Угарный газ - один из самых распространенных ксенобиотиков, встречающихся в быту и промышленности. Острые отравления монооксидом углерода занимают по России второе место после отравлений спиртами, при этом смертельные отравления CO составляют ежегодно порядка 18% по отношению ко всем случаям смертельных интоксикаций (1, 68, 101).
Моноксид углерода - газ без цвета и запаха. Масса 1 литра при 0° С и 760 мм.рт.ст - 1,25001 г., плотность 0,96. Малорастворим в воде. Токсичной считается концентрация карбоксигемоглобина 3×10–3 г/л в течение часа. Время полужизни комплекса СО с гемоглобином крови — карбоксигемоглобина составляет 2 - 5 часов. Элиминация СО становится медленнее с течением времени, при снижении исходного уровня НbСО, что объясняется протеканием реакции, способной к отклонению от состояния динамического равновесия (26, 47, 68, 101).
При взаимодействии СО с железом гемоглобина валентность его не меняется, но происходит перестройка характера связей железа. При этом не только образуются связи между монооксидом углерода и железом, но и изменяется связь железа с глобином и порфирином. Эта связь теряет ионный характер и становится ковалентной (96, 118, 154).
В присутствии карбоксигемоглобина диссоциация оксигемоглобина замедляется, и это усугубляет развитие кислородной недостаточности. При вдыхании СО соединяется с тремя атомами железа в каждой молекуле гемоглобина, а с четвертым атомом соединяется кислород, сродство которого в этом случае к железу гемоглобина резко возрастает (эффект Холдена). Присоединение CO к одному из гемов нарушает кооперативный механизм связывания кислорода. Облегчение оксигенации при взаимодействии кислорода с гемоглобином, у которого часть гемов связана с СО, не происходит. Следует добавить, что торможение диссоциации оксигемоглобина CO связано также с тем, что при интоксикации этим ксенобиотиком в эритроцитах может быть снижен уровень 2,3-дифосфоглицерата, участвующего в процессе высвобождения кислорода в тканях (118, 133, 154). 2,3-Дифосфоглицерат, образующийся из 1,3-дифосфоглицерата в процессе реакций гликолиза, при взаимодействии с гемоглобином вызывает его конформационные изменения и способствует процессу диссоциации карбоксигемоглобина. При отравлении CO этот механизм нарушается (168, 154, 99).
Известно, что гему свойственно высокое сродство к CO. В водном растворе связывание СО свободным гемом происходит примерно в 25000 раз сильнее, чем связывание кислорода. Однако в составе гемоглобина или миоглобина сродство гема к СО также превышает сродство к кислороду, но только в 200 раз (96, 128, 168, 135, 154).
Железопорфирины обладают очень высокой степенью сродства к CO, в их комплексах с СО атомы Fe, С и О расположены на одной прямой. В комплексе же гемоглобина с СО ось СО находится под углом к связи Fе - С. Расположению СО на одной прямой со связью Fе - С препятствует главным образом наличие дистального гистидина (169, 156, 91, 119). С другой стороны, ось О2 находится под углом к связи Fе - О как в оксигемоглобине так и в модельных соединениях. Следовательно, под влиянием белка СО координируется с железом под углом к связи Fе - С, а не на одной прямой с ней. Такая наклонная структура, обусловленная глобином, ослабляет взаимодействие гема с СО и в то же время создает оптимальные условия для связывания О2 (60, 159, 128, 98).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.