Влияние холестерина и ионов кальция на взаимодействие криопротекторов с моделью биологической мембраны

В данной работе изучается воздействие трех криопротекторов – этиленгликоля, диметилсульфоксида, сахарозы – на изотермы сжатия монослоев Ленгмюра яичного желтка в присутствии холестерина в монослое и без него, а также воздействие ионов кальция из субфазы, которые влияют на эффективность криозащиты. Кроме того, в работе исследуются упругие свойства полученных монослоев путем расчета и сравнения модуля сжатия монослоя. Мы рассматриваем сложную биоподобную систему – монослой яичного желтка, холестерина и их смеси на поверхности водного раствора питательной смеси, и получаем информацию о специфическом взаимодействии разных криопротекторов с липидными мембранами, в чем состоит научная новизна работы. Мы получили, что при одновременном добавлении ионов кальция и криопротекторов в субфазу они блокируют влияние друг друга на липидный монослой и снижают эффективность криопротекции. Холестерин в монослое желтка в соотношении 1:50 m/m изменяет свойства монослоя, что приводит к усилению действия криопротекторов. Также впервые обнаружен эффект существенного увеличения поверхностного давления (на ~20 мН/м) при добавлении криопротекторов в рассматриваемую систему, который может служить индикатором эффективности дегидратации мембран криопротекторами и использоваться для поиска наиболее эффективных и безопасных композиций криопротекторов. Полученные результаты представляют интерес для различных областей биофизики и биомедицины, поскольку изучение механизмов взаимодействия кальция с биологическими мембранными и мембраноподобными системами важно для понимания различных эффектов, вызываемых лекарственными и биологически-активными препаратами на клеточном уровне.