Badanie oddziaływań wybranych alkaloidów drzewa chinowego z błonami biologicznymi ( na przykładzie erytrocytów ludzkich )

The aim of this study was to investigate interactions of alkaloids originated from Cinchona tree (cinchonine and cinchonidine) on the biological membranes and membrane function as a barrier that separates the interior of the body to the external environment. Work was carried out in two parallel ways. The first was an examination the impact of alkaloids on the fragment of biological membrane, palmitic acid was regarded as model of hydrophobic part of membrane. The second was investigation of the real biological membranes - human erythrocyte ghosts of healthy and infected by P. vivax and P. falciparum. Research methods were: Raman spectroscopy and X-ray powder diffraction. Raman spectra obtained in the crystallization process were analyzed by 2D correlation method, which shows influence of palmitic acid on the quinoline of cinchonine molecule and on quinuclidine for both alkaloids. XRD studies show a new crystal phase. Raman spectra of healthy and infected erythrocyte ghosts indicate changes in the lipid composition of the membranes. Analyzing the skeletal vibration range of lipids it can be seen that for the healthy membranes structure is maintained, while for the infected membranes in the same conditions order-disorder transition occurred. CH2 vibration range shows that the arrangement between the chains of the lipids in the healthy membrane is weaker than in infected.

Celem pracy było zbadanie oddziaływań alkaloidów pozyskiwanych z drzewa chinowego (cynchonina i cynchonidyna) na błony biologiczne i funkcji błony jako ochrony środowiska wewnętrznego organizmu. Praca przebiegała w dwóch równoległych etapach. W pierwszym sprawdzono wpływ alkaloidów na modelowy fragment błony biologicznej, kwas palmitynowy stanowił model hydrofobowego fragmentu błony komórkowej. W drugiej części rozpatrzono realne błony biologiczne na przykładzie cieni erytrocytów ludzkich osoby zdrowej i zarażonej P. vivax oraz P. falciparum. Metodami badawczymi były: spektroskopia Ramana i dyfraktometria proszkowa (XRD). Widma ramanowskie otrzymane w procesie krystalizacji opracowano metodą 2D analizy korelacyjnej, która wskazała na pojawiające się oddziaływania kwasu palmitynowego z fragmentem chinolinowym cynchoniny zaś chinuklidyną dla obu alkaloidów. Badania XRD wykazują pojawienie się nowej fazy krystalicznej. Widma Ramanowskie cieni erytrocytów zdrowych i zarażonych pasożytami malarii wskazują na zmiany w składzie lipidowym błony. Analizując zakres drgań szkieletowych lipidów widać, że dla zdrowej błony ich struktura jest zachowana, dla zainfekowanej w tych samych warunkach dochodzi do przemian porządek-nieporządek w łańcuchu węglowodorowym lipidu. Zakres drgań CH2 pokazuje że uporządkowanie między łańcuchami lipidów jest słabsze w błonie zarażonej niż w zdrowej.