Structural properties of photoreceptor membrane model under conditions of oxidative stress

Jednym z ważniejszych elementów oka są fotoreceptory. W komórce fotoreceptorowej możemy wyróżnić cztery główne elementy, jednym z nich są segmenty zewnętrzne. To właśnie w nich błona formuje setki dysków, które - ze względu na skład – możemy podzielić na młode oraz stare. Wysoka zawartość wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, obecność fotosensybilizatorów oraz duża ekspozycja na działanie światła w środowisku tlenowym sprawia, że błony fotoreceptorów są wrażliwe na stres oksydacyjny. Istnieją mechanizmy, które zapobiegają uszkodzeniom oczu. Rolę ochronną pełnią między innymi karotenoidy obecne w dwuwarstwie lipidowej błon. Celem pracy było zbadanie własności strukturalnych błon fotoreceptorów oraz sprawdzenie jak zmienią się one pod wpływem dodatku utlenionych lipidów oraz luteiny. Do pomiarów, jako modeli błon fotoreceptorów, wykorzystano liposomy zbudowane z lipidów syntetycznych. Do układów wprowadzano znaczniki spinowe, które umożliwiały przeprowadzenie pomiarów metodą elektronowego rezonansu magnetycznego. Badania wykazały, że dodatek speroksydowanych lipidów nie wpłynął w takim stopniu jak się spodziewano na własności strukturalne błon. Obecność luteiny spowodowała niewielkie zwiększenie uporządkowania błony, zwłaszcza w tych modelach, które zawierały utlenione lipidy.

One of the most important elements of the eye are photoreceptors. In a photoreceptor cell, we can distinguish four main elements, one of them are outer segments. Membrane located in outer segments forms hundreds of discs, which - due to the composition - we can divide into young and old. The high content of polyunsaturated fatty acids, the presence of photosensitizers and the high exposure to light in the aerobic environment makes the photoreceptor membranes sensitive to oxidative stress. There are mechanisms that prevent eye damage. The protective role is played by, among other things, carotenoids present in the lipid bilayer. The aim of the work was to examine the structural properties of photoreceptor membranes and to verify how they will change under the influence of the addition of oxidized lipids and lutein. Liposomes built of synthetic lipids were used for measurements as photoreceptor membrane models. Spin labels, which enabled measurements using the electron magnetic resonance method, were added into the liposomes. Studies have shown that the addition of oxidized lipids did not affect the membrane structural properties as much as it was expected. The presence of lutein caused a slight increase in the order of the membrane, especially in those models that contained oxidized lipids.