Modelowanie osłonki mielinowej - badania z zastosowaniem techniki monowarstw Langmuira

Obtaining simple artificial models of selected cell membranes is crucial for studies on influence of active substances on biomembranes. The aim of this research was to obtain a model of myelin sheath and characterize its physicochemical properties, thermodynamic interactions and homogeneity. The Langmuir monolayer technique (π-A isotherms) supplemented with Brewster angle microscopy (BAM) were used for the study. A five-component system (chol / DPPE / SM / DPPS / POPC) was applied as the model of the myelin sheath. Due to the complexity of the selected system, the analysis of thermodynamic interactions of the main component (cholesterol) with phospholipids in binary mixtures was performed. It has been shown that favorable interactions of cholesterol with POPC and SM stabilize the myelin sheath structure by balancing the destabilizing effect of DPPS. The model of myelin sheath at a pressure of 30 mN / m (conditions in biological membranes) is characterized by stability, homogeneity and reproducibility. Therefore, it can be used to study mechanisms of interactions with bioactive substances, especially in the context of factors causing neurodegenerative diseases.

Uzyskanie prostych modeli wybranych błon komórkowych stanowi ważne zagadnienie w perspektywie badań nad wpływem substancji aktywnych na biomembrany. Celem niniejszej pracy było uzyskanie modelu osłonki mielinowej oraz przeprowadzenie charakterystyki właściwości fizykochemicznych, oddziaływań termodynamicznych i jednorodności. Do badań wykorzystano technikę monowarstw Langmuira (rejestracja izoterm π-A), którą uzupełniono o pomiary z wykorzystaniem mikroskopii kąta Brewstera (BAM). Za model osłonki mielinowej przyjęto układ pięcioskładnikowy (chol/DPPE/SM/DPPS/POPC). Z powodu złożoności wybranego układu skupiono się na analizie termodynamicznej oddziaływań głównego składnika (cholesterolu) z fosfolipidami. Wykazano, że oddziaływania cholesterolu z POPC oraz SM stabilizują osłonkę mielinową równoważąc destabilizujący wpływ DPPS. Model osłonki mielinowej przy ciśnieniu 30 mN/m (warunki w błonach biologicznych) charakteryzuje się stabilnością, homogenicznością oraz powtarzalnością. Dlatego w dalszej perspektywie może być zastosowany do badania mechanizmów oddziaływania z substancjami bioaktywnymi zwłaszcza w kontekście czynników wywołujących choroby neurodegeneracyjne.