Теорія критичного обсягу інертного газу. Вплив нейтральних газів на мембрани клітин

За теорією критичного обсягу випливає, що всі наркотики діють в одному і тому ж місці молекули. Однак Halsey і співавт. (1978) не підтримали цього положення і висунули свою гіпотезу многоочагового потовщення молекул мембрани. Суть її зводиться до наступного.

1. Загальна анестезія (наркоз) може бути викликана потовщенням (збільшенням в обсязі) більш ніж однієї ділянки молекули, причому ці ділянки, можливо, мають різні фізичні властивості.
2. Фізичні властивості зазначених ділянок молекули можуть самі змінюватися під впливом наркотиків або тиску (наприклад, стискатися).
3. Зазначені ділянки молекули діють не як об`ємні розчинники, вони мають певний розмір і певний ступінь задіяності.

4. Місце прикладання дії тиску в молекулі необов`язково має бути тим же, що у наркотику. Залежно від наркотику в одному з місць молекули може відбуватися переважне взаємодія наркотичного ефекту з ефектом, обумовленим тиском.
5. Ділянки молекули, відповідальні за розвиток наркозу, при зниженні температури змінюються інакше, ніж при збільшенні тиску.

потовщення мембран при наявності наркозу, як про це вказували в 1962 р Clements, Wilson, не відбувається. Дослідники звернули увагу, що наркотичні речовини, такі як окис азоту, мають спорідненість до ліпідним монослоем, і зробили висновок, що нейтральні гази при парціальному тиску, достатньому для появи типового впливу на біологічну систему, діють на кордоні ліпопротеїн - вода і викликають зниження межповерхностного натягу на 0,39 дин / см.

Результати проведених нами в 1967 р. у співпраці з Papahadjopoulos, Bangham експериментів показали, що нейтральні гази при підвищеному тиску також будуть проникати крізь ліпідний моношар і впливати на поверхневий натяг відповідно до закономірністю, виведеної Clements, Wilson. Пізніше Bangham і співробітники на підставі вивчення впливу n-алкіл-спиртів, хлороформу і ефіру на межповерхностное натяг і вивчення проникності катіонів на моделях прийшли до висновку, що така адсорбція веде до тимчасового оборотного збільшення проникності мембрани для катіонів.

нейтральні гази в цьому відношенні не є винятком. Нами в 1967 р у співпраці з Hayward було проведено порівняльне вивчення in vivo змісту іонів калію, натрію і хлору в спинномозковій рідині у кішок, які перебувають протягом 1 год під нормальним тиском і підданих потім впливу газових сумішей, що містять нейтральні гази під абсолютним тиском 11 кгс / см2. Показано, що суміші, що містять азот або аргон, викликають значне зниження слухової викликаної реакції кори головного мозку і зменшення концентрації іонів натрію і хлору.

У тварин, що знаходяться в атмосфері повітря або гелію при нормальному тиску, на 2-й годині експозиції були відсутні зміни як в викликаних потенціалах, так і в змісті електролітів. Схожі порушення проникності мембрани були виявлені різними дослідниками в крові, сечі і в препараті шкіри жаби.

Johnson, Miller в 1970 р. звернули увагу на те, що вплив бутанола, ефіру і азоту на ліпосоми в дозах, достатніх, щоб тільки ліквідувати распрямітельний рефлекс у тритонів, викликає збільшення проникності мембрани для іонів калію і рубідію. При тиску, що дорівнює 150 кгс / см2, ці ефекти зникали. Якщо застосовували вищі дози наркотиків, то потрібно і більш високий тиск для врівноваження виникають ефектів.

Крім того (Особливо це стосується причини НСВД), одне лише вплив гіпербаричної гелієво-кисневої середовища викликало різке зниження іонної провідності.
Як і при порушеннях, виявлених при вимірюванні поверхневого натягу монослоя яєчного фосфолипида, ці оборотні ефекти привели нас до припущення про те, що правильна комбінація азотно-гелієво-кисневої суміші не повинна викликати ні наркотичних проявів, ні НСВД.

Galey, van Nice (1980) також продемонстрували відповідно до гіпотезою про підвищеної проникності мембран, що абсолютний тиск 88 кгс / см2 стимулює активний відтік Na + і приплив К + крізь мембрану еритроцита, і цей ефект анулюється додаванням оуабаіна. Збільшений тиск ненаркотического гелію прагне придушити активний транспорт Na + і К +. Більш сучасні дослідження, проведені цими вченими з вивчення синаптосом головного мозку щурів, показали, що абсолютний тиск 69 кгс / см2 в середовищі гелію або таке ж за величиною гідростатичний тиск пригнічує накопичення К + в сінаптосомах, а підвищений тиск аргону, навпаки, стимулює накопичення До +.