Анотація до роботи:

Шкаволяк А.В. Ідентифікація та біохімічна характеристика Na/Li-протитранспорту в бета-клітинах підшлункової залози щура. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04 – біохімія. – Інститут біології тварин УААН, Львів, 2004.

Ця праця досліджує гіпотезу можливого здійснення в острівцях Лангерганса лабораторного щура Na/Li-протитранспорту як мембранної функції, що забезпечує обмін внутрішньоклітинного Na⁺ на позаклітинний Li⁺. Застосовуючи стандартну фармакокінетичну техніку аналізу, в бета-клітинах острівців Лангерганса, ізольованих ензиматичним розщепленням, визначено концентрацію К⁺ та Na⁺, стандартну активність та максимальну швидкість цього обміну, константу спорідненості до позаклітинного Na⁺ (K_m), індекс V_max /K_m . 10^-3. Проведено вивчення впливу рН, температури та осмоляльності позаклітинного середовища, концентрацій внутрішньоклітинного та позаклітинного Na⁺ на ці кінетичні параметри іонного обміну. Крім того, дане дослідження, виконане зі застосуванням однакових методів аналізу, було спрямоване на вирішення наступних завдань: 1) порівняння, які властивості Na/Li-протитранспорту в бета-клітинах та в еритроцитах щура і в еритроцитах людини є подібними; 2) обстеження окремих показників активного транспорту Na⁺ та Na/Li-протитранспорту як індикаторів чутливості до випромінювання низькоенергетичного гелій-неонового лазера.

Результати даного дослідження засвідчують можливість функціонування в бета-клітинах острівців Лангерганса лабораторного щура механізму, який здійснює Na/Li-протитранспорт. Іонні, осмотичні та температурні зміни і різновекторні коливання рН в позаклітинному середовищі мають відношення до виникнення аномалій в бета-клітинах, які маніфестуються модуляцією властивостей Na/Li-протитранспорту. Інтенсивність цього обміну в бета-клітинах щура є вищою, ніж в його еритроцитах і в еритроцитах здорової людини. Хронічний вплив на щурів випромінювання гелій-неонового лазера в дозах 0,28 Дж см^-2 та 2,86 Дж см^-2 проявляється в бета-клітинах пригніченням максимальної швидкості Na/Li-протитранспорту.

У дисертації відповідно до поставленої мети та задач дослідження обстежено як експериментальні транспортні моделі бета-клітини острівців Лангерганса щура і виявлено свідчення функціонування в них Na/Li-протитранспорту, інтенсивність здійснення якого визначається іонними, осмотичними та температурними факторами, що дозволило провести розв"язання нового наукового завдання - вивчення властивостей одного з овабаїн-резистентних механізмів транслокації моновалентних іонів в ендокринних клітинах підшлункової залози.

1. Вихід Na⁺ з бета-клітин, інкубованих у середовищі за наявності LiCl, відбувається в 2,5 рази інтенсивніше, ніж в середовищі, яке містить холінхлорид, що вказує на можливість здійснення стимульованої позаклітинним літієм транслокації внутрішньоклітинного Na⁺.

2. Вплив на бета-клітини залужненого інкубаційного середовища призводить до збільшення на третину стандартної активності та максимальної швидкості Na/Li-протитранспорту. Закиснення інкубаційного середовища такою ж мірою пригнічує стандартну активність вказаного іонного переміщення.

3. Функціонування механізму Na/Li-протитранспорту в процесі “холодової” інкубації (0,5С) бета-клітин, внаслідок чого останні втрачають приблизно 60% К⁺ та накопичують 4-кратну кількість Na⁺, не проявляється. За часткового відновлення впродовж “теплової” інкубації (37С) вихідних концентрацій цих іонів стандартна активність Na/Li-протитранспорту є вдвічі нижчою за таку, встановлену перед початком “холодової” інкубації.

4. Витримування бета-клітин в гіперосмоляльному середовищі (400 мОсмоль 1 кг^-1) призводить до зростання інтенсивності Na/Li-протитранспорту: V_std - наполовину, V_max - на третину. При їх інкубації в гіпоосмоляльному середовищі (200 мОсмоль 1 кг^-1) параметри вказаного іонного переміщення не змінюються. Одержані результати не заперечують, що механізм Na/Li-протитранспорту може приймати участь в регуляції об’єму бета-клітин.

5. Інкубація бета-клітин в ізоосмоляльному середовищі при температурі 40С та 43С не відбивається на базальній інтенсивності Na/Li-протитранспорту. Вплив на ці клітини гіперосмоляльного середовища за температури 40С призводить до посилення названого обміну іонів (V_std - на 20 %, V_max - на 40 %). У процесі їх перебування в середовищі зазначеної осмоляльності при температурі 43С параметри Na/Li-протитранспорту повертаються в межі значень, встановлених при температурі 37С.

6. Активність скерованого з бета-клітин транспорту Na⁺, стимульованого літієм, має концентраційну (0...120 ммоль 1 л^-1) залежність від позаклітинного Na⁺. Цей іонний обмін в певних межах (10...40 ммоль 1 кг^-1) є функцією концентрацій внутрішньоклітинного Na⁺, і його швидкість прямує до нуля, коли концентрації Na⁺ з обидвох сторін плазматичної мембрани наближаються до вирівнювання. Ці результати підтверджують можливість функціонування механізму Na/Li-протитранспорту при прогресивній зміні концентрацій Na⁺.

7. Стандартна активність Na/Li-протитранспорту в бета-клітинах щура наполовину перевершує таку в його еритроцитах і є вдвічі вищою, ніж в еритроцитах людини. Вища швидкість вказаного іонного обміну в бета-клітинах щура узгоджується зі зменшеною вдвічі константою спорідненості К_m (Na⁺_o).

8. Хронічний вплив на щурів енергії гелій-неонового лазера в сумарних дозах 0,28 Дж см^-2 та 2,86 Дж см^-2 пригнічує на 42% та 32%, відповідно, максимальну швидкість Na/Li-протитранспорту в бета-клітинах за відсутності змін концентрації внутрішньоклітинного Na⁺.

Список основних опублікованих за темою дисертації робіт

1. Шкаволяк А.В. Кінетичний аналіз Na/Li-протитранспорту при дослідженні проникності еритроцитарної мембрани для іонів Na⁺ //Експерим. клін. фізіологія і біохімія. – 1999. - №1. – С.7-11.

2. Шкаволяк А.В. Активність Na/Li-протитранспорту в бета-клітинах підшлункової залози щура за впливу випромінювання гелій-неонового лазера //Бібліотека Одеського медичного журналу. – 1999. – Додаток 5 (55). – С.149-153.

3. Шкаволяк А.В. Вплив змін позаклітинного рН на швидкість Na/Li-протитранспорту в бета-клітинах підшлункової залози щура //Матеріали ІV Міжнародного конгресу студентів і молодих вчених. – Тернопіль, 2000. – С.368-369.

4. Бобровник А.Д., Шкаволяк А.В., Гринчишин Н.М. Механізми транспорту моновалентних іонів в бета-клітинах підшлункової залози щура за впливу випромінювання гелій-неонового лазера //Актуальні проблеми медицини, біології, ветеринарії та сільського господарства. – Львів, 1998. – С.147-149. – Здобувачем проведено лазерне опромінення щурів, аналіз та інтерпретацію отриманих даних.

5. Na/Li-протитранспорт у хворих на хронічний алкоголізм / А.Р.Панас, А.В.Шкаволяк, О.А.Бурий, Н.М.Гринчишин // Вісник проблем біології та медицини. – 1998. – Вип.23. – С.128-132. – Здобувачем встановлено швидкість Na/Li-обміну в еритроцитах здорових осіб і здійснено статистичне обчислення отриманих даних.

6. Шкаволяк А.В., Галібей І.Б. Властивості систем Na,K,Cl-котранспорту та Na/Li-протитранспорту в еритроцитах людини //Збірник наукових праць співробітників КМАПО ім.П.І.Шупика. – Київ, 1999. – Вип.8, Кн.1. – С.294-296. – Здобувачем отримано та інтерпретовано матеріали стосовно Na/Li-протитранспорту і здійснено загальне редагування статті.

7. Шкаволяк А.В., Бобровник А.Д., Гринчишин Н.М. Температурна залежність швидкостей Na,K,Cl-котранспорту та Na/Li-протитранспорту в бета-клітинах підшлункової залози щура //Наук. вісник Львів. держ. акад. ветер. мед. ім.С.З.Гжицького. – 2000. – Т.2, №2, Ч. 3. – С.264-266. – Здобувачем проведено аналіз даних щодо Na/Li-протитранспорту.

8. Гжегоцький М.Р., Шкаволяк А.В., Бобровник А.Д. Швидкість Na,K,Cl-котранспорту та Na/Li-протитранспорту в бета-клітинах підшлункової залози щура. Вплив концентрації позаклітинного Na⁺ // Наук. вісник Львів. держ. акад. ветер. мед. ім. С.З.Гжицького. – 2000. – Т.2, №3-4. – С.19-23. – Здобувачем проведено дослідження Na/Li-протитранспорту, статистичне обчислення отриманих даних.

9. Шкаволяк А.В., Гринчишин Н.М. Дослідження Na-транспортуючих систем в діагностиці іонних мембранопатій // Експерим. клін. фізіологія і біохімія. – 2000. - №4. – С.63-66. – Здобувачем проведено пошук та систематизацію даних літератури.

10. Вплив осмотичного стресу на активність Na,K,Cl-котранспорту та Na/Li-протитранспорту в бета-клітинах підшлункової залози щура / А.Д.Бобровник, А.В.Шкаволяк, Н.М.Гринчишин, А.В.Манченко // Мед. хімія. – 2001. – Т.3, №1. – С.24-27. – Здобувачем опрацьовано фрагмент роботи стосовно вивчення властивостей Na/Li-протитранспорту.

11. Бобровник А.Д., Гринчишин Н.М., Шкаволяк А.В. Кінетичні механізми Na,K,Cl-котранспорту та Na/Li-протитранспорту в ізольованих бета-клітинах щура //Фізіол. журнал. – 1998. – Т.44, №3. – С.153. – Здобувачем проведено дослідження Na/Li-протитранспорту, статистичне обчислення отриманих даних.

12. Шкаволяк А.В., Бобровник А.Д., Ковальський П.П. Дослідження Na/Li-протитранспорту в діагностиці іонних мембранопатій // Тези ХІV з’їзду терапевтів України. – Київ, 1998. – С.22. – Здобувачем виміряно швидкість Na/Li-протитранспорту в здорових осіб і проведено статистичне обчислення отриманих даних.

13. Shkavoliak A., Bajsa I. Comparison of Na/Li countertransport process of human and rat erythrocytes //2^nd Internacional studente and 9^th EMSA International Scientifice Symposium. – Lublin, 2000. – P.135. – Здобувачем проведено дослідження Na/Li-протитранспорту в еритроцитах людини та щура.

14. Шкаволяк А.В., Байса І.Ю., Ленишин Г.М. Визначення активності та кінетичних характеристик Na/Li-протитранспорту в еритроцитах людини //Матеріали Міжнародної медичної конференції студентів і молодих вчених “Сучасні проблеми клінічної та теоретичної медицини”. – Дніпропетровськ, 2001. – С.181-182. – Здобувачем проведено дослідження Na/Li-протитранспорту в еритроцитах практично здорових осіб та підготовка тез до друку.

15. Шкаволяк А.В., Байса І.Ю. Розмаїття механізмів транслокації літію через плазматичну мембрану. Видова та органна специфічність Na/Li-протитранспорту //Матеріали V Міжнародного конгресу студентів та молодих вчених. – Тернопіль, 2001. – С.170. – Здобувачем порівняно інтенсивність Na/Li-протитранспорту в бета-клітинах і еритроцитах щура та еритроцитах людини.

16. Шкаволяк А.В., Павлюст Л.П., Манченко А.В. Внутрішньоклітинний Na⁺ як модулятор Na/Li-протитранспорту в бета-клітинах щура // Тези доповідей ІІІ з’їзду Українського біофізичного товариства – Львів, 2002. – С.136. – Здобувачем проведено аналіз параметрів Na/Li-протитранспорту, статистичне обчислення та інтерпретацію отриманих даних.

17.Стандартна активність Na/Li-протитранспорту в еритроцитах жінок та чоловіків / І.Й.Влох, А.В.Шкаволяк, Л.П.Павлюст, Н.М.Гринчишин, І.Ю.Байса // Укр. медичні вісті. – 2003. – Т.5, №1 (63). – С.157. – Здобувачем виміряно інтенсивність Na/Li-протитранспорту і здійснено статистичне обчислення отриманих даних.

18. Шкаволяк А.В., Павлюст Л.П., Гринчишин Н.М. Гіперосмотична регуляція Na/Li-протитранспорту в бета-клітинах підшлункової залози щура //Буковинський медичний вісник. – 2003. - №1-2. – С.172-173.– Здобувачем проведено вивчення особливостей обміну іонів за базальних та гіперосмотичних умов.