CC BY
84
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ EXPERIMENTAL ИССЛЕДОВАНИЯ INVESTIGATIONS
€> М. В. Голованов, Й. Бауер, 1997 УДК 511.18:577.1
М. В. Голованов, Й. Бауер
К ВОПРОСУ О БИОФИЗИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОФОРЕЗА ЖИВЫХ КЛЕТОК
НИН экспериментальной Оиагпостика и терапии опухолей, Max-Planck Institute für Biochemie, Martinsried, Gerniany
В основании теории электрофореза физических (неживых) частиц лежат постулаты Г. Гельмгольца, а с 1928 г. они были перенесены на биологические и медицинские объекты (микроорганизмы, нормальные и патологические клетки) [9—18, 20—33].
Как один из современных методов электрофорез живых клеток в медицинской практике занимает ведущее положение в оценке нормального и патологического состояния организма.
За последнее время исследования распределения электрического заряда на поверхности клетки значительно расширились в связи с изучением физико-химического состояния внешнего примембранного слоя — гликокаликса, который функционирует в клетке как катионообменник и участвует в распределении электрического заряда между мембраной клетки и межклеточной средой.
В связи с этим появилась необходимость корректировки некоторых положений теории электрофореза живых клеток и, в частности, строения двойного электрического слоя (ДЭС) на поверхности плазматической мембраны.
Цель работы — обобщить многочисленные исследования в области электрофореза нормальных и патологических клеток.
Исследования электрофоретической подвижности клеток проводили по стандартной методике на приборе «Пармоквант», Германия. Была проанализирована нативная кровь доноров [3, 4, 14, 19], онкологических больных и больных с другой патологией [9, 27—31]. Центром современных исследований биофизики является живая клетка, ее морфологические, функциональные, физико-химические особенности.
Эти особенности определенным образом отражаются на поверхности плазматической мембраны, электрические свойства которой мы и определяем с помощью воздействия внешнего электрического поля [1, 7, 8].
M. V.Golovanov, J.Bauer
TO THE PROBLEM OF THE BIOPHYSICAL THEORY OF THE ELECTROPHORESIS OF LIVING CELLS
Research Institute of Experimental Diagnosis and Therapy of Tumors, Max-Planek Institute fur Biochemie, Murtinsried, Germany
The theory of electrophoresis of physical (non-live) particles is based on H.Helmholtz’s postulates which beginning from 1928 have been transferred to biological and medical objects (microorganisms, normal and pathological cells) [9-18, 20-33].
The electrophoresis of living cells, as a modern study method, plays a significant part in evaluation of normal and pathological states of organisms.
There was an increasing research in electric charge distribution on cell surface over the last years due to study of physicochemical condition of the external premembrane layer, i.e. glycocalyx, that acts as a cation exchanger in cells and contributes to electric charge distribution between cell membranes and intercellular medium.
In view of this a need has arisen to correct some theses of the living cell electrophoresis theory, in particular, as concerns structure of the double electric layer (DEL) on plasmatic membrane surface.
The purpose of this study was to summarize the numerous investigations in the normal and pathological cell electrophoresis.
The study of cell electrophoretic mobility was performed by standard methodology using a Parmoquant (Germany) unit. Native blood from donors [3,4,14,19,27-29], cancer patients and patients with other diseases [9,27-31] was analyzed. Modern biophysical study focuses on live cells, their morphological, functional and physicochemical characteristics.
These characteristics are reflected in a certain manner on plasmic membrane surface, and the investigators study its electric properties by exposing the surface to external electric field [1,7,8].
In this study we focused on analysis of factors contributing to generation of live cell DEL.
The DEL on surface of a particle is a principal
В данном работе мы уделили внимание анализу факторов, которые обусловливают строение ДЭС живых клеток.
Важнейшим понятием в явлении электрофореза — движении заряженных частиц под действием электрического поля — является понятие ДЭС на поверхности частицы.
Для живой клетки ДЭС формируется в результате двух процессов: пассивного и активного.
Пассивный процесс заключается в формировании ДЭС за счет диссоциации ионогенных групп молекул поверхности плазматической мембраны в растворе электролита.
Активный процесс состоит в формировании ДЭС за счет переноса ионов из цитоплазмы сквозь плазматическую мембрану и гликокаликс в межклеточную среду, т. е. благодаря метаболизму живой клетки.
Вследствие этого основные положения биофизической теории электрофореза живых клеток могут быть представлены таким образом.
1. ДЭС в случае пассивного процесса можно представить в виде плоскопараллельного конденсатора, внутренняя обкладка которого представлена зарядами ионогенных групп молекул плазматической мембраны, внешняя — зарядами ионов, локализованными в межклеточной жидкости. Толщина такого конденсатора такова, что двойной слой состоит лишь из нескольких молекулярных слоев.
2. В случае активного процесса формирование ДЭС можно представить в виде многоступенчатого переноса заряженной частицы (иона) из цитоплазмы в межклеточную среду через поверхность клетки. Ведущая роль в этом случае принадлежит жизнедеятельности клетки, которая выражается в функциях переносчиков ионов в плазматической мембране и в функциях гликокаликса.
3. Слой молекул воды, непосредственно прилегающей к поверхности плазматической мембраны, при электро-кинетических явлениях остается неподвижным, тогда как следующие слои подвижные.
4. Плазматическая мембрана является изолятором, а межклеточная жидкость обладает свойством электролитической проводимости.
5. Внешняя (задаваемая извне) разность потенциалов суммируется как аддитивная величина с перепадом потенциала в двойном слое. Это означает, что внешнее поле не деформирует двойного слоя, не нарушает его равновесного строения, несмотря на то что оно обеспечивает непрерывное перемещение заряженного слоя жидкости вдоль поверхности.
Физическая предпосылка, оправдывающая такую идеализацию, состоит в следующем. Хотя внешнее поле (создаваемое прибором или соседними клетками) непрерывно смещает двойной слой от строго равновесного состояния, взаимодействие между обкладками двойного слоя столь велико, что равновесие в двойном слое успевает восстанавливаться.
Биофизическая предпосылка полагает в этом случае сохранение равновесия в ДЭС за счет направленной деятельности клетки в целом и гликокаликса в частности.
notion in electrophoresis, i.e. charged particle movement under the action of electric field.
The live cell DEL is generated as a result of two processes: active and passive.
The passive process is DEL formation due to dissociation of ionogenic groups of molecules on plasmatic membrane surface in electrolyte solution.
The active process is DEL generation due to ion transfer from cytoplasm through plasmatic membrane and glycocalyx into intercellular medium, i.e. due to live cell metabolism.
Therefore, basic principles of the biophysical theory of electrophoresis of live cells may be summarized, as follows:
1. The DEL resulting from the passive process may be presented as a plane-parallel capacitor with charges of ionogenic groups of plasmatic membrane molecules as an inner coating and intercellular fluid ions as an outer coating. The capacitor (i.e. DEL) thickness is equal to several molecular layers.
2. The DEL generation due to the active process is a step-wise transport of a charged particle (ion) from cytoplasm into intercellular medium through cell membrane. This process is mainly due to cell vital activity which manifests itself via functioning of ion transporters in plasmatic membranes and via glycocalyx functioning.
3. The water molecule layer adjacent to plasmatic membrane surface remains stationary in electrokinetic phenomena while further layers are mobile.
4. The plasmatic membrane is an insulator while the intercellular fluid demonstrates electrolytic conduction.
5. External (applied from outside) potential difference is summed up as an additive value with a potential drop on the double layer. This means that the external field neither deforms the double layer nor breaks its equilibrium structure though providing continuous transport of the charged fluid layer along the surface.
This abstraction is based on the following physical assumption. Although the external field (generated by an apparatus or neighbor cells) is continuously shifting the double layer from the strict equilibrium, the interaction of the double layer coatings is so great that the equilibrium has time to recover.
The biophysical assumption is that the DEL equilibrium is preserved due to directed activity of the cell as a whole and of the glycocalyx in particular.
By assuming the double layer being small as compared to particle linear dimensions M.Smoluchovsky derived an equation for rate of electrophoresis of a particle with an arbitrary shape [33].
This relationship is supposed to hold for live cells
too
U = //De/4np,
where D is dielectric permeability; xi is electrokinetic potential; eta is fluid viscosity; U is electrophoretic mobility (EPM), i.e. particle electrophoresis rate; H is electric field intensity.
При допущении понятия о малости толщины двойного слоя по сравнению с линейными размерами частицы М. 8то1ис1юш5к1 вывел формулу для скорости электрофореза частицы произвольной формы [33].
Предполагается, что это соотношение правомерно и для живых клеток
и = //£>е/4лр,
где £> — диэлектрическая проницаемость; е — электро-кинетический потенциал; Н — вязкость жидкости; и — электрофоретическая подвижность (ЭФП) — скорость электрофореза частицы; Н—напряженность электрического поля.
ЭФП клеток зависит от составляющих биологического материала (протеинов, липидов, полисахаридов, нуклеиновых кислот), которые встречаются в различных комбинациях на плазматических мембранах клеток и изменяют ЭФП при таких чувствительных к физиологическим явлениям факторах, как pH, ионная сила, добавление поверхностно-активных веществ, в том числе ферментов, специфически адсорбируемых поливалентных противоионов, физико-химическая активность гликокаликса и т. д. [5].
ДЭС клеток формируется под влиянием противоположно действующих сил — электростатического притяжения и теплового движения ионов (схема).
Электростатические силы стремятся сосредоточить такое количество противоионов вблизи заряженной поверхности клетки, которое соответствует заряду поверхности, а молекулярное тепловое движение способствует их равномерному распределению во всем объеме межклеточной среды. В результате действия этих двух противоположно направленных сил вокруг клетки ионы статистически распределяются таким образом, что вблизи поверхности клетки число противоположно заряженных ионов в среднем во времени будет больше, а число одноименно заряженных — меньше, чем в окружающей среде, в которой их концентрации равны. Следовательно, вокруг клетки образуется ионная атмосфера с избыточным диффузным зарядом, который является наружной обкладкой двойного слоя. Наиболее высокая плотность электрического заряда двойного слоя вблизи поверхности клетки при удалении от нее в глубину межклеточной среды плотность заряда постепенно уменьшается до нуля, т. е. количество отрицательных и положительных зарядов в единице объема среды становится равным друг другу [7, 8].
Фактором, регулирующим соотношение положительных и отрицательных ионов вблизи ДЭС, является глн-кокаликс, который выполняет в клетке функцию ка-тионообменника [2, 5, 19].
Электролиты и другие вещества поступают в клетку и удаляются из нее путем пассивного и активного транспорта: пассивный — с помощью диффузии, а активный — с помощью электрохимических процессов, т. е. процессов, связанных с переносом ионов (без изменения заряда) и образованием биоэлектрических потенциалов. Метаболизм клетки и его регуляция осуществляются путем селективной адсорбции—десорбции катионов неорганической природы на органических полианио-
Схема расположения электрических зарядов на поверхности живой клетки и расположения ионов во время переноса катионов через мембрану
Electric charge location on live cell surface and ion location during cation transfer through membrane
Плазматическая мембрана
Plasmatic membrane ^ DEL
0-----------0 > В + ~
0---- ------0 > В + ~ Межклеточная
[ среда
Цитоплазма / 0-------- ------0 Ч В + + “ Intercellular
Cytoplasm ] [ medium
@ [=] Переносчик 0 Q
катионов
Cation
transporter g +
0-----------0 E© - ©
o=t=±b
о-----------о \--------------------------
------------'--B
Пора в мембране Membrane pore _r r
Обозначения / Designations:
+, - — заряды ионов / ion charges;
-----0 — молекулы липида / lipid molecules;
<j — молекулы белка / protein molecules;
--------молекулы гликогалиса / glycocalyx molecules;
-----— граница поры / pore borders;
© — переносимый катион / cation being transported;
В — переносящий полианион / transporter polyanion.
The cell EPM depends on components of the biological material (proteins, lipids, polysaccharides, nucleic acids) that are present in various combinations on cell plasmatic membranes and change the EPM under the effect of factors such as pH, ion force, addition of surface-active agents including enzymes, specifically adsorbed polyvalence antiions, glycocalyx physicochemical activity etc. [5].
The cell DEL is generated under the action of two opposite forces, i.e. electrostatic attraction and thermal ion movement (schemc).
The electrostatic forces try to concentrate an amount of antiions corresponding to the surface charge in the vicinity of the cell charged surface, while the thermal molecular movement assists to their uniform distribution in the intercellular volume. As a result of the action of these two opposite forces around a cell the ions
пах, т. о. живые клетки имеют внутри (в цитоплазме) избыток отрицательных зарядов, носителями которых являются полианионы протеолипополпсахаридной природы.
Исходя из этого, мы полагаем, что электрическим заряд на поверхности живой клетки формируется следующим образом.
Ионы, несущие электрический заряд, постоянно и направленно поставляются на поверхность клетки вследствие метаболизма клетки, когда переносчик на внутренней поверхности мембраны (или в самой мембране) захватывает из цитоплазмы от полианиона катионы и переносит их сквозь мембрану на внешнюю поверхность плазматической мембраны клетки.
Здесь с помощью катионообменника (гликокаликса как депо положительных ионов) катионы отщепляются, а к переносчику присоединяются более или менее энергетически активные катионы (ионы калия или водорода или другие), с которыми он движется снова к внутренней поверхности плазматической мембраны клетки.
Теоретически возможно перемещение катиона при помощи другого механизма, например с помощью полианиона, пронизывающего мембрану (по примеру гли-оксаля и других молекул).
Электрический заряд постоянно и направленно стекает с поверхности клетки вследствие динамического неравновесия зарядов в межклеточную среду с помощью гликокаликса, а на поверхности плазматической мембраны некоторое время остается отрицательный электрический заряд, который затем нейтрализуется положительным зарядом. Процесс этот динамичный, хаотический, но статистически устойчивый и упорядоченный.
Гликокаликс действует как донор-акцептор ионов, представляя собой объемный массив электрических зарядов обоих знаков (гигантские полианионы типа ги-алуроновой кислоты), в том случае, если клетка забирает необходимые ей ионы из межклеточной среды.
В реакции клетки на внешнее электрическое поле набухший в электролите гликокаликс электрически пассивен (электрически нейтрален) и перемещается вместе с клеткой как структурный элемент клетки, отставая от клетки в своем движении.
Однонаправленный процесс подачи-стекания электрического заряда зависит от метаболизма клетки (физико-химического состава и свойств ее поверхности) и внешней межклеточной среды.
Функциональные особенности межклеточной среды способствуют формированию дисперсионной среды за пределами клеточной поверхности, т. е. в пределах расстояния 10 мкм между клетками.
В процессе формирования ДЭС на поверхности плазматической мембраны клетки важное значение имеют электрическое состояние депо отрицательных зарядов в цитоплазме, активность переносчиков катионов сквозь плазматическую мембрану, активность катионообменника (гликокаликса) на поверхности клетки, активность межклеточной среды [3, 4, 6].
Анализ биофизической теории электрофореза живых клеток основан на рассмотрении строения ДЭС, ко-
ave statically distributed in such a manner that the mean (with respect to time) number of ions with opposite charges is greater and the number of ions with like charges is less than in the environment in which their concentrations are equal. Therefore, an ion atmosphere with excessive diffuse charge, that is the double layer external coating, is generated around the cell. The double layer has the highest electric charge density near the cell surface, and the charge density is reducing gradually up to zero with depth, i.e. the numbers of positive and negative charges per unit of medium volume become equal [7,8].
Glycocalyx performing the function of cell cation exchanger regulates the relationship of positive and negative ions near the DEL [2,5,19].
Electrolytes and other substances are delivered to and removed from the cell by means of active and passive transport, the passive transport being due to diffusion and the active one due to electrochemical processes, i.e. processes involving ion transfer (without charge alteration) and bioelectric potential generation. Cell metabolism and its regulation proceed owing to selective adsorption-desorption of non-organic cations on organic polyanions, i.e. live cells contain (in cytoplasm) excess of negative charges carried by proteolipopolysaccharide polyanions.
We believe therefore that the electric charge on a live cell surface is generated in the following way.
Ions carrying electric charge are continuously supplied to cell surface due to cell metabolism when the carrier on the membrane internal surface (or inside the membrane) catches cations from cytoplasmic polyanions and transfers them through the membrane onto the external surface of the cell plasmatic membrane.
There is another mechanism of the cation transfer that may be assumed theoretically, e.g. via polyanions penetrating the membrane (like in glyoxal and other molecules).
Due to electric charge dynamic imbalance the charge is continuously flowing away from the cell surface to the intercellular medium via glycocalyx, and negative electric charge remains for some time on the plasmatic membrane surface to be further neutralized by the positive charge. This process is dynamic, chaotic, though statistically stable and regular.
In the case of cells taking necessary ions from intercellular medium the glycocalyx functions as an ion donor-acceptor. It is a voluminous mass of electric charges of both types (giant polyanions like hyaluronate).
In the cell response to external electric field the glycocalyx swelling in electrolyte is electrically passive (neutral) and is moving together with (though lagging behind) the cell as its structural element.
The unidirectional process of electric charge sup-ply-flowing-away depends upon cell metabolism (cell physicochemical composition and surface properties) and external intercellular medium.
The intercellular medium functional characteristics
торып определяется мембранами живых клеток: плазматической мембраной, порами, внешним прпмембран-мым слоем —гликокалпксом; биохимическим составом указанных структур, а также такими биофизическими параметрами, как:
1. Q — общий заряд плазматической мембраны.
2. J (+, -) — потоки ионов внутрь и вне клетки (потенциалы покоя и действия).
3. L — латеральная (боковая) подвижность заряженных белков мембраны.
4. V — изменение объема клетки (набухание — сжатие), изменение толщины мембраны.
5. S — изменение поверхности клетки (вакуоли, «впадины», «кристы», складки, фагоцитирующие образования и т. д.).
6. pIG (V) — плотность ионогенных групп (IG на поверхности клетки и далее так понимать) в зависимости от объема клетки.
7. pIG (S) — плотность ионогенных групп в зависимости от функциональной способности поверхности клетки.
8- Pig (I) — плотность ионогенных групп в зависимости от ионной силы среды обитания.
9. рю (А) — плотность ионогенных групп в зависимости от концентрации анионов в диффузной среде.
10. pIG (К) — плотность ионогенных групп в зависимости от концентрации катионов в диффузной среде.
11. pic (Ar) — плотность ионогенных групп в зависимости от вида анионов в диффузной среде (с учетом их заряда, размеров, активности, валентности) — F, С1, Вг, I ...
12. pIG (KR) — плотность ионогенных групп в зависимости от вида катионов в диффузной среде (с учетом их заряда, размеров, активности, валентности) — К, Na, Rb, Cs, Са.
13. [Ср] — концентрация и вид полимера на поверхности плазматической мембраны (генетический состав мембраны и гликокаликса).
14. [Н+]—pH внешней среды.
15. VIG — скорость подачи ионогенных групп на поверхность клетки (в результате метаболизма клетки).
16. p1G (VIG) — плотность ионогенных групп в зависимости от скорости метаболизма клетки.
'7- Pig [CJ — плотность ионогенных групп в зависимости от концентрации внутренних и внешних метаболитов (продукты деятельности клетки, лекарства, антигены, антитела).
18. SG— начальная, генетическая структура поверхности клетки.
19- VGL (S) — неравномерное расположение гликокаликса (объем гликокаликса в зависимости от натяжения поверхности мембраны).
20- Pic; (ч) — плотность ионогенных групп в зависимости от валентности иона.
21. VGI—набухание гликокаликса в 0,154 М NaCl и выше.
22. GLdk/ll, — способность гликокаликса направленно изменять скорость диффузии катионов, которые пере-
contribute to generation of dispersion medium outside the cell surface, i.e. within a 10 mcm intercellular distance.
The following factors play a significant part in DEL generation on cell plasmatic membrane surface: electric state of cytoplasmic negative charge depot, activity of cation transporters through plasmatic membrane, activity of cell surface cation exchangers (glycocalyx), activity of intercellular medium [3,4,6].
Analysis in the biophysical theory of live cell electrophoresis is based on study of the DEL structure that is determined by live cell membranes such as plasmatic membranes, pores, external premembrane layer (glycocalyx); biochemical composition of the mentioned structures and basic biophysical parameters such as:
1. Q, plasmatic membrane total charge.
2. J (+,-), ion flows inside and outside of cells (rest and action potentials).
3. L, lateral mobility of charged membrane proteins.
4. V, changes in cell volume (swelling-shrinking), changes in membrane thickness.
5. S, changes in cell surface (vacuoles, shallows, cristas, folds, phagocytic formations, etc.).
6. ro IG (V), ionogenic group (IG on cell surface) density with respect to cell volume.
7. ro IG (S), ionogenic group density with respect to cell surface functional capacity.
8. ro IG (I), ionogenic group density with respect to habitat ion strength.
9. ro IG (A), ionogenic group density with respect to anion concentration in diffusion medium.
10. ro IG (K), ionogenic group density with respect to cation concentration in diffusion medium.
11. ro IG (Ar), ionogenic group density with respect to diffusion medium anion type (taking into account anion charge, size, activity, valence) - F, Cl, Br, I, ...
12. ro IG (KR), ionogenic group density with respect to diffusion medium cation type (taking into account cation charge, size, activity, valence) - K, Na, Rb, Cs, Ca.
13. [Cp], plasmatic membrane surface polymer concentration and type (membrane and glycocalyx genetic composition).
14. [H+], environmental pH.
15. V|G, rate of ionogenic group supply onto cell surface (as a result of cell metabolism).
16. ro IG (V]G), ionogenic group density with respect to cell metabolism rate.
17. ro IG [CJ, ionogenic group density with respect to external and internal metabolite concentration (cell activity products, drugs, antigens, antibodies).
18. SG, initial genetic cell surface structure.
19- VG, (S), glycocalyx uneven distribution (glycocalyx volume with respect to membrane surface tension).
20. ro IG (n), ionogenic group density with respect to ion valency.
21. VGI, glycocalyx swelling in NaCl 0.154M and higher.
22. GLjyj,, glycocalyx ability to change diffusion
носятся и? цитоплазмы сквозь (через) мембрану и гли-кокаликс.
Выводы.
1. ДЭС поверхности клеток представляет собой результат действия пассивных и активных процессов: ионизация молекул мембраны и перенос ионов из клетки в межклеточную среду.
2. Слой потенциалопределяющих ионов формируется на поверхности плазматической мембраны и определяется направленной деятельностью клетки.
3. Слой противоионов динамически соответствует слою потенциалопределяющих ионов вследствие активности ионогенных групп плазматической мембраны и молекул гликокаликса.
4. Диффузный слой свободных ионов определяется направленной деятельностью гликокаликса как катио-нообменника (активный диффузный слой).
5. Межклеточная среда как депо свободных ионов формирует пассивный диффузный слой.
6. Величина электрического заряда на поверхности плазматической мембраны определяется уровнем метаболизма, активностью молекул, участвующих в формировании ДЭС нормальной или патологической живой клетки.
ЛИТЕРА ТУРА /REFERENCES
1. Голованов М. В., Дерягин Б. В. //Коллоид, жури. — 1979. — № 4. — С. 649—653.
2. Голованов М. В., Дерягин Б. В. //Докл. АН СССР. — 1983. — Т. 272, № 2. — С. 479—480.
3. Голованов М. В. //Биофизика. — 1991. — Т. 36, № 3. — С. 463— 466.
4. Голованов М. В. //Коллоид, журп. — 1991. — Т. 53, № 3. — С. 449—452.
5. Гплотное М. В., Дерягин Б. В. // Бюл. экспер. бпол. — 1992. — № 8. — С. 210—211.
6. Голованов М. В. // Биофизика. — 1995. — Т. 40, вып. 2. — С. 372—376.
7. Духчн С. С., Дерягин Б. В. II Электрофорез. — М., 1976. — С. 332.
8. Мирошникок //. П., Фомченков В. М., Иванов А. 10. //Электрофизический анализ и разделение клеток. — М., 1986. — С. 184.
9. Харамоненко С. С., Ракитянская А. А. //Электрофорез клеток крови в норме н патологии. — Минск, 1974. — С. 143.
10. Abramson И. А. IIi. exp. Med. — 1928. — N 47. — P. 677.
11. Abramson H. A. //Electrokinetic Phenomena and their Application
to Biology and Medicine. — New York, 1934. — P. 540.
12. Abramson II. A., Moyer L. S., Gorin М. II. //Electrophoresis of Proteins and the Chemistry of Cell Surfaces. — New York, 1942. — P. 320.
13. Abramson II. A. // Biophisical Mechanisms in Vascular Homeostasis and Intravascular Thrombosis. — New York, 1965. — P. 305.
14. Bauer J. Hi. Chromatogr. — 1987. — N 418. — P. 349—383.
15. Bauer J. //The negative surface charge density of cells and their
actual state of differentiation or activation, in Cell Electrophoresis /Ed. J. Bauer. — Boca Raton, 1994. — P. 267—282.
16. Brooks D. E.t Seaman G. V. F. II). Colloid. Interlace Sci. — 1973. —
N 43. — P. 670.
17. Debye P., Hticket E. //Phys. Z. — 1923. — N 24. — P. 185.
18. Fischer D. J., Richmond D. I'. Hi. Gen. Microbiol. — 1969. — N 57. — P. 51—60.
19. Golovanov М. V. //Electrophoresis of cells at physiological ionic
rate of cations transferred from cytoplasm through membrane and glycocalyx.
Conclusions.
1. Cell surface DEL is a result of action of passive and active processes, i.e. membrane molecule ionization and ion transport from the cell to intercellular medium.
2. The layer of potential-determining ions is generated on plasmatic membrane surface and is determined by directed action of the cell.
3. The antiion layer is in dynamic correspondence with the potential-determining ion layer due to activity of ionogenic groups of the plasmatic membrane and glycocalyx molecules.
4. The free ion diffusion layer is determined by the directed activity of glycocalyx as a cation exchanger (active diffusion layer).
5. Intercellular medium as a free ion depot generates a passive diffusion layer.
6. Plasmatic membrane electric charge magnitude is determined by metabolism intensity, activity of molecules participating in DEL generation in normal and pathological live cells.
strength, in Cell Electrophoresis //Ed. J. Bauer. — Boca Raton, 1994. — P. 181—198.
20. Haydon D. A. //Biohim. biophys. Acta. — 1961. — N 50. — P. 450.
21. Helmholtz H. //Wied. Ann. — 1879. — N 7. — P. 337.
22. James A. M. //Surface Colloid Sei. — 1979. — Vol. 2. — P. 121 — 185.
23. Larcan A., Stoltz J. F., Voiry A. M. //Presse med. — 1970. — N 78. — P. 2379.
24. Larcan A., Stoltz J. F., Voiry A. M. //Problemes de Reanimation,
SPEI Paris. — 1971. — N. — P. 911.
25. Levine S., Levine M., Sharp K. A., Brooks D. E. //Biophys.
J. — 1983. — N 42. — P. 127—135.
26. Perrin J. //Chim. phys. — 1904. — N 2. — P. 607.
27. Ruhenstroth-Bauer G. //Bibl. Haemat. — 1961. — N 12. — P. 5—
19.
28. Ruhenstroth-Bauer G., Straub E., Suchtleben P., Fuhrmann G.
//Mbnch. med. Wschr. — 1961. — Vol. 1903, N 159. — P. 794— 797.
29. Rnhenstroth-Bauer G., Ruejf F., Straub E., Kuller W., Fuhrmann G. F. //Die Naturwissenschaften. — 1961. — Vol. 48, N 21. — P. 670—671.
30. Ruhenstroth-Bauer G., Fuhrmann G. F. //Blut. — 1962. — Vol.
8, N 8. — P. 464—469.
31. Ruhenstroth-Bauer G. IIThe normal and Pathological hacmocy-tophoregranim of man. Cell Electrophoresis /Ed. E. 1. Ambrose. — London, 1965. — P. 66—72.
32. Schult W., Hashimoto N.. Shimizu M. //Application of cell electrophoresis for clinical diagnosis, in Ceil Electrophoresis /Ed. J. Bauer. — Boca Raton, 1994. — P. 255—266.
33. Smo/uchonski M. von (1903) Anzeiger Akademie Wissenschaften, Krakau, 3. — P. 182—199.
34. Stoltz J. F. //These de Doctoral es Sciences Physiques. — Nancy, 1971. — P. 246.
riocTynnjia 13.08.96 / Submitted 13.08.96
