Оценка влияния углеродных нанохорнов на микровязкость мембран эритроцитов и белки плазмы крови крыс методом спиновых зондов

Abstract

Методом спиновых зондов изучено влияние исходных и окисленных углеродных нанохорнов на микровязкость мембран эритроцитов крыс, вязкость водно-белковой матрицы плазмы. Показано, что введение нанохорнов в концентрации 100 мкг/мл во взвесь эритроцитов приводит к увеличению микровязкости мембран в течение 4 ч (эффект около 60 %), повышению полярности микроокружения липофильных зондов в наружном слое мембран и разупорядоченности фосфолипидов мембран эритроцитов. Введение нанохорнов в плазму вызывает небольшое снижение вязкости водно-белковой матрицы, по-видимому, вследствие ее частичной деструкции, прежде всего макромолекул сывороточного альбумина. Цитотоксичность исходных и окисленных нанохорнов оценивается как более высокая по сравнению с наночастицами окисленного графена, но существенно ниже, чем у углеродных нанотрубок, которые способны резко увеличивать микровязкость мембран эритроцитов и нарушать их целостность.

Методом спінових зондів вивчено вплив вихідних і окислених вуглецевих нанохорнів на мікров’язкість мембран еритроцитів щурів, в’язкість водно-білкової матриці плазми. Показано, що введення нанохорнів у концентрації 100 мкг/мл у суспензію еритроцитів спричиняє збільшення мікров’язкості мембран протягом 4 год (ефект близько 60 %), підвищення полярності мікрооточення ліпофільних зондів у зовнішньому шарі мембран і розупорядкованості фосфоліпідів мембран еритроцитів. Введення нанохорнів у плазму призводить до невеликого зниження в'язкості водно-білкової матриці, вірогідно, внаслідок її часткової деструкції, перш за все макромолекул сироваткового альбуміну. Цитотоксичність вихідних і окислених нанохорнів оцінюється як більш висока порівняно з наночастинками окисленого графену, але істотно нижче, ніж у вуглецевих нанотрубок, які здатні різко збільшувати мікров'язкість мембран еритроцитів і порушувати їх цілісність.

By the method of spin probes, we have studied the effect of initial and oxidized carbon nanoсhorns on the microviscosity of rat erythrocyte membranes and the viscosity of the water-containing plasma protein matrix. Introduction of nanohorns in a concentration of 100 μg/ml into erythrocyte suspension results in an increase in the membrane microviscosity within four hours (about 60 % effect), increasing the polarity of a microenvironment for lipophilic probes in the outer layer of membrane phospholipids, and a disorder of erythrocyte’s membranes. Introduction of nanohorns in plasma leads to a slight reduction in the viscosity of water and the protein matrix, apparently, due to its partial destruction, especially macromolecules of serum albumin. Cytotoxicity of pristine and oxidized nanohorns evaluated by us is higher as compared to the nanoparticles of oxidized graphene, but is significantly lower than the carbon nanotubes, which are capable of dramatically increasing the microviscosity of membranes of erythrocytes and disrupting their integrity.