Липосомы — модельные мембраны

Липосомы — это самопроизвольно возникающие при диспергировании полярных липидов в воде пузырькообразные частицы, которые состоят из одного или нескольких замкнутых липидных бислоев, разделяемых водными промежутками. Их используют в биохимических исследованиях как простейшую модель биологических мембран.

В зависимости от размера микропузырьков и числа образующих их концентрических липидных бислоев липосомы подразделяются на три основных типа:

  • • многослойные (мультиламеллярные) липосомы, имеющие диаметр 5—10 мкм и насчитывающие до нескольких десятков концентрических липидных бислоев;
  • • малые моноламеллярные липосомы, образованные одинарным бислоем и имеющие диаметр 0,02—0,05 мкм;
  • • большие моноламеллярные липосомы, образованные одинарным бислоем и имеющие диаметр 0,05—0,2 мкм.

Одно из положительных особенностей использования липосом состоит в том, что их легко приготовить.

Мультиламеллярные липосомы образуются спонтанно при взаимодействии амфифильных липидов с водными растворами: полярные липиды при контакте их с водной средой за счет энтропийной невыгодности смешения углеводорода с водной фазой претерпевают последовательность молекулярных перегруппировок, приводящих к образованию многослойной системы концентрических замкнутых мембран (липидных бислоев).

Для приготовления мультиламеллярных липосом нужно поместить достаточное количество растворов полярных липидов в круглодонную колбу и удалить растворитель в вакууме на роторном испарителе. Липиды останутся на стенках колбы в виде тонкой пленки. Затем добавляют водную фазу, содержащую любое растворенное вещество, а сосуд сильно встряхивают. Образуется молоковидная суспензия, свидетельствующая об образовании липосом.

В процессе приготовления липосом в их внутренний водный объем включаются те вещества, которые содержатся в исходном водном объеме. При этом неполярные молекулы включаются внутрь липидного бислоя.

В настоящее время липосомы используются как носители лекарств, так как их можно «начинить» различными лекарственными веществами. Состав липидов липосом можно произвольно варьировать и таким образом направленно изменять физико-химические свойства. Разработаны также методы включения функционально активных белков в мембрану липосомы. Такие искусственные белково-липидные структуры называются протеолипосомами. В липосомы можно вводить тканеспецифические антитела, что позволяет обеспечивать направленный транспорт включенных в них лекарств в определенные органы и ткани.

В настоящее время для изучения и оценки проницаемости мембран используют различные методы: осмотические, индикаторные, радиоактивные, измерения электрической проводимости и др. Изучение проницаемости мембран не всегда удобно проводить на нативных объектах, так как они пред-

ставляют собой гетерогенные и трудноконтролируемые по составу структуры. Более удобны для этих целей модельные мембраны, в частности липосомы.

Уникальные свойства липосом сделали их незаменимыми в качестве не только моделей природных биологических мембран, но и объектом, имеющим самостоятельную ценность. В области биомедицинских исследований и биоинженерии они основаны на способности липосом взаимодействовать с клетками, перенося свое содержимое в цитоплазму или лизосомы (в зависимости от фазового состояния липидов липосом). В результате липосомы могут использоваться в клеточной биологии — для изучения механизмов межклеточных взаимодействий и модификаций клеточных мембран; в генной инженерии — для введения внутрь клеток генетического материала; в иммунологии — для использования адъювантных свойств липосом; в фармакологии — для обычного и направленного транспорта лекарственных соединений в организме; в фармации — для создания оптимальных лекарственных форм.

В медицине наиболее интересные перспективы использования липосом связаны с химиотерапией рака, лечением диабета, артрита, лейшманиоза, а также коррекцией ферментной недостаточности.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ