წამლის გადამტანი ნანომაწილაკის DPPC-სა ანდ ვიტამინი ე-ს კომპლექსის თეორიული მოდელი

ავტორი: ლაშა დალაქიშვილი
თანაავტორები: სალომე გოგიჩაიშვილი
საკვანძო სიტყვები: DPPC, ვიტამინი ე, კომპლექსის მოდელი
ანოტაცია:

დღესდღეობით სულ უფრო და უფრო ატუალური ხდება ნანონაწილაკების და ზოგადად, ნანოსტრუქტურების გამოყენება მედიცინაში. ერთ-ერთ მაგალითს წარმოადგენს ლიპოსომა, ანუ ორ ან მეტ შრიანი ვეზიკულური სტრუქტურა, რომლის მთავარი კომპონენტები არიან ფოსფოლიპიდები. ფოსფოლიპიდები წარმადგენენ ცხიმოვან მჟავებს, ჰიდროფილური თავით და ჰიდროფობული კუდებით. შესაბამისად, წყალხსნარში მოხვედრისას ისინი ქმნიან ვეზიკულურ, თხევადკრისტალურ სტრუქტურას და მცირე მანძილების გამო თავაკებს შორის ჩნდება სუსტი წყალბადური კავშირები, კუდებს შორის კი-ჰიდროფობული. ეს ურთიერთმქედებები განსაზღვრავს თავად ვეზიკულის სივრცობრივ კონფორმაციას. ეს ნანონაწილაკები განიხილება ორგანიზმში როგორც წამლის გადამტანი უსაფრთხო ნანონაწილაკები, ვინაიდან ისინი შეგდებიან ფოსფოლიპიდებისგან, რომლებიც წარმოადგენენ ბუნებრივი უჯრედის შემადგენელ მთავარ მოლეკულებს. ჩვენი მიზანია შეგვექმნა ფიზიკური მოდელი რომელიც დაითვლიდა ფოსფოლიპიდების სრულ რაოდენობას მოცემული ზომის ნანონაწილაკში. ასევე შევქმენით მოდელი კომპლექსური ლიპოსომებისა რომლის სტრუქტურაშიც მოთავსებული იქნება სხვადასხვა ტიპის მოლეკულები (ბიოლოგიურად აქტიური მოლეკულები ან წამლები). განსაკუთრებული ყურადღება მივაქციეთ ჰიდროფობული ბუნების მოლეკულებს, ვინაიდან მათი ნანონაწილაკებში მოთავსების შემდეგ შესაძებელია მათი ორგანიზმში შეტანა. წამლის რაოდენობას შევაფასოთ ლიპოსომაში ფოსფოლიპიდების სავარაუდო განლაგება და მასში მოთავსებული წამლის ან სხვა ნივთიერების რაოდენობა. ზოგადი გამოთვლებიდან შეგვიძლია გადავიდეთ კონკრეტულ ნაერთებზე და განვიხილოთ ორ შრიანი DPPC (dipalmitoylphosphatildylcholine), რომლის დიამეტრია 220 ნმ და ე (C40H80NO8P) ვიტამინი. პირველ მიახლოებაში ვეზიკულას განვიხილავთ როგორც სფეროს და ერთი ფოსფოლიპიდის ფართობის შესაბამისად ვითვლით სტრუქტურაში არსებული ფოსფოლიპიდების სრულ რაოდენობას, რისთვისაც სრულ ფართობს ვყოფთ ერთი ფოსფოლიპიდის თავაკის ფართობზე. შემდეგ შეფასებით ვადგენთ ფოსფოლიპიდების ლიპოსომაში ურთიერთგანლაგების საფუძველზე ფიგურებს (ჩვენ შემთხვევაში სამკუთხედებს) როგორც სტუქტურულ ელემენტებს, რომელთა შორის გვაქვს წყალბადური, ელექტორსტატიკური და ჰიდროფობული ურთიერთქმედები. იმის გათვალისწინებით თუ რა ზომისაა ვიტამინი ე-ს მოლეკულა და რა ზომის სტრუქუტურული ელემენტები ყალიბდება ლიპოსომაში შესაძელებელი ხდება ფოსფოლიპიდი-ე ვიტამინის (3:1) თანაფარდობით დათვლა მთლიანი ე ვიტამინის რაოდენობის. ვაჩვენეთ რომ 220 ნმ ორშრიან ლიპოსომაში არის დაახლოებით 1,5*10^7 ლიპიდი, რომელშიც მოთავსდება დაახლოებით 5*10^5 ე ვიტამინის მოლეკულა.