The influence of plant stanol on lipid monolayers imitating cellular membranes.

Sterole i stanole roślinne przyswajane z produktów żywnościowych mogą wbudowywać się w błony komórek ludzkich, co może prowadzić do zmiany ich właściwości. Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu b-sitostanolu na monowarstwy lipidowe imitujące wewnętrzną warstwę błony ludzkich erytrocytów składające się z fosfatydyloetanoloaminy (POPE), fosfatydyloseryny (POPS) oraz cholesterolu. Ponadto badano oddziaływania stanolu z poszczególnymi fosfolipidami (POPE, POPS). Eksperymenty polegały na rejestracji izoterm ciśnienia powierzchniowego w funkcji powierzchni przypadającej na cząsteczkę w filmach o różnej zawartości stanolu. Dla wybranych filmów zarejestrowano zdjęcia za pomocą mikroskopu kąta Brewstera. Stwierdzono, że b-sitostanol niekorzystnie wpływa na właściwości badanych monowarstw, powoduje osłabienie oddziaływań międzycząsteczkowych i destabilizuje filmy. Ponadto, ze względu na ograniczoną rozpuszczalność, stanol tworzy krystality zarówno w środowisku poszczególnych fosfolipidów (POPE, POPS) jak i w mieszaninie POPE/POPS oraz POPE/POPS/Cholesterol. Stwierdzono, że stanol ma słabsze właściwości kondensujące niż cholesterol i znacznie niższą rozpuszczalność w badanej mieszaninie fosfolipidów. Ponadto, zastępowanie cholesterolu stanolem roślinnym w modelowej błonie silniej modyfikuje jej właściwości niż wzrost zawartości stanolu przy stałej proporcji fosfolipidy/cholesterol.

Plant sterols and stanols taken from a diet are able to incorporate into membranes of human cells and change their properties. In this thesis the effect of b-sitostanol on lipid monolayers imitating the inner layer of human erythrocyte membrane composed of phosphatidylethanolamine (POPE), phosphatidylserine (POPS) and cholesterol was studied. The interactions of stanol with the respective phospholipids (POPE, POPS) were also investigated. For the studied films differing in the content of plant stanol the surface pressure-area isotherms were recorded. Moreover, for the selected films also the images were taken by using Brewster Angle Microscope. It was fund that the effect of b-sitostanol on the investigated monolayers is highly unfavorable. The presence of stanol causes destabilization of the systems and weakens the interactions between molecules. Due to limited solubility of stanol in phospholipids it forms crystallites both in POPE and POPS, in their mixture (POPE/POPS) and POPE/POPS/Cholesterol film. Stanol was found to be also of weaker condensing properties than cholesterol and lower solubility in the investigated lipid mixture. Furthermore, the elimination of cholesterol from the system and its replacement by stanol more strongly affects the properties of model membrane than the increase of stanol concentration at constant phospholipids/cholesterol proportion.