BIOPHYSICAL MECHANISMS OF CELL MEMBRANE POTENTIAL ALTERATIONS UNDER OXIDATIVE STRESS CONDITIONS
Keywords:
biophysics, membrane potential, oxidative stress, ion transport, membrane permeability, electrochemical gradientsAbstract
Oxidative stress plays a significant role in altering cellular function by disrupting the biophysical properties of biological membranes. Changes in cell membrane potential represent one of the earliest and most sensitive indicators of oxidative imbalance. The aim of this study was to investigate the biophysical mechanisms underlying membrane potential alterations under oxidative stress conditions. The analysis was based on experimental and theoretical data describing ion transport dynamics, membrane permeability, and electrochemical gradients in living cells. The findings indicate that oxidative stress induces structural modifications of membrane lipids and affects ion channel conductivity, leading to disturbances in transmembrane electrical potential. These changes influence cellular signaling, calcium homeostasis, and energy metabolism. Understanding the biophysical basis of membrane potential alterations under oxidative stress may contribute to improved insight into early cellular dysfunction and the development of targeted biophysical and therapeutic approaches.
References
1. Halliwell, B., & Gutteridge, J. M. C. (2015). Free radicals in biology and medicine (5th ed.). Oxford University Press.
2. Nicholls, D. G., & Ferguson, S. J. (2013). Bioenergetics 4. Academic Press.
3. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2015). Molecular biology of the cell (6th ed.). Garland Science.
4. Pendergrass, W., Wolf, N., & Poot, M. (2004). Efficacy of mitochondria-targeted antioxidants in reducing oxidative stress. Molecular and Cellular Biochemistry, 256–257(1–2), 159–166. https://doi.org/10.1023/B:MCBI.0000009874.97945.5f
5. Mattson, M. P. (2008). Glutamate and neurotrophic factors in neuronal plasticity and disease. Annals of the New York Academy of Sciences, 1144, 97–112. https://doi.org/10.1196/annals.1418.005
6. Rasulova, N. F., Jalilova, G. A., & Mukhamedova, N. S. (2023). PREVENTION OF IMPORTANT NON-COMMUNICABLE DISEASES AMONG THE POPULATION. Евразийский журнал медицинских и естественных наук, 3(1 Part 2), 2123.
7. Мирзаева, М. А., & Расулова, Н. Ф. (2014). Компьютеризация рабочего места медицинских сестер стационара. Сборник статей и тезисов.
8. Расулова, Н. Ф., & Асадова, Г. А. (2023). ИЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТИ ЗДОРОВЬЕСОХРАНЯЮЩЕГО ПОВЕДЕНИЯ И САМООЦЕНКА ЗДОРОВЬЯ СТУДЕНТОВ. Science and innovation, 2(Special Issue 8), 978-980.
9. Rasulova, N., Abdullaev, K., & Kuddusova, K. (2024). THE INTEGRATED APPROACH TO THE TREATMENT OF PATIENTS WITH ATROPHIC RHINITIS WHO HAVE COVID-19. Science and innovation, 3(D7), 56-60.
10. Расулова, Н. Ф. (2011). Ўзбекистонда педиатриянинг ривожланиш тарихи.
11. Усманов, И. А., Джалилова, Г. А., & Расулова, Н. Ф. (2016). К вопросу охраны водных объектов бассейна Амударьи на примере Кашкадарьинской области. Вестник науки и образования, (2 (14)), 95-98.
12. Расулова, Н. Ф. (2016). Совершенствование методов этического воспитания медицинских сестёр лечебно-профилактических учреждений. Молодой ученый, (7), 409-412.
13. Искандарова, Ш. Т., Расулова, Н. Ф., Хасанова, М. И., & Юсупалиева, К. Б. (2019). Современные проблемы гигиены почвы в условиях Узбекистана почвы в условиях Узбекистана Ташкент:" Фан.
14. Nazarova, S. K., Jalilova, G. A., Mukhamedova, N. S., & Rasulova, N. F. (2021). Features of distance learning organization. Annals of the Romanian Society for Cell Biology, 25(1), 339-347.
15. Фахриев, Ж. А., Нозимова, Н. Х., & Расулова, Н. Ф. (2019). Сидячий образ жизни и его влияние на здоровье человека. Теория и практика современной науки, (3 (45)), 318-321.
16. Садирходжаева, А. А. (2025). ОСОБЕННОСТИ ПАРАМЕТРОВ ГЕМОСТАЗА И ЭНДОТЕЛИАЛЬНОЙ ДИСФУНКЦИИ У ДЕТЕЙ С СД 1 ТИПА ПЕРЕНЕСШИХ COVID-19 ИНФЕКЦИЮ. Medical journal of Uzbekistan, 150-154.
17. Ахмедова, Д. И., & Ашурова, Д. Т. (2012). Влияние интегрированного подхода по профилактике микронутриентной недостаточности на некоторые показатели физического развития детей в возрасте 3 лет Республики Каракалпакстан. Педиатрия.-Тошкент, 3-4. Садирходжаева, А. А., & Ашурова, Д. Т. (2022). hs-CRP в сыворотке крови как маркер асептического воспаление стенок сосудов у детей с сахарным диабетом 1 типа. In Молодые ученые-медицине (pp. 109-113).
18. Садирходжаева, А. А., & Ашурова, Д. Т. (2019). Особенности состояния кардиологических маркёров в ранней диагностики диабетической кардиомиопатии у детей с сахарным диабетом 1 типа. Austrian Journal of Technical and Natural Sciences, (3-4), 3-7.
19. Садирходжаева, А. А., & Ашурова, Д. Т. (2019). Особенности состояния кардиологических маркёров в ранней диагностики диабетической кардиомиопатии у детей с сахарным диабетом 1 типа. Austrian Journal of Technical and Natural Sciences, (3-4), 3-7.
20. Садирходжаева, А. А., & Ашурова, Д. Т. (2018). Особенности кардиологических изменений при сахарном диабете I типа у детей в зависимости от стажа заболевания. Молодой ученый, (5), 70-73.
21. Hille, B. (2001). Ion channels of excitable membranes (3rd ed.). Sinauer Associates.
22. Simons, K., & Sampaio, J. L. (2011). Membrane organization and lipid rafts. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 3(10), a004697. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a004697
23. Gennis, R. B. (1989). Biomembranes: Molecular structure and function. Springer.
24. Zorov, D. B., Juhaszova, M., & Sollott, S. J. (2014). Mitochondrial reactive oxygen species and ROS-induced ROS release. Physiological Reviews, 94(3), 909–950. https://doi.org/10.1152/physrev.00026.2013
25. Goldman, D. E. (1943). Potential, impedance, and rectification in membranes. The Journal of General Physiology, 27(1), 37–60. https://doi.org/10.1085/jgp.27.1.37
