Введение в ксенобиологию. Механизмы активного транспорта токсических веществ через биологические мембраны (Лекции № 1-8 по дисциплине "Ксенобиология и биотестирование"), страница 10

- Блокирование или стимуляция рецепторной, проводящей и регуляторной активности мембран (конкурентное взаимодействие с агонистами мембранных рецепторов,  фоторецепторов, терморецепторов,  медиаторами и мессенджерами,  иммобилизованных или синтезируемых на мембранах).  

Влияние токсических веществ на функции б\мембран

          Наиболее важными функциями плазматических мембран являются: защитная, транспортная, регуляторная. Механизм токсического действия многих веществ связан с влиянием  на эти функции. Многие патогенные микроорганизмы способны выделять метаболиты, изменяющие транспортную функцию мембран, которые получили название – ионофоры (форос–несущий,гр). 

          Ионофоры – это липофильные ве-ва органической природы, повышающие проницаемость мембран.  Ионофорам характерна высокая специфичность действия, которая выражается в изменении проницаемости мембран  для молекул или ионов определенных веществ. 

Различают 2 класса ионофор: Подвижные ионофоры (например валиномицин), образующие э\нейтральные комплексы с определенными катионами, и каналообразующие (например грамицидин) молекулы которых кооперируются в липидном слое мембран, образуя спиралевидный канал (пору).

Механизм действия обоих классов ионофор заключается в экранировании заряда молекул ионизированных в-в, снижая их эл\статическое взаимодействие с мембранами.

          Инофоры имеют широкое практическое применение. В биохимии  и-форы применяют для регуляции ионного транспорта ч\з мембраны,  в химии для экстракции ионов и мембранного катализа, а также для производства ионселективных электродов. В настоящее время в медицине не применяются как антибиотики, в связи с высокой токсичностью.

          Механизм действия чужеродных в-в на функции мембран может быть связан с изменением физичеких св-в липидов, блокированием белковых переносчиков, изменением активности иммобилизованных на мембране ферментов (АТФазы и др), блокированием мембранные рецепторов.

          В-ва избирательно снижающие работу каналов мембран, называют блокаторами ионных каналов (например тэтраэтиламмоний, блокирующий калий-натриевые каналы).

Чужеродные соединения могут также и стимулировать работу ионных каналов. Например, многие индолы в определенных концентрациях стимулируют активность калиевых каналов и вызывают гиперполяризацию мембран.

           Действие многих нейротропных фармакологических препаратов основано на регуляции проницаемости мембран нервных и мышечных волокон.

     3.Поверхностноактивные явления токсичности

Липиды мембран подвержены влиянию прежде всего липофильных и амфифильных веществ. Эти в-ва легко внедряются в липидный слой мембран, растворяются в ней. Амфифильные в-ва образуют мономолекулярный слой на границе мембрана водный раствор окружающей клетку среды. Молекулы этих в-в аналогично липидам мембран имеют в своей структуре липофильную алифатическую углеводородную цепочку и полярную (тоногенную) химическую группировку. Мономолекулярный слой амфифильных веществ представляет собой динамическую структуру. Поэтому если раствор амфифильного вещества  сильно разбавлен, то мономолеклярная структура на образуется. Молеклы этих веществ начинают между собой агрегировать с образованием островков монослоя, называемых мицеллами при определенной их концентрации в водном р-ре.

Минимальная концентрация, при которой возможно образование таких мицелл называется критической мицеллярной концентрацией. Наиболее распространенными в бтосфере амфифильными в-вами являются ПАВы и детаргенты. По характеру диссоциации все ПАВы делятся на следующие группы:

-анионные, представленные в растворе в виде анионов,

-катионные, представленные в р-ре в виде катионов,

-амфолитные ПАВы, образующие в водном р-ре в зависимости от рН катионы или анионы,

-неионогенные, не образующие в водном р-ре ионов ( не ионизируют).

Мембранотропное действие ПАВ зависит от их концентрации в водном р-ре. При увеличении концентрации ПАВ выделяют следующие стадии мембранотропного дей-я: