Введение в ксенобиологию. Механизмы активного транспорта токсических веществ через биологические мембраны (Лекции № 1-8 по дисциплине "Ксенобиология и биотестирование"), страница 13

Эта группа включаетве-ва, кот проникают в клетку ч/з плазмалемму в неионизированном состоянии. Однако внутри клетки при определенных условиях они подвергаются ионизации и проявляют б/де-е будучи ионизированным. По этому механизму действуют некоторые гербициды, подавляющие фотосинтез у растений. Они легко проникают в хлоропласты в неионизированном состоянии, внутри которых рН =8, В этих условиях молекулы гербицида ионизируются и станосвятся б/активными. Это легко подтверждается экспериментально, путем изменения рН внешнего р-ра , способствующего ионизации такого типа ксенобиотика. В этом случае  растения не проявляют гербицидной угнетенности дажи при высоких концентрациях  обработки такими гербицидами. 

          По такому механизму проявляют свою токсичность  большинство алкалоидов. Они являются слабыми основаниями и проявляют свое д-е в виде катионов, образующихся внутри клетки. В  подкисленных растворах их д-е снижается, поскольку они находятся в ионизированном состоянии, и не способны преодолеть э/статическое сопротивление мембраны в результате простой диффузии.

Лекция7

Тема Механизмы пассивного транспорта веществ через биологические мембраны

 1.Свободная диффузия

2.Пассивный перенос

3.Облегченная диффузия

     Различают два основных типа трансмембранной кинетики хим ве-в: Диффузия и Активный транспорт. 

Диффузия, когда перенос осуществляется по градиенту концентрации переносимого ве-ва: Свободная дифф-я, Пассивный перенос, Облегченная дифф-я

1.Свободная диффузия хим веществ ч\з б\мембрану осуществляется в результате броуновского движения  молекул в растворе или с потоком воды.

Этим способом в клетку поступают преимущественно липофильные ве-ва, хорошо растворимые  в липидах биомембран.

Гидрофильные группы в составе хим ве-в (ОН, СООН и др) препятствуют процессу пассивной диффузии  их в клетку. Наличие гидрофобных групп в химическом составе ве-в способствуют прцессу свободной диффузии ч\з мембрану. Неполярные и  эл\нейтральные ве-ва легче диффундируют ч\з мембрану. Для неионизированных гидрофиль-ных ве-в транспорт путем свободной диффузии  ч\з мемрану осуществля-ется  благодаря существованию «динамических временных пор».

Эти поры образуются и исчезают в липидном бислое вследствие того, что  углеводородные цепи  липидов мембран находятся в постоянном колебательном движении. В одних местах происходит уплотнение липидных хвостов, в дргих разрежение, которое и представляет собой временную пору.

Поскольку липиды мембран ненасыщенны, и находятся в жидком состоянии  они постоянно образуют  временные поры, через которые свободно диффундирует вода.         Их доля в общем потоке воды весьма существенна, поскольку общая их площадь

составляет примерно 0,1 % от всей поверхности мембраны. Поэтому более жидкие мембраны являются и более проницаемыми для воды.

          Для обеспечения свободного потока воды в  б\мембраны интегрированы молекулы специльных белков поринов,  кооперированные по три в так называемые тримеры.  Тримеры , представляющие собой поры также относят к системе свободной диффузии для воды, поэтому их иногда называют аквапоринами.

          Для количественной оценки пассивной диффузии  ве-в ч\з б/мембрану испоьзуют показатель коэффициент диффузии – это величина, показывающая количество ве-ва  переносимое ч\з 1 м кв за 1 сек при одиночном градиенте концентраций на расстояние в 1 см.                   

            D =dC \ S dx dt                                 

Где:      dC  - разность концентраций по обе стороны м-ны

             S -     площадь мембраны  (см  )

            dx  - толщина мембраны  (см  )

              dt -  отрезок времени (сек  )

Коэффициент диффузии формально рассчитывается из уравнения Фика 

            dn = D S dC dt\ dx                

                                   Где   n    -  число молей переносимое ч\з  сечение

Поскольку толщину мембраны сложно измерять, для определения коэф-та дифф-ии используют значение Кр (конст  распред).