Введение в ксенобиологию. Механизмы активного транспорта токсических веществ через биологические мембраны (Лекции № 1-8 по дисциплине "Ксенобиология и биотестирование"), страница 17

Вторичный транспорт можно рассматривать, как косвенное действие ионизированных ве-в, которое состоит в том, что они активизируют соответствующие переносчики белковой природы. На долю вторичного транспорта приходится значительная часть поступающих в клетку питательных ве-в.

Т.о, для вторичного транспорта какого либо вещества необходима энергия градиента ионизированных ве-в и активируемый ею специальный белковый переносчик.

Помимо энергии АТФ  и градиента концентраций  ионизированных ве-в, для активного транспорта используется также и энергия ред-окс процессов. При этом используются восстановленные пиридиннуклеотиды , а также глицерофосфат, Д-лактат, акцептором электронов молекулы кислорода.  По редокс-механизму активации активного транспорта осуществляется перенос сахаров (галактозы, арабинозы) и аминокислот (аргинина, метионина).

Эндоцитоз представляет собой активную форму поглощения клеткой сорбированных на мембране макромолекул химических ве-в.

    Эндоцитоз осуществляется с участием энергии АТФ.

    Выделяют 4 стадии эндоцитоза: Сорбция, Разжижение мембраны, Образование везикулы, Разрушение везикулы.

   Механизм эндоцитоза представляет собой процесс активного образования везикул из участка мембраны, содержащего адсорбированные ве-ва, путем инвагинации в эндогенном направлении.

   Эндоцитозу может предшествовать изменение липидного состава определенного участка мембраны, осуществляющего инвагинацию.

    При этом бислойная структура мембраны может превращаться в монослойную. Это происходит в результате изменения липидного состава и разжижения данного участка.

    В результате чего он проваливается внутрь клетки в случае эндоцитоза или выпячивается наружу при экзоцитозе под действием градиента осмотического  давления.

    Разжиженная мембрана  везикулы упрочняется  сеткой из  молекул белка клатрина , образующих ячейки пяти- и шестиугольной формы.  Образовавшаяся везикула сливается с лизосомой или растворяется ферментативно в протоплазме клетки.

          Процессу инвагинации предшествует избирательная сорбция химических ве-в с участием соответствующих специальных гликопротеиновых   рецепторов на мембране ( например поглощение белковых молекул инсулина). Эти рецепторы обьединены с отдельные структуры - кластеры, специализирующиеся на поглощении одного ве-ва. Обьединение рецепторов в кластеры осуществляется с помощью связующего белка – клатрина

          После слияния везикулы с лизосомой рецепторы высвобождаются и вновь встраиваются в плазматическую мембрану для ресинтеза новых кластеров.

3. Критерии выявления активного трансмембранного переноса токсикантов

          Рецепторный механизм активного транспорта токсинов через биологические мембраны не единственный. Существуют и др способы образования везикул при эндоцитозе.  Однако процесс образования везикул с участием спец рецепторов протекает значительно быстрее.

          Соответственно разнообразию механизмов транспорта ве-в  ч\з  б\мембрану существует разнообразие структурной организации мембран.

     В связи с этим выделяют 4 типа мембран, различающихся по структурной организации  транспортной системы.

1- тип это мембраны, ч\з которые транспорт осуществляется путем простой  диффузии. Скорость диффузии ве-в  ч\з   мембраны такого типа  пропорциональна градиенту концентрации  их концентрации. По этому механизму транспортируются  э/нейтральные, липофильные ве-ва.

2- тип  это мембраны, имеющие специальные белковые переносчики, которые селективно   ускоряют диффузию. Через этот тип мембран  диффундируют ионизированные ве-ва по градиенту своей концентрации, преодолевая э/статическое  сопротивление мембраны.

3- тип  это мембраны, способные транспортировать хим  ве-ва  против градиента их концентрации, благодаря структурной системе активного транспорта.

4- тип мембран, обеспечивающих свободную диффузию макромолекул  благодаря наличию крупных пор, представляющих собой крупные каналы белкоыой природы (ч\з которые макромолекулы протягиваются как нитка за иголкой). Такого типа мембраны встречаются в капиллярах кровеносных илимфатических сосудах паренхимных клеток выделителной системы (почек).