Юрин - Основы ксенобиологии - 2001 (947302), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Таким образом, рациональный способ параметризации этой реакции не может быть определен однозначно. Например, степень деструкции мембраны под действием детергента может быть охарактеризована количеством молекул детергента, связанных единицей поверхности мембраны, сдвигом осмотических отношений в системе «клетка — наружная среда», изменениями электрических параметров мембраны и т. д. Использование каждой из этих характеристик для той или иной цели диктуется зачастую некими субъективными или случайными об- стоятельствами — например, экспериментальными возможностями, целями исследования и т.
д. Схематически выделяют следующие типы мембранотропности ксенобиотиков. Во-первых, мембранная рецепция. Она может считаться доказанной, если установлено, что вещество не проникает внутрь клетки, избирательно накапливается в мембранах или специфически связывается, а также если эффекты отсутствуют в бесклеточиых системах, по крайней мере в таких, которые не содержат мембранной фракции.
Во всех этих случаях можно говорить о прямой (непосредственной) мембранотропности. Во-вторых, стимуляция или угнетение биосинтетических процессов, протекающих в мембранах, Под этим подразумевается изменение активности мембранных ферментов, скорости синтеза мембранных белков, липидов и т. д.
Первичность или опосредованность эффекта оценивается в каждом случае отдельно. В-третьих, изменения под влиянием ксенобиотиков барьерно- транспортных свойств мембраны. Мембранотропность такого рода может быть прямой и опосредованной. В-четвертых, функциональное взаимодействие с веществами, действие которых на уровне мембран можно считать установленным. Экспериментально выявляется стимуляция или угнетение под влиянием ксенобиотиков ряда гормональных веществ, природных соединений, а также аналогичное обратное действие указанных веществ. Интерпретация этих взаимоотношений сложна. При рассмотрении всякого экзогенного влияния ксенобиотика на биологический объект предполагается, что молекулы эффектора сначала связываются с некими центрами сродства на мембране, инициируя тем самым определенную реакцию клетки (организма).
Соответственно такой процесс и его анализ делятся на три части: а) установление характера и локализация центров связывания; б) оценка сродства к ним эффектора; в) исследование развития реакции объекта на образование комплексов центров связывания с молекулами эффектора. Остановимся на характеристике специализированных мест связывания эффектора и силах, определяющих это взаимодействие. 3.2. Концепции рецепторов В настоящее время в биологической литературе широко внедрилось такое понятие, илн термин, как рецептор. Основные концепции теории рецепторов глубоко проникли в идеологию современных исследователей„занятья изучением механизмов действия физиологически активных соединений.
Следует отметить, что ксенобиотик — чужеродное организму вещество. Поэтому, строго говоря, чаще всего ксенобиотик просто взаимодействует с местами связывания на мембране или выполняет роль антагонисга. Биологически активные соединения обычно подразделяют на агоннсты-вещества, связывающиеся с рецепторами и нндуцнрующне биологический ответ, и антагонисты-соединения, препятствующие взаимодействию агониста и не вызывающие илн ослабляющие биологическую реакцию. Не исключено, что среди большого количества ксенобиотиков имеются все же вещества, специфически связывающиеся с мембраной, возможно, с рецептором, причем как сами вещества, так н их рецепторы пока являются неизвестными.
С другой стороны, синтетические гормональные препараты в какой-то мере также чужеродны организму. В этой связи и представляется целесообразным рассмотреть некоторые вопросы„касающиеся концепции рецепторов. Истоки теории рецепторов принято обычно искать в работах Лэнгли и Эрлиха. Последний на рубеже Х1Х вЂ” ХХ вв. сформулировал знаменитый принцип: вещества не действуют, не будучи связанными. Дальнейшее развитие теория рецепторов получила при изучении действия различных гормонов. Установленные факты по влиянию гормонов позволили предположить, что последние связываются с расположенными на поверхности специальными сгруктурамн — рецепторами, т. е.
молекулами, способными «узнавать» гормон, взаимодействовать с ннм и передавать информацию о его присутствии. Однако достоверно доказать наличие рецепторов на мембранах не так-то просто. Это связано, с одной стороны, с чрезвычайно низкой концентрацией, их лабильностью и неоднородноспю.
С другой стороны, на поверхности любой клетки имеются мембранные компоненты, неспецифическн связывающие тот илн иной гормон (эффектор), т. е. не все места, связывающие гормон, являются рецепторами. Вообше, весьма трудно дать точное определение понятию «рецептор». Приведем наиболее распространенные из них.
Первое принадлежит Вуду: «Многие агенты (лекарственные препараты) обладают следующими четырьмя признаками: 1) онн действуют и низких (микромолекулярных) концентрациях; 2) нх активность в сильной мере зависит от изменений в химической структуре; 3) их активность может подавляться селективными антагонистами (например, атропнн может сильно блокировать действие ацегнлхолнна на восходящую ободочную кишку морской свинки, но не изменяет практически активность гнстамина); 4) активность антагонистов также сильно зависит от изменений в химической структуре»'. Названные признаки указывают на то, что в ткани имеет место специфическая реакция между данным агентом и специализированным центром связывания (рецептором). В определении, данном Куатреказасом, перечисляются следующие основные признаки рецепторов: «Первое: взаимодействие эффектора с рецептором должно отвечать требованиям определенной пространственной и структурной специфичности.
Второе: количество связывающих мест должно быть ограниченным, н, следовательно, связывающие места должны быть насыщаемыми. Третье: связывание эффектора должно иметь тканевую специфичность, соответствующую его биологической специфичности. Четвертое: связывающие места должны обладать высоким сродством к гормону, а их концентрация должна соответствовать физиологической концентрации гормона. Пятое: связывание эффектора рецептором должно быть обратимым»2.
В двух рассмотренных определениях отчетливо видны неточности, например, в таких оборотах, как «сильно зависит от структуры», «обладает высоким сродством» и т. и. Далее, приведенные Куатреказасом второй и пятый признаки просто излишни — очевидно, что колнчеспю «связывающих мест» в клетке (органе, ткани) всегда конечно, а любая реакция в принципе обратима. Наконец, признак третий у Вуда: что значит «активность может подавляться антагонистами»? Предположим, антагонисты (вероятно Вуд имеет в виду конкурентные антагонисты) какого-либо белкового гормона неизвестны. В этих условиях спор о том, возможно ли их существование, — это спор убеждений, и проверить приложнмость указанного критерия нельзя. Между тем в интуитивном представлении всякого биохимика мембранные центры связывания, взаимодействуя с которыми гормон инициирует какую-то специфическую реа1щию, бесспорно, следует именовать рецептором.
Цит. по: Галактионов С.Г.„Голубович В.П., Шендерович М.Д., Ахрем А.А. Введение в теорию рецепторов. Мн: Наука и техника, 1986. Там же. Приведенный пример может подсказать еще одно определение рецептора — как центра связывания агента, выполняющего в организме соответствующую регуляторную функцию, причем такое связывание инициирует специфическую реакцию.
Но опять же не понятно, что считать биорегулятором? Как быть с рецепторами не открытых еще биорегуляторов? Опиатные наркотики исследовались фармакологами задолго до того, как стал известен эндогенный биорегулятор — энкефалин, с рецепторами которого они взаимодействуют. Зачастую речь идет о связывании молекул эффектора с несколькими типами центров связывания, часть из которых рецепторами не являются. Существует расхождение между понятиями термина «рецептор», принятым в биологии и медицине (фармакологии). В частности, некоторые фармакологи склонны считать рецептором любую молекулу, через которую осуществляется действие лекарственного препарата. В этом случае, вероятно, уместнее употреблять термин «молекулярная мишень», а не «рецептор».
Для строгого доказательства наличия рецепторов на мембране лучше всего выделить этот компонент, очистить, затем встроить в искусственную бислойную липидную мембрану или липосому, и показать, что он сохраняет биологическую активность. Рассмотрим два подхода, которые используются для выделения рецепторов. Первый из них в принципе повторяет обычные методы выделения мембранных белков. Мембранные белки освобождают от липидов (солюбилизируют) с помощью детергента, а затем очищают хроматографическими методами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
