Юрин - Основы ксенобиологии - 2001 (947302), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Существуют другие методы определения вязкости протоплазмы, например по регистрации пути частицы при броуновском молекулярном движении, плазмолитический метод определения вязкости и т. д. Экспериментальные данные свидетельствуют о широком диапазоне величин структурной вязкости. Она служит хорошим показателем физиологического состояния клеток, уровня их жизнедеятельности. В структурной вязкости находит отражение реакция живых организмов 111 на изменение внешних условий (температуры, освещения и др.) и, конечно, на химические агенты.
Движение иитоплаэмы. Движение цитоплазмы в животных и растительных клетках довольно распространенное явление, которое играет важную роль в осуществлении обмена и распределении веществ внутри клетки, а также характеризует уровень жизнедеятельности клетки. Скорость движения цитоплазмы (СДЦ) сильно варьирует от нескольких мкм/с до десятков мкм/с и зависит от условий окружающей среды (света, температуры, рН) и, конечно, от присутствия ксенобиотиков. Индуцируемое химическими агентами движение скорости протоплазмы получило название хемодннеэл. Заметное влияние на СДЦ оказывают ксенобиотики, подавляющие обмен веществ у живых организмов (табл.
5.1). Таблица Х! Влияние химических соединений иа циклоз в клспсах харовых водорослей Действие на циклоз Предположительный характер действия на клетку Концентрация р Соединение реагирует с БН-группами реагирует с Я4-группамн реагирует с КН-группамн реагирует с БН-группами ингибирует поглощение О, на б0% транспорт электронов вызывает разборку микрофилломентов Парахлормеркурибензоат — этиламелид НфХОз)з с!ч з Цнтохалозин В Как видно из приведенных данных, подбор специфически действующих агентов позволяет не только охарактеризовать действие ксенобиотиков, но и понять механизм движения цитоплазмы. Изоэлектрнческая точка ннтоллиэмы.
Все амфолиты способны давать двойственные ионы: положительные и отрицательные. Такими веществами являются аминокислоты с группами ХНз и СООН. Связь между аминокислотами при образовании полипептидных цепей осуществляется через эти группы, поэтому свободными остаются только концевые СООН и )ЧН,-группы, а также СООН-группы из дикарбоновых кислот и ХНз-группы из диаминокислот. Кислые группы, теряя протон, становятся отрицательно заряженными СОО (+Н ), основная группа, присоединяя протон, становится положительно заряженной МН,+Н'- 11Нз'. 1О 103 10" !Ол 10' 102 2!0~ 10' подавляет подавляет подавляет подавляет нет эффекта подавляет подавляет подавляет При конденсации полипептидов образуется белковая молекула, сохраняюшая амфотерный характер, а также кислые и основные группы.
Этн ионные группы и определяют электрические свойства белковых молекул. Действительно, заряд белковой молекулы равен сумме зарядов ионных групп. На ионизацию кислых и основных групп белка сильно влияет значение рН среды. В кислой среде аминокислоты присоединяют ион водорода (К вЂ” Х Н2+Н+ — К вЂ” ИНз ), образуя положительный заряд, в щелочной диссоциирует карбоксильная группа 1СООН вЂ” СОО+Н ), становясь отрицательно заряженной. При определенном значении рН образуется одинаковое количество положительных н отрицательных зарядов, т.
е. сумма их равна О, белок становится нейтральным. Значение рН, при котором белок имеет минимальный электрический заряд, принято называть ИЭТ. В растворе с рН, равном ИЭТ, белок не движется ни к одному из полюсов, тогда как в кислой перемешается к катоду, а в щелочной — к аноду. Этот прием, называемый электрофорезом, широко используется для разделения белков. Многие физиологические свойства белка зависят от его электрических свойств, поэтому в ИЭТ он имеет минимальное значение вязкости, растворимости, степени гидратации, осмотического давления и электропроводности. Различные ксенобиотики, имеющие кислотные или шелочные свойства, способны сдвигать величину рН в ту или иную сторону и тем самым изменять ИЭТ цитоплазмы.
Каждый белок имеет строго определенную величину ИЭТ в зависимости от преобладания диамино- илн моноаминокарбоновых кислот. Величина рН изоэлектрической точки некоторых белков: казеина — 4,6-4,7; желатина — 4,6 $,7; сывороточного альбу- мина — 4,6-4,7; сывороточного глобулина — 5,4; протамина — 10-12 и т. д. Размер зоны рН и ИЭТ вЂ” четкий показатель гетерогенности белкового комплекса. Поэтому оправданно определение ИЭТ поверхности клеток, цитоплазмы и органоидов.
Влияние ксенобиотиков на проницаемость мембран. Биологическая способность ксенобиотиков определяется их способностью взаимодействовать с клеточной мембраной н, следовательно, изменять ее проницаемость для ионов и органических субстратов. В частности, механизм действия многих антибиотиков связан с их влиянием на проницаемасть бактериальных мембран.
Рассмотренные выше механизмы прохождения веществ через мембраны дают возможность представить закономерности, по которым ксенобиотики могут воздействовать на проницаемость клеточных 113 Табтща 5.2 Влнвнне некоторых ксенобтилнков на транспортно-барьерные свойства мембран Оказываемый эффект Ксенобнатик Предполагаемый механизм действия Хлорпром азин, эталол Уменьшают проницаемость эритроцитарной мембраны для натрия Влияют нв физическое состояние мембран («уплотнение» мембран) Уменьшают размер гилрофильных пор в мембране Парахлормеркурибеизоат, танин Уменьшают проницаемость эрнтроцитариой мембраны для воды, мочевнны, глицерина н др.
Флоридзин Ингибнрует перенос глюкозы в разных клетках Блокирует переносчик Оубаии Ингибирует аккумуляцию ами- нов в нервных клетках Блокирует АТФазу— источник активного пе еноса Днинтрофенол Ингибирует активный перенос лактозы в Е. сой Синит электрохиы. градиент Н вЂ” источник энергии для активного пе сноса Иигибирует перенос аминокис- лот и сахаров в клетки эпителия кишечника Цнклогексамил Ингибнрует биосинтез белков, участвующих в т ансис те Представляют интерес данные о проницаемости мембран внутри- клеточных органелл для ксенобиотиков, что, в конечном счете, определяет их локализацию в определенных структурах. В последние 20-30 лет сделаны попьггки выявить связь между физико-химическими свойствами веществ и их проницаемостью через клеточные мембраны.
Наиболее интенсивные исследования в этой области проводились с лекарственными препаратами. Например, установлено, что в клетку не проникают нли плохо проникают антибиоти- 114 мембран. Например, химические соединения, вызывающие структурные перестройки в мембранах, могут изменять условия для диффузии других соединений как через гидрофобные липидные участки, так и через гидрофильные поры (каналы). Вещества, способные воздействовать на переносчики, могут влиять на транспорт соединений, которые переносятся через биологические мембраны.
Активный перенос может ингибироваться также соединениями, нарушающими сопряжение между транспортной системой и источником энергии. Для иллюстрации влияния некоторых, соединений на клеточную проницаемость приведем несколько примеров (табл. 5.2). ки, молекулы которых обладают выраженными кислотными или основными свойствами (пенициллнн, стрептомицнн, новобиоцин и др.) илн антибиотики с молекулярной массой более 1000 Кд (бацитрацин).
Хорошо проникают в клетку антибиотики с нейтральной или амфотерной молекулой (левомицин, тетрациклин). Исследования проницаемости клеточных мембран развиваются в двух взаимосвязанных направлениях: детальное изучение переноса ксенобиотиков через мембраны на молекулярном уровне и вскрытие механизмов, способствующих обеспечению высокой степени селективности переноса определенных химических соединений в клетки Совместное использование этих направлений позволяет решать обратную задачу — препятствовать поступлению ряда ксенобиотиков в организм; последнее имеет исключительно важное прикладное значение. 5.5. Основные пути поступления и выведения ксенобиотиков Находясь во внешней среде, ксенобиотики взаимодействуют с различными организмами (микроорганизмы, растения, животные) и попадают в конечном итоге непосредственно илн по трофическим цепям в организм человека.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
