Виды мембранотропных эффектов. Типы мембранотропности ксенобиотиков.
Все процессы, происходящие в клетке, обусловлены свойствами ее специфических мембранных структур (компартментов), которые играют первостепенную роль в обмене веществ как между клеткой и средой, так и внутри мамой клетки. Через внешние плазматические мембраны осуществляется вывод всех продуктов распада, а также воздействие различных экзо- и эндогенных факторов, в том числе ксенобиотиков.
Первичной мишенью взаимодействия химического агента с клеткой является плазматическая мембрана, поэтому для характеристики этого взаимодействия введено понятие мембранотропности(мембранотропного эффекта). Говоря о мембранотропном действии (мембранотропном эффекте) какого-либо вещества, имеют в виду прямую или косвенную (опосредованную) модификацию мембранных структур, вызываемую соответствующими соединениями, и наступающие в результате этого изменения свойств биологической мембраны, прежде всего ее транспортных характеристик.
Кроме этого необходимо отметить следующее:
– часто при обсуждении биологической активности химических соединений используется термин «специфическое» или «неспецифическое» действие;
– соединения, вызывающие изменение каких-либо характеристик биологических мембран, можно разделить на вещества прямого мембранотропного действия и агенты, действующие опосредованно через вмешательство в цитоплазматический метаболизм или иным косвенным путем. Однако очень часто регистрируемый мембранотропный эффект оказывается результатом и прямого, и косвенного действия химического агента на мембрану;
– только немногие соединения действуют строго избирательно лишь на один «чувствительный» центр связывания; но даже если это и имеет место, то наступающая за этим реакция мембраны почти всегда носит сложный характер;
– влияние агента на мембрану редко ограничивается изменением какого-то одного структурного элемента, функции или одной регистрируемой характеристики. 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.
Выделяют следующие типы мембранотропности ксенобиотиков:
1) мембранная рецепция (прямой мембранотропность). Она считатся доказанной, если установлено, что:
а) вещество не проникает внутрь клетки, а избирательно накапливается в мембранах или специфически связывается;
б) эффекты отсутствуют в бесклеточных системах, которые не содержат мембранной фракции;
2) стимуляция или угнетение биосинтетических процессов, протекающих в мембранах. Под этим подразумевается изменение (первичное или опосредованное) активности мембранных ферментов, скорости синтеза мембранных белков, липидов и т. д.;
3) изменения барьерно-транспортных свойств мембраны. Мембранотропность может быть прямой и опосредованной;
4) функциональное взаимодействие с веществами, действие которых на уровне мембран можно считать установленным.
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). Анализ этого процесса можно разделить на три части:
1) установление характера и локализация центров связывания;
2) оценка сродства к ним эффектора;
3) исследование развития реакции объекта на образование комплексов центров связывания с молекулами эффектора.
Классификация мембранотропных эффектов:
1.«специфическое» или «неспецифическое» действие.
2.эндогенные продукты и «посторонние» по своей химической природе вещества.
3.вещества прямого мембранотропного действия и агенты, действующие через вмешательство в цитоплазму.
4.мембранотропные агенты по характеру вызываемых ими функциональных сдвигов.