<<
>>

Мембраны второго типа

Эти мембраны характеризуются наличием в них специфического переносчика, обеспечивающего облегченную диффузию (система переноса). Перенос лекарственного вещества через эти мембраны совершается быстрее, чем при простой дифузии, но при равновесии концентрация его внутри и снаружи клетки уравнивается (в отличие от мембран третьего типа).

Мембраны второго типа способствуют всасыванию ряда пищевых продуктов и, кроме того, влияют на всасывание метаболитов, плохо проникающих через мембраны первого типа из-за высокой степени ионизированности или высокой гидрофильнос- ти. Транспортируемая молекула в мембране обратимо соединяется с переносчиком. Из-за малой толщины мембраны при связывании молекул снаружи и высвобождении внутри клетки переносчик может испытывать лишь незначительные конформа- ционные изменения, поэтому даже простого изменения заряда может оказаться достаточным для того, чтобы молекула высвободилась. Для мембран второго типа характерно следующее: а) способность переносчика к насыщению, даже когда градиент концентрации благоприятствует диффузии, б) высокая химическая специфичность переносчика даже в случае

стереоизомеров, в) возможность ингибирования переносчика веществами, структурно напоминающими субстрат, w г) от' сутствие потребления энергии метаболизма при транспорте.

Проверка интенсивности дыхания служит тестом для/отнесжния мембран ко второму или третьему типам. /

Наиболее полно изучен транспорт глюкозы ї эритроциты человека [Wilbrandt, Rosenberg, 1961]. Показало, что кроме D-глюкозы переносчик транспортирует D-маннозу, D-ксилозу и, несколько менее активно, D-арабинозу, а также некоторые синтетические неметаболизирующие сахара, такие как 3-0-ме- тил-П-глюкозу, 2-дезокси-Б-глюкозу, 5-тио-П-глюкозу, 3-дезок- си-З-хлор-П-глюкозу и галактозу, отличающуюся расположением ОН-группы в положении 4.

Для миоинозитола и фруктозы существуют собственные переносчики. Соответствующие L-caxapa не переносятся. Хорошо переносятся все гликозиды, что свидетельствует о наличии свободного пространства в той части переносчика, где располагается область молекулы, образующая 1-гликозидную связь, в других частях переносчика такого пространства, видимо, нет [Barnett, Ralph, Munday, 1970].

Особый интерес представляет собой облегченная диффузия в клетку молекулы холина. Простая диффузия ионизированной гидрофильной молекулы холина через мембраны первого типа невозможна, однако специфический переносчик быстро доставляет его в эритроциты и другие клетки. С помощью этой же системы в клетки попадают тетраметиламмониевые катионы, но перенос высших гомологов, способных блокировать физиологический захват холина, затруднен [Martin, 1969].

Специализированная система переноса существует для многих аминокислот, пуриновых и пиримидиновых оснований и их нуклеозидов. Среди ингибиторов переноса нуклеозидов можно выделить 6-анилинопурин и коронарорасщиряющий препарат ди- пиридамол. О системе транспорта фолиевой кислоты и ее производных в клетки позвоночных, отсутствующей в одноклеточных организмах, см. разд. 4.2.

Траспорт через митохондриальную мембрану регулируется по меньшей мере семью носителями. Один из них способствует проникновению анионов сукцината, D- и L-малата, малоната и мезо-тартрата, но не тартрата, малеата или фумарата. Второй переносчик служит посредником для цитрата, цис- аконитата, изоцитрата, а также D- или L-тартрата, но не фумарата или малеата. А третий транспортирует аденозиннуклео- тиды. Из неорганических анионов в митохондрии может проникать только фосфат-ион [Chappell, 1966].

3.2.1. Мембраны третьего типа

Мембраны этого типа (наиболее сложные из всех) способны при необходимости переносить вещества против градиента концентрации. Эта так называемая система активного транс

порта требует притока энергии, высокочувствительна к изменениям температуры и легко насыщается.

Примерами, иллюстрирующими проницаемость мембран третьего типа, могут служить: а) транспорт Na+ и К+ в клетки млекопитающих (разд. 14.2), б) всасывание и выведение различных ионизированных и неионизированных веществ почечными канальцами и, в меньшей степени, через мембраны эпителия желудочно-кишечного тракта, в) захват бактериями неорганических ионов, сахаров и аминокислот, г) накопление ионов йода щитовидной железой и д) накопление К+, Na+, Са2+ и Mg2+ против градиента концентрации в митохондриях. Транспорт глюкозы в мембранах клеток почек и желудочно-кишечного тракта осуществляется по этому типу (в отличие от вышеупомянутого ее транспорта в эритроциты человека). Следует отметить, что в данном случае транспортируются только молекулы сахаров, содержащих гидроксильную группу в положении 2; предполагают, что при переносе происходит фосфорилирование этой гидроксильной группы. Этот переносчик транспортирует в почечных канальцах только глюкозу, но не маннозу или арабинозу, и легко ингибируется флоридзином — глюкозидом, выделяемым из коры грушевого дерева.

Активируемые процессы всасывания наблюдаются и для некоторых анионов. Более детально процесс переноса неорганических ионов через мембрану рассматривается в разд. 14.2.

На перенос каждых 18 ионов натрия через кожу лягушки потребляется одна молекула кислорода. То же самое происходит в мочевом пузыре жабы и в кишечнике морской свинки. Многие слабительные (например, крушина, фенолфталеин, по- дофиллин) ингибируют всасывание натрия мембраной, выстилающей просвет кишечника (у живых кроликов), в результате чего в толстой кишке накапливаются соли натрия, а следовательно, и большие количества воды [Phillips et al., 1965].

Часто мембраны второго и третьего типов бывают вкраплены в нормальную мембрану первого типа. До сих пор не ясно, каков механизм переноса различных веществ через мембраны второго и третьего типов. Некоторые переносчики были выделены из мембран эукариот, и оказалось, что они представляют собой димерные гликопротеины с ОММ около 100 000.

Это дало возможность предположить, что к таким переносчикам относятся: a) K+/Na+-ATOa3a, осуществляющая активный транспорт ионов калия и натрия во всех клетках эукариот; б) Ca2+/Mg2+- АТФаза, переносящая ионы кальция в мышечные клетки; в) ионообменный белок, регулирующий проницаемость мембран эритроцитов для С02; г) родопсин, ретинальсодержащий пигмент, обеспечивающий проницаемость в палочках ретиналя, и д) рецепторы АХ, при взаимодействии с ним изменяющие проницаемость мембран нервных и мышечных клеток (разд. 2.1). Транспорт глюкозы и гистидина из тощей кишки в кровь через Щеточную каемку осуществляется белком с ОММ 50 000 [Faust, Shearin, 1974]. Есть данные о том, что трансмембранные переносчики в процессе переноса подвергаются некоторым кон- формационным изменениям [Kyte, 1981].

Однако процесс переноса может осуществляться и довольно простым способом, как, например, перенос аминокислот из мочи в проксимальные почечные канальцы: под действием глута- милтрансферазы и глутатиона аминокислоты превращаются в ']рглутамилпроизводные, которые в клетке расщепляются с выделением глутатиона [Meister, Tate, 1976].

Мембраны третьего типа обнаружены и у высших растений. Так, корешки моркови поглощают хлористый натрий только при условии, что этот процесс сопровождается окислением глюкозы. Целый ряд подобных переносчиков был выделен из бактерий: переносчики углеводов, аминокислот и анионов типа сульфата.. Есть основания предполагать, что все они представляют собой белки, не связанные с молекулами сахара, с ОММ примерно 30 000.

При поиске новых лекарственных веществ для обеспечения проникающей способности соединений через мембраны первого- типа обычно используют постепенное увеличение липидной растворимости. Гораздо более высокую избирательность обеспечивает принцип создания лекарственных средств, обладающих определенными чертами структурного сходства с природным» метаболитами, для которых осуществляется специфический транспорт внутрь клетки через мембраны второго и третьего типов. Такой подход был с успехом применен при создании противоопухолевых препаратов 6-меркаптопурина, 5-фторурацилаі и цитарабина (арабинозилцитозина). Эти соединения проникают в клетку с помощью специальных транспортных переносчиков для гипоксантина, урацила и дезоксицитидина соответственно. Для увеличения проникновения в клетку противораковых лекарственных веществ класса азотистых ипритов Bergel, Stock (1954) присоединяли к ним различные аминокислоты. Самый эффективный препарат из этой серии — сарколизин, содержащий фенилаланиновый остаток, с успехом применяется в клинике. Как и ожидалось, изомерное соединение, содержащее D-фе- нилаланиновый остаток, неактивно. Для достижения больших успехов следовало бы расширить работы в этом направлении. Сведения о проницаемости мембран второго и третьего типов приведены в обзоре [Wilbrandt, Rosenberg, 1961].

<< | >>
Источник: Альберт А.. Избирательная токсичность. Физико-химические основы терапии. Пер. с англ. В 2 томах. Т. 1. — М.: Медицина1989, 400 с.; ил.. 1989

Еще по теме Мембраны второго типа:

  1. 5.2.2. Задачи второго периода
  2. Мембраны
  3. Стабилизаторы мембран
  4. РАНЕВОЙ МЕМБРАННЫЙ ДИАЛИЗ ПО Е. А. СЕЛЕЗОВУ
  5. Активация мембранного рецептора
  6. ИНГИБИТОРЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КЛЕТОЧНОЙ МЕМБРАНЫ
  7. Наследственные гемолитические анемии, связанные с нарушением мембраны эритроцитов (мембранопатии)
  8. НАРУШЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЦЕЛОСТНОСТИ КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН
  9. Стероидные рецепторы на поверхности клеточной мембраны
  10. ВЕЩЕСТВА, ЗАЩИЩАЮЩИЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ ОТ ПОВРЕЖДЕНИЯ
  11. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С ЛИПИДНЫМ БИСЛОЕМ МЕМБРАН
  12. Реакция гиперсенситивности замедленного типа-аллергия к иммунитету
  13. МЕМБРАННЫЕ СТРУКТУРЫ КЛЕТКИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ КИНЕТИКУ ТРАНСЦЕЛЛЮЛЯРНОГО ТРАНСПОРТА