Транспортно-барьерные свойства мембран

Ксенобиотик	Оказываемый эффект	Предполагаемый механизм действия
Хлорпромазин, этанол	Уменьшают проницаемость эритроцитарной мембраны для натрия	Влияют на физическое состояние мембран («уплотнение» мембран)
Парахлормеркурибензоат, танин	Уменьшают проницаемость эритроцитарной мембраны для воды, мочевины, глицерина и др.	Уменьшают размер гидрофильных пор в мембране
Флоридзин	Ингибирует перенос глюкозы в разных клетках	Блокирует переносчик
Оубаин	Ингибирует аккумуляцию аминов в нервных клетках	Блокирует АТФазу – источник активного переноса
Динитрофенол	Ингибирует активный перенос лактозы в E. соli	Снижает электрохим. градиент Н+ – источник энергии для активного переноса
Циклогексамид	Ингибирует перенос аминокислот и сахаров в клетки эпителия кишечника	Ингибирует биосинтез белков, участвующих в транспорте

Представляют интерес данные о проницаемости мембран внутриклеточных органелл для ксенобиотиков, что, в конечном счете, определяет их локализацию в определенных структурах.

В последние 20–30 лет сделаны попытки 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 или плохо проникают антибиотики, молекулы которых обладают выраженными кислотными или основными свойствами (пенициллин, стрептомицин, новобиоцин и др.) или 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.

Обмен веществ и регуляторные процессы. Метаболические процессы могут быть нарушены под действием ксенобиотиков. Чужеродные вещества, реагируя с гормонами и другими регуляторными системами, вызывают различного рода неконтролируемые превращения.

Часто наблюдаются нарушения реакций окислительного расщепления углеводов, вызываемая токсичными метаболитами; их можно рассмотреть на двух примерах реакции глюкозы. Так фосфорилирование глюкозы ферментом гексокиназой замедляется соединениями меди и мышьяка. Каталитические свойства фермента фосфоглицератмутазы, принимающей участие в превращении 3-фосфоглицериновой кислоты в 2-фосфоглицериновую кислоту, ослабляются под влиянием соединений ртути.

Доказано воздействие многих хлорорганических соединений и полиароматических углеводородов на активность ферментов микросом. Хлордан, диэльдрин, ПХБ и ДДТ вызывают ускорение гидроксилирования таких стероидных гормонов как андроген, эстроген и глюкокортикоиды.

Пентахлорфенол, триэтилсвинец, триэтилцинк и 2,4-динитрофенол блокируют дыхательную цепь на стадии реакции окислительного фосфорилирования. При этом окислительно-восстановительные системы не работают, но продолжается синтез АТФ, что приводит к усилению дыхания.

Линдан, соединения кобальта и селена нарушают процесс расщепления жирных кислот. При длительном действии инсектицидов на рыб установлено повышение ферментативной активности при синтезе жиров.

В регуляторных процессах роста и развития растений клетки подвергаются влиянию «ауксинподобных» гербицидов, в частности дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д). 2,4-Д селективно блокирует рост растений. В малых концентрациях 2,4-Д обладает свойствами природного гормона ИУК. В повышенных концентрациях она нарушает нормальный рост, развитие клеток и в конце концов последние погибают, т. е. 2,4-Д проявляет свойства гербицидов. Причиной гибели клеток являются нарушения метаболизма нуклеиновых кислот.

У животных известны нарушения нормального роста и развития при болезнях щитовидной железы. Они могут быть вызваны, например, хлорорганическими пестицидами и ПХБ, причем проявляется весьма близкое сходство структуры бифенилов и гормона щитовидной железы – тиронина (бифенилэфира).

1 1. Цит. по: Галактионов С.Г., Голубович В.П., Шендерович М.Д., Ахрем А.А.. Введение в теорию рецепторов. Мн.: Наука и техника, 1986.