АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Типи зв'язків, що виникають між токсикантами і молекулами-мішенями організму

Іонний зв'язок. У водних розчинах багато речовин дисоціюють з утворенням іонів. Між позитивно чи негативно зарядженими іонами токсиканту і ендогенними іонами-мішенями починають діяти сили електростатичного притягання. Внаслідок цього виникає хімічний зв'язок, який називається іонним.

Токсичні наслідки подібної взаємодії в організмі розвиваються, наприклад, у разі утворення нерозчинного у воді комплексу іона-токсиканту з біологічно активним іоном-мішенню. Так, при інтоксикації фторидами іони фтору можуть вступати у взаємодію з іонами кальцію плазми крові. В результаті утворюється нерозчинний фторид кальцію. Внаслідок цього розвивається гіпокальціємія, яка має певне значення в розвитку даної інтоксикації.

Ковалентний зв'язок. Для утворення ковалентного зв'язку атоми, що взаємодіють, повинні мати на зовнішньому електронному рівні неспарені електрони. В результаті утворення загальної пари електронів виникає ковалентний зв'язок і з'єднання, що утворюється стає стабільним. Висока енергія зв'язку цього типу означає практично необоротний характер приєднання токсиканту до біологічної мішені. Прикладом речовин, що утворюють з біомолекулами подібний зв'язок, є ФОС, які взаємодіють з серином, який входить в структуру активного центру холінестерази (ХЕ). Внаслідок міцності утвореного зв'язку руйнування комплексу токсикант-біомішень можливо тільки за допомогою спеціальних засобів (наприклад, реактиваторов ХЕ при інтоксикації ФОС).

Водневий зв'язок. Даний зв'язок може утворюватися як між окремими молекулами, так і між атомами всередині молекул. Він виникає, якщо є електропозитивний атом (водню) і електронегативний атом (кисень, азот, сірка) в такій позиції, коли вони можуть взаємодіяти. Енергія водневого зв'язку невелика. Її міцність багато в чому залежить від будови взаємодіючих речовин, зокрема, від ступеня електронегативності атомів, пов'язаних з воднем.

Водневі зв'язки мають дуже велике значення для підтримки просторової структури білків, нуклеїнових кислот та інших високомолекулярних сполук.

До складу молекул токсикантів також входять групи, здатні брати участь в утворенні водневих зв'язків. Якщо ці групи (X-Н) представляють собою структурні елементи «активного» радикала токсиканту, то вони беруть участь в утворенні складнго зв'язку речовини з молекулою-мішенню. Оскільки водневі зв'язки є по суті електростатичними, їх сила слабшає в присутності речовин, що володіють властивостями неелектролітів (ацетон, метанол).

Зв'язки Ван-дер-Ваальса. Форма електронної хмари молекул квазістабільна, тобто не змінюється до тих пір, поки на неї не починають діяти зовнішні сили. Під впливом електромагнітних полів електронні хмари молекул деформуються. Деформуючий вплив полів перетворює неполярні молекули в диполі, так як центри максимальної щільності позитивного і негативного зарядів молекули локалізуються в просторі. Сформований диполь називають індукованим, або тимчасовим, оскільки він перестає існувати відразу після припинення дії деформуючих сил. Дві сусідні неполярні молекули можуть взаємно індукувати утворення тимчасових диполей і таким чином взаємодіяти один з одним. Сили взаємодії, що формуються між тимчасовими диполями, називаються силами Ван-дер-Ваальса. Енергія утвореного зв'язку мала, проте вона істотно зростає при збільшенні числа ділянок контакту між взаємодіючими молекулами. З боку токсиканту це можуть бути ароматичні, гетероциклічні, алкільні радикали; з боку рецептора - неполярні ділянки молекул амінокислот (лейцин, валін, аланін та ін.) При тісному контакті великих неполярних молекул енергія зв'язку може досягати великих величин. Тому при утворенні комплексу токсикант-біомішень сили Ван-дер-Ваальса можуть забезпечувати достатньо міцну фіксацію ксенобиотика.

Для клінічної токсикології велике значення має оборотність зв'язку отрути з рецептором. Більшість токсичних речовин, які неміцно зв'язуються з рецепторами, можна «відмити». Встановлено, що ковалентні зв'язки отрут з рецепторами найбільш міцні і важкооборотні. Але, на щастя, кількість токсичних речовин, здатних утворювати ковалентні зв'язки, відносно невелика. До них відносяться, наприклад, сполуки миш'яку, ртуті та сурми, механізм дії яких полягає у взаємодії з сульфгідрильними групами білків; азотисті іприт і фосфорорганічні антихолінестеразні препарати, які алкіліруютьі або ацетилірують певні функціональні групи білків.

Незважаючи на те що зазначені ковалентні зв'язки досить міцні, у певних умовах вони можуть руйнуватися. Для цього необхідно забезпечити таку хімічну взаємодію, яка дала б більш міцний зв'язок з токсикантом і утворення нових менш токсичних сполук. Так, сульфгідрильні групи ураженої клітини можна в якійсь мірі регенерувати, якщо ввести достатню кількість антидота (протиотрута), що містить функціональні SН-групи.

Більшість відомих у даний час токсичних речовин і лікарських препаратів взаємодіють з рецептором з утворенням більш лабільних зв'язків, які легко руйнуються -іонних, водневих, ван-дер-ваальсових, що робить можливим успішне видалення продуктів метаболізму з організму.

Дата добавления: 2015-02-05 | Просмотры: 1202 | Нарушение авторских прав