Химизм реакции токсикант — рецептор

Взаимодействие токсиканта со структурами-мишенями подчиняется тем же закономерностям, что и любая химическая реакция, протекающая ex vivo, и, следовательно, во многом зависит от свойств вещества. Большинство высокотоксичных соединений — инертные в химическом отношении молекулы. Химически активные соединения при контакте с покровными тканями немедленно вступают с ними во взаимодействие и, вызывая лишь местные повреждения, не проникают во внутренние среды организма.

Сила межмолекулярного взаимодействия между токсикантом, проникшим во внутренние среды организма, и биологической молекулой-мишенью действует, как правило, локально; образующаяся связь слособна к диссоциации. Высвободившаяся из связи с токсикантом биомишень часто восстанавливает исходные свойства. В подобных случаях достаточно элиминировать несвязавшуюся часть токсиканта из организма для того, чтобы сдвинуть химическое равновесие в сторону разрушения комплекса «токсикант — мишень» и тем самым устранить действие яда. Например, обратимо взаимодействуют со структурами-мишенями летучие неполярные растворители (гексан, толуол и др,), ингаляция которых сопровождается нарушением сознания, развитием наркотического эффекта.

Некоторые токсиканты образуют с молекулами-мишенями прочные комплексы, разрушить которые возможно только с помощью других средств, образующих с ядом еще более прочную связь. В частности, для восстановления активности ацетилхолинэстеразы, ингибированной фосфорорганическими соединениями (ФОС), применяют вещества из группы оксимов, вступающие во взаимодействие с токсикантами и вызывающие тем самым дефосфорилирование активного центра энзима.

Иногда в процессе метаболизма ксенобиотика в клетках образуются весьма активные в химическом отношении промежуточные продукты. При действии на биомолекулы они образуют с ними чрезвычайно прочные связи, разрушить которые практически невозможно: биомишень повреждается необратимо. Таким образом, например, иприт взаимодействует с пуриновыми основаниями нуклеиновых кислот.

Типы химических связей, образующихся между токсикантом и структурой-мишенью, и их прочность (энергия связи) представлены в табл. 10.

Таблица 10

Различные типы связей, формирующихся между токсикантами и молекулами-мишенями организма Вид связи Пример Энергия связи (кДж/моль) Ионная белок — МН3+....7ООС — К 20 Ковалентная белок — 5— -Нд— К белок— О—РСо!«К О 40-600 Донорно-акцепторная МО2 белок — Г^^^ТлУ! |Ул1 К 4-20 Ион-дипольная белок — ЫН3+.....О7СН+ 8-20 Диполь-дипольная _ +,МН2 белок*... О— С \ЫН2 4-12 Водородная /"•~-М......Н— О— Р белок — Р || МН 4-28 Ван-дер-Ваальса белок — С^^^4! I ОМоОг"!»!™ г\ 1-4 Гидрофобная белок — СН2-СН"Яи3 Опз СН3СН2СН2-К 1-6

Как следует из приведенных данных, наиболее прочной является ковалентная связь между токсикантом и молекулой-мишенью. Именно этот тип взаимодействия, как правило, приводит к необратимому повреждении рецептора.

Дата добавления: 2014-12-27