Распределение токсикантов в организме

Транспорт веществ через биологические мембраны осуществляется 4 путями.

Простая диффузия - пассивный транспорт через мембраны в направлении градиента концентрации.

Фильтрация - через водные поры мембраны. Поры имеют небольшой диаметр 0,4нм, поэтому проникают небольшие гидрофильные молекулы: вода, мочевина.

Пиноцитоз - клеточные стенки поглощают капли внеклеточной жидкости в вакуолях путем впячивания поверхности мембраны. Образовавшиеся везикулы проникают в протоплазму. Так осуществляется транспорт внутрь клетки и из нее многих крупных молекул, в том числе пептидов, жирных кислот.

Активный транспорт - перенос соединений через мембрану против градиента концентрации (требует затраты энергии с участием АТФазы).

Простая диффузия - это основной механизм переноса чужеродных соединений в клеточные мембраны. Скорость диффузии (СД) прямо пропорциональна площади поверхности, через которую переносится вещество, и градиенту концентрации этого вещества и определяется законом Фика:

СД=К ^.А^. (С₁-С₂) / d

К - коэффициент диффузии данного соединения (зависит от молекулярной массы, пространственной конфигурации, степени ионизации, растворимости вещества в липидах,

С₁-С₂- разность концентраций по обе стороны мембраны,

А - площадь поверхности мембраны, через которую осуществляется транспорт,

d - толщина мембраны.

При транспорте чужеродных соединений простой диффузией только жирорастворимые (неполярные) молекулы легко проникают в мембраны.

При транспорте ионизированных молекул необходимо учитывать рН и константу диссоциации рКа.

Степень ионизации органических электролитов рассчитывается по уравнению Гендерсона:

pKa-pH = logCm/Ci – для кислот,

pKa-pH = logCi/Cm – для оснований,

где Cm – концентрация молекулярной формы,

Ci – концентрация ионизированной формы.

Если две системы имеют одинаковые значения рН (например, плазма, спинномозговая жидкость), то концентрация чужеродного соединения будет одинаковой по обе стороны мембраны. Если значения разные с разных сторон мембраны (например, желудок и кишечник), то концентрации ксенобиотика будут различными.