ВУЗ:
Рубрика:
9
носимых электрических зарядов внутренняя поверхность мембраны заряжа-
ется отрицательно, а внешняя – положительно.
Ионы K
+
и Nа
+
активируют аденозинтрифосфатазу (АТФ-аза) клеточных
мембран, обеспечивающую энергией калий-натриевый насос.
Постоянство концентраций ионов щелочных и щелочноземельных ме-
таллов внутри и вне клетки обусловлено специальным механизмом транс-
порта через мембрану. Перенос катионов осуществляется двумя способами:
а) активным транспортом против градиента концентраций, за счет энергии
гидролиза АТФ; б) диффузией по градиенту концентраций
, которая зависит
от наличия ионофоров.
Гидролиз АТФ происходит в присутствии фермента - аденозинтрифосфата-
зы, которому для выполнения своей функции необходимы катионы К
+
, Na
+
, и
Mg
2+
. Этот же фермент выполняет и транспортные функции при переносе ка-
тионов через мембрану. Он имеет димерную структуру, состоящую из двух пар
больших и маленьких полипептидных цепей. Конформационные изменения,
происходящие в ферменте, приводят к тому, что катионы принимаются по одну
сторону мембраны, а освобождаются - по другую, а именно: Na
+
выводится из
клетки, а К
+
транспортируется внутрь. Таким образом, одновременно с гидро-
лизом АТФ идет перемещение катионов.
Катионы натрия являются основными однозарядными катионами плазмы
крови, лимфы, спинномозговой жидкости и любой межтканевой жидкости. Ос-
новная их роль - в поддержании определенного осмотического давления, удер-
жании воды тканями (15 г NaС1 задерживают в организме до двух литров жид-
кости) и
в регуляции водного обмена. Совместно с анионами НСО
3
-
, НРО
4
2-
,
Н
2
РО
4
-
и анионами органических кислот катионы натрия способствуют кислот-
но-основному равновесию в органах. Вместе с ионами калия, кальция, магния и
хлора ионы натрия участвуют в процессе передачи нервных импульсов и под-
держивают нормальную возбудимость мышечных клеток.
Высокая внутриклеточная концентрация ионов К
+
прежде всего обеспечивает
осмотическое давление внутри клетки, активацию ферментативных систем для
синтеза белка на рибосомах и окисление углеводов (гликолиз). В эритроцитах
ионы К
+
участвуют в работе гемоглобиновой и оксигемоглобиновой буферных
систем, а также активируют фермент карбоангидразу, катализирующую про-
цессы гидратации и дегидратации оксида углерода (IV).
Жидкости и ткани содержат много ионов различных электролитов. В орга-
низме ионы Mg
2+
и К
+
связаны с внутриклеточной активностью, а Са
2+
и Mg
2+
в
виде малорастворимых гидроксофосфатов составляют основу костной ткани и
т. д. Катионы s-элементов в соединении с анионами НСО
3
-
, СО
3
2-
, Н
2
РО
4
-
,
НРО
4
2-
, Сl
-
и др. поддерживают кислотно-основное равновесие в крови, осмоти-
ческое давление, постоянство температуры, то есть гомеостаз организма.
10
Обладая относительно большим радиусом и малым зарядом, они являются
плохими комплексообразователями. Склонность к образованию комплексов
падает с увеличением размера атома-комплексообразователя (от Mg к Ва).
Комплексообразование с неорганическими лигандами для Na
+
, K
+
, Са
2+
мало-
характерно. В образовании донорно-акцепторных связей могут принимать
участие s-, р-, d-орбитали ионов-комплексообразователей. В биологических
системах ионы Na
+
и К
+
легко связываются с кислородсодержащими макро-
циклическими лигандами - коронандами и криптандами. Ионы Mg
2+
связы-
ваются азотными и фосфатными донорами, ионы Са
2+
- атомами кислорода
белковых молекул. Коронанды (или краун-эфиры) - это моноциклические по-
лидентатные лиганды с донорными атомами любого типа или их ансамбли.
Коронаты - это комплексы (комплексонаты) краун-эфира с ионами одно-
валентных и двухвалентных металлов.
Me
+
O
O
O
O
O
O
Дибензо-18-краун-6 с включенным ионом металла
X
-
Криптанды – это би- и полициклические полидентатные лиганды, со-
держащие любые донорные и узловые атомы. Они имеют трехмерную по-
лость, в которую могут включать ионы металлов.
N
O
O
N
O
O
O
O
Комплексы коронандов и криптандов с ионами металлов или другими суб-
стратами являются устойчивыми и носят названия - коронаты и криптаты.
Особенности коронандов и криптандов: а) селективность по отношению к ио-
нам металлов; б) липофильность; в) способность переносить через биологиче-
ские мембраны ионы металлов в виде коронатов и криптатов.
Макроциклические лиганды (комплексоны)
применяют для введения че-
рез биологические мембраны ионов металлов, физиологически активных
веществ, а также для выведения из организма токсичных тяжелых металлов
или радиоактивных веществ.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- …
- следующая ›
- последняя »
