В клеточной биологии захват ионов - это наращивание более высокой концентрации химического вещества на клеточной мембране из-за значения pKa химического вещества и разницы pH на клеточной мембране. [1] [2] Это приводит к тому, что основные химические вещества накапливаются в кислых жидкостях организма, таких как цитозоль , а кислотные химические вещества накапливаются в основных жидкостях.
Механизм [ править ]
Многие клетки обладают другими механизмами перекачки молекулы внутри или снаружи клетки против градиента концентрации , но эти процессы являются активными, что означает, что они требуют ферментов и потребляют клеточную энергию . Напротив, улавливание ионов не требует никаких ферментов или энергии. Это похоже на осмос в том, что они оба связаны с полупроницаемой природой клеточной мембраны.
Клетки имеют более кислый pH внутри клетки, чем снаружи ( за исключением клеток слизистой оболочки желудка ). Следовательно, основные лекарства (например, бупивакаин , пириметамин ) заряжены больше внутри клетки, чем снаружи. Клеточная мембранапроницаема для неионизированных (жирорастворимых) молекул; ионизированные (водорастворимые) молекулы не могут легко пересечь его. Как только незаряженная молекула основного химического вещества пересекает клеточную мембрану и входит в клетку, она становится заряженной из-за получения иона водорода из-за более низкого pH внутри клетки и, таким образом, становится неспособной вернуться обратно. Поскольку трансмембранное равновесие должно поддерживаться, другая неионизированная молекула должна диффундировать в клетку, чтобы повторить процесс. Таким образом, его концентрация внутри клетки увеличивается во много раз, чем снаружи. Незаряженные молекулы лекарства остаются в равной концентрации по обе стороны от клеточной мембраны.
Заряд молекулы зависит от pH ее раствора. В кислой среде основные лекарства более заряжены, а кислые - менее заряжены. Обратное верно для базовой среды. Например, напроксен - это нестероидное противовоспалительное средство , представляющее собой слабую кислоту (его значение pKa составляет 5,0). Желудочный сок имеет pH 2,0. Это трехкратная разница (из-за логарифмической шкалы) между его pH и pKa; следовательно, существует 1000-кратная разница между заряженной и незаряженной концентрациями. Таким образом, в этом случае на каждую молекулу заряженного напроксена приходится 1000 молекул незаряженного напроксена при pH 2 [3].Вот почему слабые кислоты лучше всасываются из желудка, а слабые основания - из кишечника, где pH щелочной. Когда pH раствора равен pKa растворенного лекарства, тогда 50% лекарства ионизируется, еще 50% неионизируется. Это описывается уравнением Хендерсона-Хассельбаха . [ необходима цитата ]
Фармакокинетика [ править ]
Улавливание ионов является причиной того, что основные (щелочные) препараты секретируются в желудок (например, морфин ), где pH является кислым, а кислые препараты выделяются с мочой в щелочных условиях. Точно так же прием бикарбоната натрия с амфетамином , слабым основанием, вызывает лучшее всасывание амфетамина (в желудке) и меньшее его выведение (с мочой), тем самым продлевая его действие. Улавливание ионов может привести к частичному отказу от некоторых противораковых химиотерапевтических средств. [4]
Улавливание ионов также важно вне фармакологии . Например, он заставляет слабокислые гормоны накапливаться в цитозоле клеток. Это важно для поддержания низкой внешней концентрации гормона во внеклеточной среде, где ощущаются многие гормоны. Примерами растительных гормонов, которые подвергаются улавливанию ионов, являются абсцизовая кислота , гибберелловая кислота и ретиноевая кислота . Примеры гормонов животных, подвергнутых улавливанию ионов, включают простациклин и лейкотриены .
См. Также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ↑ Стефани Т. Вайс (1 января 2009 г.). Фармакология с высоким выходом . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. С. 3–. ISBN 978-0-7817-9273-8.
- ^ DT Okpako (22 февраля 1991). Принципы фармакологии: тропический подход . Издательство Кембриджского университета. С. 118–. ISBN 978-0-521-34095-3.
- ^ http://www.angelfire.com/tx5/scribe2003/scribe/august/F081709.doc
- ^ Махони BP, Raghunand N, Баггетт B, Гиллис RJ (октябрь 2003). «Кислотность опухоли, захват ионов и химиотерапия. I Кислотный pH влияет на распределение химиотерапевтических агентов in vitro». Biochem Pharmacol . 66 (7): 1207–18. PMID 14505800 .
