Взаимодействия лекарств в клетке. Реакционная способность лекарств

В организме возникают две ситуации, когда лекарство (Л) реагирует с химическими (X) компонентами клетки.
В случае 1) происходит ферментативная активация Л и X с образованием в конечном счете метаболита (М). В случае 2) Л и X ковалентно связываются между собой и образуют аддукты (Л—X). Оба продукта реакции — Ми Л—X — представляют собой разновидность метаболитов.

В соответствии с природой химических веществ, с которыми реагирует в организме лекарственное вещество или его метаболит, все реакции метаболизма можно свести к трем случаям: 1) Неферментативное (химическое) взаимодействие лекарств с химическими низко- и высокомолекулярными веществами неферментной природы; 2) Ферментативное, наиболее часто встречающееся в организме; 3) Постферментативное, которое включает ферментативное образование реакционноспособных метаболитов, которые за счет спонтанных перегруппировок образуют конечные метаболиты, либо взаимодействуют с биологическими макромолекулами.

Следует также отметить, что в ряде случаев как в ферментативной, так и химической стадии метаболизма лекарства может происходить образование активных форм кислорода, участвующих в реакциях с биомолекулами клетки.

В химических реакциях особое значение имеет реакционная способность реагирующих веществ (субстратов и реагентов), зависящая от относительной доступности электронов (электронной плотности) определенных связей или определенных атомов. Существует ряд факторов, обусловленных строением вещества, способного влиять на доступность электрона в связях и в отдельных атомах. Сюда относятся индуктивный, а также мезомерный эффекты, способствующие поляризации молекул в активном состоянии и потому опирающиеся на физические свойства молекул.

В целом химические реакции вносят определяющий вклад в общие процессы метаболизма лекарственных средств, однако они незначительны. К ним можно отнести некоторые процессы взаимодействия с макромолекулами, в том числе и ферментами, а также с низкомолекулярными биомолекулами, другими ксенобиотиками и Н2О, Н+, ОН-, РО4.

лекарства в клетке

Большинство органических соединений в клетке отличаются значительной стабильностью при физиологических значениях температуры, давления и рН. Объясняется это отсутствием реакций между соответствующими веществами, так как не возникает активированный комплекс. Для того, чтобы такой активированный комплекс возник, соударяющиеся молекулы должны обладать некоторым минимальным достаточным для этого количеством энергии. Так, при повышении температуры все большее число молекул приобретает этот минимум энергии и, соответственно, возрастает скорость реакции.

Обычно химики-органики для ускорения реакций прибегают именно к этому средству, т. е. повышению температуры, хотя иногда они изменяют также давление или работают при крайних значениях рН. По-иному обстоит дело в клетке: здесь эти реакции протекают при умеренной температуре, низком давлении и значениях рН, близких к нейтральному, однако скорость их, несмотря на это, часто бывает весьма значительной. Происходит это благодаря специфическому биологическому катализу, который осуществляется ферментами. Будучи белками, большинство ферментов в клетке функционируют связанными с мембранами. На это есть множество причин. Одни из них используют гидрофобную область мембраны как среду, в которой протекает реакция, другие приобретают в составе мембраны специфические свойства, которые теряются при солюбилизации мембраны детергентами.

Для многих ферментов доказано, что они располагаются в мембране в определенном порядке, который делает возможным последовательное протекание реакций метаболического цикла.

Следовательно, для осуществления ферментативного катализа метаболического превращения лекарства оно должно проникнуть в соответствующий компартмент (отсек) мембраны, а затем взаимодействовать с ферментом.

В биохимии чужеродных соединений все реакции метаболизма ксенобиотиков условно разделены на две группы:
1) Реакции функционализации, включающие процессы окисления, восстановления и гидролиза субстратов. В результате этих реакций в молекулу вещества вводится новая функциональная группа или усложняется старая;
2) Реакции синтеза или конъюгации. В этой стадии метаболизма лекарства функциональная группа маскируется в результате присоединения новой.

- Читать далее "Окисление лекарств. Железопорфириновые ферменты"

Оглавление темы "Метаболизм лекарств":
1. Взаимодействия лекарств в клетке. Реакционная способность лекарств
2. Окисление лекарств. Железопорфириновые ферменты
3. Механизм действия пероксидаз. Катализ лекарственных препаратов
4. Каталазы клеток. Функции каталаз клеток
5. Ферменты гемоглобина и миоглобина. Свойства гемоглобина в эритроцитах
6. Автоокисление гемоглобина и миоглобина. Пероксидазные реакции гемоглобина
7. Гемоглобин и перекись водорода. Ферменты крови
8. Гемоглобин как терминальная оксидаза. Соокисление лекарственных препаратов
9. Органические гидроперекиси. Простагландины в метаболизме лекарств
10. Соокисление ксенобиотиков. Метаболиты окисления ксенобиотиков

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: