Pătrunderea substanțelor prin bariere biologice predominant solubile în apă, se realizează prin difuzie prin canale apoase (pori), dar deoarece dimensiunea moleculei este determinată și este practic independent de coeficientul de distribuție în sistemul de ulei / apă. Moleculele mici trec liber prin pori. Dacă diametrul moleculei este mai mare decât diametrul porilor, ea nu penetrează membrana. Curba de dependență "permeabilitate - dimensiunea moleculelor" este în formă de S (figura 3).
Figura 3. Dependența permeabilității barierelor biologice la dimensiunea moleculelor de substanțe solubile în apă
Se poate imagina că, pe măsură ce mărimea moleculelor crește, interacțiunea lor cu pereții canalelor proteice previne din ce în ce mai mult difuzia liberă. Astfel, raza porilor membranelor epiteliului tractului gastrointestinal este de 0,3-0,8 nm. Produsele chimice care intră în organism pe os și au o greutate moleculară mai mică de 400 D pot trece prin epiteliul intestinal, dar numai dacă moleculele au o formă cilindrică. Pentru moleculele de formă sferică, limita de permeabilitate prin epiteliul tractului gastrointestinal este de 150-200 D.
În general, difuzia substanțelor solubile în apă prin bariere este de asemenea descrisă de ecuația Fick, totuși numai suprafața porilor integrativi efectivi trebuie luată în considerare ca suprafață de difuzie.
Permeabilitatea barierelor biologice la electroliți este și mai dificilă. Porii membranelor biologice sunt slab permeabile (și uneori impenetrabile deloc) pentru moleculele încărcate, iar mărimea încărcării este mai importantă decât dimensiunile lor. Aceasta se datorează în parte interacțiunii (atragerea sau respingerea) ionilor cu încărcături ale peretelui proteic al canalelor, parțial prin hidratarea lor într-un mediu apos. Gradul de hidratare este mai mare cu cât este mai mare încărcătura. Dimensiunile ionului hidratat sunt semnificative, ceea ce face dificilă difuzarea. În acest sens, permeabilitatea membranelor pentru ionii divalenți este întotdeauna mai mică decât pentru ionii monovalenți, iar cele trivalente sunt practic capabile să depășească barierele biologice.
Substanțele și bazele organice slabe sunt capabile de o reacție de disociere, i. E. formarea de ioni, într-un mediu apos. Mai mult nedisociat și, prin urmare, molecule neîncărcate astfel de substanțe penetrează membranele lipidice și pori în conformitate cu o valoare de coeficient de distribuție a sistemului de ulei / apă, se disocieze molecula prin bistratul lipidic și nu difuzează în porii. Pentru permeabilitatea acestor substanțe, valoarea pKa lor are o importanță deosebită. care determină ce parte din substanța dizolvată va fi în forma ionizată și neionizată la valorile pH date ale mediului. pKa este logaritmul negativ al constantei de disociere a acizilor și bazelor slabe și este numeric egal cu pH-ul la care 50% din substanță este sub formă ionizată. Gradul de disociere a unei substanțe poate fi calculat prin formule:
Log (formă de ionizare) / (formă de ionizare) = pKa - pH (pentru acizii slabi)
Jurnal (formă de ionizare) / (formă de neionizare) = pKa - pH (pentru bazele slabe)
Mediul acid promovează conversia acizilor slabi (RCOOH RCOO - + H +), sub forma neionizată sau invers, alcalin (pH mai mare decât pKa) - în ionizat. Pentru baze slabe (RNH2 + H + RNH3 +) relație inversă are: scăderea pH-ului (creșterea concentrației de ioni de hidrogen în mediu) promovează conversia substanțelor în formă ionizată.
Diferențele de valori ale pH-ului pe ambele părți ale membranei biologice afectează în mod semnificativ procesele de resorbție, sunt cauza distribuției inegale a substanțelor în organism. Valorile pH-ului plasmei sanguine și ale diferitelor țesuturi nu sunt aceleași (tabelul 3).
Tabelul 3. Valorile pH ale diferitelor fluide ale corpului
Organ sau lichid
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: