33. Связывание вещества с рецептором. Понятие об аффинитете.

Для того чтобы вещество подействовало на рецептор, оно должно связаться с рецептором. В результате образуется комплекс «вещество—рецептор». Образование комплекса «вещество-рецептор» осуществляется за счет межмолекулярных связей. Существует несколько видов таких связей. Ковалентные связи — самый прочный вид межмолекулярных связей. Они образуются между двумя атомами за счет общей пары электронов. Ковалентные связи чаще всего обеспечивают необратимое связывание веществ, однако они не характерны для взаимодействия лекарственных веществ с рецепторами (примером является необратимое связывание феноксибензамина с а-адреноре-цепторами). Ионные связи - менее прочные - возникают между группировками, несущими разноименные заряды (электростатическое взаимодействие). Ион-дипольные и диполь-дипольные связи близки по ха­рактеру ионным связям. В электронейтральных молекулах лекарственных веществ, попадающих в электрическое поле клеточных мембран или находящихся в окружении ионов, происходит образование индуцированных диполей. Ионные и дипольные связи характерны для взаимодействия лекарственных веществ с рецепторами. Водородные связи играют весьма существенную роль во взаимодействии лекарственных веществ с рецепторами. Атом водорода способен связывать атомы кислорода, азота, серы, галогенов. Это достаточно слабые связи, для их образования необходимо, чтобы молекулы находились друг от друга на расстоянии не более 0,3 нм. Ван-дер-ваальсовы связи— наиболее слабые связи, образуются между двумя любыми атомами, если они находятся на расстоянии не более 0,2 нм. При увеличении расстояния эти связи ослабевают. Гидрофобные связи образуются при взаимодействии неполярных молекул в водной среде. Для характеристики связывания вещества с рецептором используется термин аффинитет.

Аффинитет определяется как способность вещества связываться с рецептором, в результате чего происходит образование комплекса «вещество-рецептор». Кроме того, термин аффинитет используется для характеристики прочности связывания вещества с рецептором (т.е. продолжительности существования комплекса «вещество—рецептор»). Количественной мерой аффинитета (прочности связывания вещества с рецептором) является константа диссоциации (Kd).

Константа диссоциации равна концентрации вещества, при которой половина рецепторов в данной системе связана с веществом. Выражается в молях/л (М). Между аффинитетом и константой диссоциации существует обратно пропорциональное соотношение: чем меньше Kd, тем выше аффинитет. Например, если К, вещества А = 10-3 М, a Kd вещества В = 10-10 М, то аффинитет вещества В выше, чем аффинитет вещества А.

34. Равновесный потенциал. Уравнение Нернста.

Равновесный потенциал – это такой потенциал плазмолеммы клетки, при котором суммарный ток определенного иона через мембрану равен нулю, несмотря на возможность отдельных ионов проникать через открытые каналы в обмен на такие же ионы, следующие в противоположном направлении. Равновесный потенциал для иона — это такая величина мембранного потенциала, который установился бы по обе стороны клеточной мембраны, если бы она стала избирательно проницаема только для данного иона.

При таких условиях соотношение ионных потоков через мембрану находилось бы в равновесии (равные скорости входа и выхода иона).

О чем свидетельствуют равновесные потенциалы К+ и в отношении ионных механизмов поддержания мембранного потенциала покоя в нервных клетках? Потенциал покоя мембраны в нервных клетках составляет от -80 до -90 мВ и близок к равновесному потенциалу К+. Поскольку мембранный потенциал этих клеток почти равен равновесному потенциалу К+, их плазматическая мембрана должна в покое быть в большей степени проницаема для К+.

Уравнение Нернста — уравнение, связывающее окислительно-восстановительный потенциал системы с активностями веществ, входящих в электрохимическое уравнение, и стандартными электродными потенциалами окислительно-восстановительных пар. Нернст изучал поведение электролитов при пропускании электрического тока и открыл закон. Закон устанавливает зависимость между электродвижущей силой ( разностью потенциалов ) и ионной концентрацией. Уравнение Нернста позволяет предсказать максимальный рабочий потенциал, который может быть получен в результате электрохимического взаимодействия, когда известны давление и температура. Таким образом, этот закон связывает термодинамику с электрохимической теорией в области решения проблем, касающихся сильно разбавленных растворов. ,.

Уравнение Нернста: V = 5Т_ 1п —2 ИНР2 С, где V — равновесный потенциал в вольтах, К —газовая постоянная (2 кал/М/°К), Т — абсолютная температура (°К), Р — постоянная Фарадея (2,3 х кал/В/М), 2 — валентность иона, 1п — натуральный логарифм, С0 и С; — концентрации положительно заряженных ионов снаружи и внутри клетки. Если требуется рассчитать равновесный потенциал для отрицательно заряженного иона, числитель и знаменатель в выражении С0/С-, меняют местами. Применяя тот же подход, получаем уравнение для расчета равновесного потенциала (в милливольтах) для Ка+.