Фармакокинетических процессов

Многие биологически важные процессы можно свести к цепи двух или более стадий, что позволяет применять к ним полученные выше выражения.

1. а) Так, если объединить ряд промежуточных стадий, динамика изменения в крови содержания специфических антител(в ответ на антигенную стимуляцию) определяется простой схемой:

б) Здесь антитело (иммуноглобулин Ig_X) — аналог промежуточного продукта Р в рассмотренной выше цепи. Соответственно, его концентрация описывается
горбообразной кривой, т.е. вначале достигает некоего максимума, а затем снижается.

б) Как видно, одно и то же вещество, но при различной локализации, можно рассматривать в качестве серии последовательно превращающихся соединений. Т.е. перемещение вещества из одного отсека в другой, с кинетической точки зрения, аналогично химической реакции.

в) Поэтому для промежуточного отсека (в данном случае крови) вновь получаем горбообразную кривую (рис. 19.6), которая описывает изменение концентрации во времени.

г) В реальности восходящая часть этой кривой имеет S-образный изгиб (см. пунктирную линию), что не отражается формулой (19.19). Но небольшие усложнения модели (например, введение еще одной промежуточной стадии) могут привести и к такой, более адекватной форме.

д) Исследуя подобные кривые, обращают внимание на два критических уровня:

- c_тер — минимальную терапевтическую концентрацию препарата и

- c_пред — предельно допустимую его концентрацию (выше которой препарат является токсичным).

19.5. Фотохимические реакции: энергетика и стехиометрия

т.е. одно из исходных соединений вначале поглощает квант видимого или
ультрафиолетового света и лишь после этого приобретает реакционную способность.

б) Поскольку здесь — более одной стадии, такие процессы тоже фор-
мально относятся к сложным.

в) Хотя более важно то, что реакция требует предварительной активации реагента (светом). Это сближает фотохимические реакции с цепными и каталитическими (к которым обратимся в следующей главе).

2. а) Остановимся вначале на энергетике фотохимических реакций. Ключевым является закон Эйнштейна: каждый поглощенный квант активирует лишь однумолекулу.

где h = 6,625 · 10^-34 Дж · с — постоянная Планка, с = 3,0 · 10⁸ м/с — скорость света, v — частота колебаний, а λ — длина волны.

б) Известно, что

I. хлорофиллом поглощаются фотоны с λ = 680 нм,

II. в расчете на каждый электрон, отнимаемый от кислорода воды, поглощаются 2 фотона (для чего используются две последовательно связанные
фотохимические системы),

III. ∆G⁰_сr (глюкоза) = —2871 кДж/моль.

в) Отсюда можем найти к.п.д. фотосинтеза, т.е. ту долю энергии фотонов (поглощаемых хлорофиллом), которая оказывается в конечном счете в глюкозе.

II. Поэтому

Как видно, это отношение числа образовавшихся молекул продукта к числу
поглощенных фотонов.

в) Но в других процессах бывает, что γ> 1.

5. а) И то, и другое не противоречит закону Эйнштейна. Дело в том, что данный закон относится лишь к первой стадии процесса (19.34). А вторая стадия может протекать не только так, как показано в уравнении (19.34), но и совершенно иным, гораздо более сложным, способом.

б) Так, для простейшего варианта, представленного в (19.34), γ=1.

в) Но в случае фотосинтеза вторая «стадия» — это сложная совокупность преобразований, в ходе которых часть энергии 48 поглощенных фотонов иcпользуется для синтеза одной молекулы глюкозы. (Остальная часть энергии
рассеивается в ходе многочисленных реакций, что поддерживает необрати-
мость процесса в целом.) В итоге и получается, что γ 1.

г) В других процессах причиной малого значения γ может быть то, что активированные молекулы A^* не только превращаются в интересующий нас продукт, но и просто дезактивируются.

д) А когда γ > 1? Тогда, когда реакции идут по цепному механизму, активация молекул реагента может осуществляться не только фотонами, но и продуктами реакции.