Транспорт металлов в живую клетку

Для того чтобы металл был вовлечен в химические превращения в клетке и оказал вредное или полезное действие, он должен попасть в клетку. Рассмотрим несколько самых простых способов проникновения катионов металлов в клетку на примере катионов натрия Na⁺ и калия К⁺, наиболее слабо связанных с транспортирующими их химическими молекулами. Ионы Na⁺ и К⁺ играют важнейшие роли в живых организмах: определяют осмотическое давление по обе стороны мембраны и обеспечивают положительные противоионы для таких анионов, как HPO₄^2-, HCO₃^-, органических молекул, многие из которых и выступают как анионы.

Основу оболочки клетки создает липидная мембрана местами пронизанная инофорными каналами. Простейшие молекулы липидов представляют собой длинный алкильный радикал (алкановый "хвост") и фосфатную группировку ("головка") на конце. Катион металла Na⁺, K⁺, попав к стенке клетки, реализует обычно один из двух путей проникновения в клетку. По ионофорной трубке, взаимодействуя с атомами кислорода полиэфирной стенки, катион, как по рельсам, может попасть внутрь клетки.

Если радиус катиона и его природа не позволяют ему проникнуть в отверстие канала, существует другой способ попадания металла в клетку. Молекулы углеводов, а также некоторые лекарственные препараты дают гидрофобные липорастворимые комплексы, которые просачиваются сквозь мембрану клетки. В настоящее время практически для всех металлов периодической системы известны такие прочные гидрофобные липорастворимые комплексы. В частности, например, молекула диметилртути неполярна, имеет гидрофобные метильные группы и благодаря этому просачивается сквозь мембрану.