Устойчивость растворов ВМС




Растворы ВМС являются истинными, однако под действием некоторых внешних факторов их устойчивость может быть нарушена. Снижение устойчивости растворов ВМС связано с уменьшением лиофильности системы. Например, при добавлении веществ, способных вызвать дегидратацию биополимера, межмолекулярные взаимодействия между отдельными макромолекулами усиливаются, в результате чего система может утратить гомогенность, при этом образуются волокна, хлопья, осадки. Нарушение устойчивости растворов ВМС при действии дегидратирующих агентов называют высаливанием. Дегидратирующее действие оказывают многие неорганические соли. Напомним, что аналогичные явления наблюдаются при электролитной коагуляции коллоидных растворов. Отличие заключается в том, что высаливающий эффект достигается при значительно больших концентрациях, на 3—5 порядков превышающих значения порога коагуляции. При этом, как и в случае набухания, более выраженное действие оказывают анионы. Наибольшей высаливающей способностью обладают анионы, в присутствии которых набухание угнетается. И наоборот, анионы, способствующие набуханию, оказывают незначительное высаливающее действие. Для фракционирования белков часто используют раствор сульфата аммония. Чем меньше относительная молекулярная масса белка, тем большая концентрация сульфата аммония требуется для его осаждения. Так, глобулины (750 000 < Мr < 1 000 000) осаждаются из полунасыщенного раствора сульфата аммония, а альбумины (Мr = 66 500) — только из насыщенного раствора. Отмытые с помощью диализа от следов электролита белки возвращаются в исходное состояние. Дегидратирующее действие оказывает также этанол. Фракционирование белков по методу Кона основано на использовании водных растворов этанола с разной массовой долей и разными значениями рН (табл. 2).

Таблица 2. Фракционирование белков по методу Кона (1< t<5 °С)

 

Осаждаемый белок ω(С2Н5ОН) рН
Фибриноген 0,08 7,2
α1-Глобулин 0,18 5,2
β- и γ-Глобулины 0,25 6,9
α2-Глобулин 0,40 5,8
Альбумины 0,40 4,8

 

В ряде случаев в результате высаливания в растворах белков происходит расслоение системы на две фазы — образуются капельки структурированной студнеобразной жидкости. Это явление называется коацервацией. Концентрация ВМС в коацерватных каплях увеличивается, а в растворе становится ниже исходной. Коацервация сопровождается ростом энтропии, так как в низкоконцентрированной фазе значительно увеличивается возможность микроброуновского движения (вращательного движения сегментов макромолекул). Коацерваты рассматриваются как зародыши простейших форм жизни. Предполагают, что коацервация является одной из стадий образования надмолекулярных структур.

К явлениям нарушения устойчивости растворов ВМС относят и протекающие в них процессы структурообразования, суть которых заключается в образовании пространственной сетки полимера за счет коагуляционных контактов между надмолекулярными структурами. Раствор ВМС при этом теряет текучесть и превращается в гель. Гелеобразованию способствуют повышение концентрации ВМС, понижение температуры, изменение рН среды.

Для гелей характерно старение во времени — уплотнение пространственной сетки за счет выдавливания части воды; гель при этом уменьшается в объеме, но сохраняет исходную форму. Такое явление называется синерезисом (рис. 9).


Рис. 9.Синерезис гелей

Синерезис характерен для живых тканей, поскольку некоторые компоненты межклеточного вещества, в частности протеогликаны, находятся в гелеобразном состоянии. Известно, что мясо старых животных более жесткое, чем молодых. Секреция желез организма рассматривается как частный случай синерезиса, впрочем, как и возникновение опухолей.


Диффузия в гелях протекает значительно медленнее, чем в растворах. Гелеобразный характер протеогликанов обеспечивает барьерную функцию межклеточного матрикса: непроницаемость для патогенных микроорганизмов. Некоторые из них вырабатывают фермент гиалуронидазу, гидролизующую гликозидную связь между дисахаридными фрагментами гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфатами. Деполимеризация способствует разжижению геля и увеличению скорости диффузии веществ в межклеточном матриксе, т. е. увеличению межклеточной проницаемости.

Гиалуронидаза находится в ядах многих змей (гадюки, гюрзы, эфы, щито­мордников), тарантула и некоторых других животных. Примером положитель­ного физиологического действия гиалуронидазы является выделение этого фермента сперматозоидом для облегчения его проникновения внутрь яйце­клетки. Лекарственные препараты лидаза и ронидаза содержат гиалуронидазу. Применяют их для размягчения рубцов и ускорения всасывания лекарствен­ных веществ.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-20 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: