Воробьев С.И. Неионогенные поверхностно-активные вещества. Физико-химические и биологические свойства
Подождите немного. Документ загружается.
Таблица
2.2.1.
Влияние
искусственного
дефицита
кислорода
на
продуктивность
культуры
Streptomyces kanamyceticus
в
разные
периоды
ферментации
(процент
к
продуктивности
в
оптимальных
условиях)
Время
Величина
культивирования
(час)
продуктивности
(%)
О
-
24
100
24 - 48
79
48 - 72
80
72 - 96
73
96
-120
82
.=-..-~.
В
условиях
без
дефицита
кислорода
добавление
проксанола-268
в
концентрациях
0.005%. 0.01%
и
0.1%
не
оказало
существенного
влияния
на
продуктивность
клеток
канамицина
на
всем
периоде
ферментации
(рис.
2.2.1. -
нормоксия).
В
условиях
гипоксии
(период
24-48
часов
ферментации)
проксанол
оказывал
существенное
действие
на
продуктивность
клеток.
сильно
зависящее
от
его
концентрации
(рис.
2.2.1. -
гипоксия).
При
увеличении
концентрации
проксанола
с
0,001%
до
0,01%
наблюдалось
прогрессирующее
увеличение
продуктивности
канамицина
до
уровня.
близкого
к
продуктивности
в
нормоксических
условиях
(122±6%).
Однако
дальнейшее
повышение
концентрации
проксанола
в
культуральной
среде
привело
к
ингибированию
синтеза клетками
канамицина
(до
70±5%)
21
www.mitht.ru/e-library
Таким
образом, при
нормоксии
клетки
нечувствительны
к
проксанолу-268
(в
интервале
концентраций
от
0,001%
до
0,1%).
В
условиях
гипоксии
наблюдается
увеличение
синтеза
клетками
канамицина
при
повышении
концентрации
проксанола
8
среде.
Однако
такая
зависимость
сохраняется
только
до
концентрации
проксанола
0,01%.
Дальнейшее
ее
увеличение
резко
ингибирует
синтез
канамицина.
Следует
отметить,
что
полученные
нами
результаты
совпадают
с
данными
предыдущих
исследователей.
Так,
Kumar
У.
et
al.
(1990)
показал,
что
плюроник
F-68
(зарубежный
аналог
проксанола)
в
концентрации
0,01%
оказывает
максимальное
стимулирующее
действие
на
рост
клеток
модифицированного
корня
Solanum Lulcamara,
тогда
как
дальнейшее
увеличение
концентрации
плюроника
ингибирует
рост.
Кардиодепрессивное
действие
проксанола-268,
показанное
ранее
в
наших
экспериментах
на
фрагментах
сердечной
мышцы
(в
среднем
на
60%
от
контроля)
при
концентрациях
от
0,1%
до
3,0%,
связано
с
уменьшением
входящего
кальциевого
тока.
В
этих
же
концентрациях
проксанол
усиливал
натриевый
и
подавлял калиевый
трансмембранные
токи
в
кардиомиоцитах
(Кокоз
Ю.М.
с
соавт.,
1983).
Возможно,
эффекты
высоких
концентраций
проксанола
связаны
с
гидрофобным
взаимодействием
его
сложных
мицеллярных
форм
с
мембранами
клеток.
Снижение
концентрации
проксанола
до
0,01%
(величина,
близкая
к
критической
концентрации
мицеллообразования
в
воде)
приводит
к
разрушению
сложных
мицелл,
а
значит,
и
к
изменению
биологических
эффектов
проксанола.
Как
показали
наши
ранние
исследования,
проксанол
в
таких
же
низких
концентрациях
(0,01%)
стимулировал
положительный
инотропный
эффект,
как
на
перфузируемом
сердце,
так
и
на
фрагменте
миокарда
-
22
www.mitht.ru/e-library
папиллярной
мышце
сердца
кролика
в
среднем
на
18±О,6%
и
на
20±1,2%,
соответственно.
8
присутствии
адреноблокатора
(10-5
М)
проксанол
не
оказывал
положительного
действия.
Из
этого
можно
предположить,
что
проксанол
вызывает
стимулирующее
воздействие
на
рецепторный
аппарат
клетки,
так
как
введение
адреноблокатора,
блокирующего
адренорецепторы,
лишает,
таким
образом,
воздействия
на
постсинаптическую
мембрану
кардиомиоцита
норадреналина
и
других
катехоламинов.
130
120
110
100
90
80
70
Kanamycln
productlon (%)
60~==~--~--~--~--~:~~~-L---L--~---'
NORMOXIA HYPOXIA
-1
I
I
i
i
I
о
contro1
_ 0.001%
~
0.005%
е
0.01%
_
0.1%
Рис.
2.2.1.
Влияние
различных
концентраций
проксанола
268
на
продуктивность
клеток
канамицина
в
условиях
нормоксии
(при
нормальном
содержании
кислорода)
и
гипоксии
(при
понuженном
содержании
кислорода)
23
www.mitht.ru/e-library
По-видимому,
в
экспериментальных
условиях
культивирования,
без
кислорода,
происходит
замедление
функциональной
активности.
Можно
предположить,
что
проксанол
в
низких
концентрациях
за
счет
гидрофобного
взаимодействия
с
липидным
матриксом
мембран
может
привести
к
изменению
ферментативной
активности.
С
увеличением
концентрации
проксанол,
какого-либо
действия
на
продуктивность
канамицина
не
оказывает.
Из
приведенных
исследований
можно
заключить,
что
проксанол-268
в
низких
концентрациях
(0,001-0,01%)
является
биологически
активным
веществом
и
может
использоваться
для
повышения
продуктивности
культивирования
микроорганизмов
в
условиях
гипоксии.
2.3.
Кардиотропное
действие
поверхностно
аКТИВНl::tlХ
веществ
Свойства
эмульсий,
как
известно,
существенно
зависят
от
структуры
используемых
ПАВ
-
блок-сополимеров
окиси
этилена
и
пропилена.
Были
исследованы
отечественные
и
зарубежные
препараты
(проксанолы-168
и
-268
и
плюроник
F-68,
фирмы
«Серва»
)
С
разной
степенью
очистки
активированным
углем.
Исследовались
блок
-
сополимеры
технические
и
очищенные
с
разной
молекулярной
массой
и
соответственно
с
разной
величиной
ПОПР
блока
в
составе
контрольного
раствора
Кребса-Гензелейта
на
перфузируемом
сердце
кролика
(таблица
2.3.1.).
Исследуемый
образец
плюроника
F-68
(неочищенный)
с
расчетной
молекулярной
массой
8300
Д
имел
фактическое
содержание
полиоксипропиленового
блока
21
%,
гидразонактивных
групп,
реагирующих
с
динитрофенилгидразином
- 0,20
моль/моль
сополимера,
с
температурой
помутнения
-
зg
О
с.
Величина
ЛДsо
составляла
9.4
г/кг.
При
24
www.mitht.ru/e-library
исследовании
этого
сополимера
на
изолированном
сердце
время
переживания
(сокращения)
миокарда
на
3-х%
(З,6'10'
З
М)
плюронике
F-68
в
составе
контрольного
раствора
Кребса-Гензелейта
достигало
в
среднем
6,2±0,4
часа,
что
достоверно
не
отличалось
от
времени
переживания
сердца,
перфузируемого
только
раствором
Кребса-Гензелейта
(5,7±О,2
часа).
После
очистки
данного
проксанола
через
активированный
уголь
относительное
содержание
ПОПР
блока,
содержание
гидразонактивных
примесей
и
температура
помутнения
оставались
прежними,
однако
величина
ЛДSO
у
мышей
и
выживаемость
крыс
после
70%
кровезамещения
эмульсией,
приготовленной
на
данном
проксаноле
повысились.
При
этом
достоверных
различий
во
времени
переживания
сердца
по
сравнению
с
неочищенным
плюроником
F-68
не
наблюдалось
(таблица
2.3.1.).
Отечественный
проксанол-268
NQ
35
(неочищенный)
с
расчетной
молекулярной
массой
7500
Д
имел
относительное
содержание
ПОПР
блока
19,5%.
Содержание
гидразонактивных
групп
в
данном
сополимере
было
0,48
моль/моль
сополимера.
Температура
помутнения
составляла
41,5
0
с.
Величина
лдso
у
мышей
на
данном
проксаноле
была
выше,
чем
у
плюроника
F-68.
При
этом
время
переживания
сердца
с
3-х%
(4·
10
..зм)
проксанолом-268
составляло
в
среднем
7,2±0,4
часа.
После
обработки
активированным
углем
проксанола-268
~
35
содержание
ПОПР
блока
не
изменилось,
а
концентрация
гидразонактивных
групп
заметно
снизилась.
Температура
помутнения
0.1
%
ПАВ
не
изменилось.
Величина
ЛДsо
еще
более
возросла.
Выживаемость
крыс
после
70%
кровезамещения
на
эмульсию
с
данным
ПАВ
составила
100%.
При
этом,
достоверных
различий
во
времени
переживания
сердца
с
неочищенным
и
очищенным
ПАВ
268
не
25
www.mitht.ru/e-library
наблюдалось.
Однако
переживание
сердца
в
присутствии
очищенного
проксанола-268
было
существенно
выше,
чем
в
контроле,
где
использовался
один
раствор
Кребса-ГензелеЙта.
Исследовался
проксанол-168
N21
(неочищенный)
с
расчетной
молекулярной
массой
8000
д.
Данный
проксанол
имел
более
высокое
содержание
гидразонактивных
примесей
(90
моль/моль
сополимера),
чем
другие
образцы.
Величина
ПОПР
блока
- 25%.
Величина
ЛД50
- 7,2
г/кг,
выживаемость
крыс
при
70%
кровезэмещении
на
эмульсию,
стабилизатором
которой
был
ПА8-168
N2
1
составляла
10-15%.
Время
перфузии
сердца
с
3%
ПАВ
168
N2
1
было
5,2±0,2
ч.
Очистка данного
проксанола
резко
уменьшило
величину
ПОПР
блока,
увеличило
ЛД50
и
выживаемость
крыс,
а
таюке
время
переживания
изолированного
сердца
кролика.
При
этом
содержание
гидразонактивных
примесей
осталось
без
изменения.
По
этой
же
схеме
исследовали
вновь
синтезированный
проксанол-
168
N2
З8
(неочищенный)
с
расчетной
молекулярной
массой
5700
Д.
У
этого
блок
-
сополимера
количество
гидразонактивных
примесей
меньше,
чем
в
образце
неочищенного
проксанола-268
и
168
N21.
Величина
ПОПР
блока
- 19%.
Т
емперэтурэ
помутнения
была
BbIIJJe,
чем
у
предыдущих
сополимеров
и
достигала
48,З
О
с.
Величина
ЛД50
была
24
г/кг.
Выживаемость
крыс
после
кровезамещения
на
эмульсию,
стабилизатором
которой
был
ПАВ-168
N2
38
составила
100%.
Время
переживания
сердца
с
3% (5,2'10·3
М)
проксэнолом-168
N2
38
достоверно
больше
по
сравнению
с
контрольным
раствором
или
другими
ПАВ.
Очистка
проксанола-168
N2
38
активированным
углем
не
изменила
величину
ПОПР
и
температуру
помутнения.
Содержание
гидразонактивных
примесей
несколько
снизилось.
26
www.mitht.ru/e-library
Таблица
2.3.1.
Характеристика
технических
и
очищенных
ловерхностно-активных
веществ
и
их
влияние
на
ЛДSQ
у
мышей,
выживаемость
крыс
при
70%
кровезамещении
эмульсией
на
данных
ПАВ
и
время
сокращения
перфузируемого
сердца
кролика
Содерж.
Содерж
jТемперат.
Величина
ЛДsо
Выжива-
Время
(ч)
ПАВ
реакцион
ПОПР
помутне.
мол.
масс
мыши
ние
крыс
перфуэии
гр.
(MIМ)
(%)
(ОС)
Mwm)
(г/кг)
(%)
сердца
Плюроник
F-68
0,20
21
39
8300 9,4
О
6,2±0,4
jТехнический
Плюроник
6,6±О,2
F-68
0,20 20 39
12,7 80
очищенный
ПАВ-
268
N235
0,48
19,5
41,5 7200
15,0
--
7,2±0,4
~ехнический
ПАВ
-268
N235
0,27 19 41.5
20,0
100
8,О±О,2
рчищенный
ПАВ
-168
I 8000
NQ1
0,90
25
--
7,2 10-15
5.2±О,2
[гехнический
ПАВ
-168
N21
0,90 20,5
--
12,3
100
6,5±О,2
очищенный
ПАВ
-168
NQ38
0,24 19 48,3 5700
24,0 100
9,8±О,2
ехнический
ПАВ
-168
9,8±0,2
N238
0,20
19
48,3
22,0
100
очищенный
27
www.mitht.ru/e-library
I
Таблица.
2.3.2.
Коллоидно-химические
характеристики
проксанолов
(поеерхносmно-акmuеНblХ
веществ)
на
межфазной
границе
вода/воздух
(предоставлено
Соловьёвой
Т.
С.)
ПРОКСА-
ПАВ
ПАВ
ПАВ
ПАВ ПАВ
ПАВ
ПАВ
ПАВ
ПАВ
ПАВ
НОЛ
-104 -204 -304 -206 -208 -146 -186 -226
-228 -268
----
.
Молл.М.
поэ-
666 1333 2000 3000 8000 2100 2700 3300 8800
10400
блока
I
Молл.М.
I
I
ПОПР-
I
1000
2000
3OOO!20OO12OOO
1
14OO
180012200 2200 2600
блока
I
I I I
-
I !
i--j
Общая
i
молл.
1600
1зззз
5000 5000
1000013500
4500 5500
11000
13000
масса
I }
__
Поверхн.
I
натяжение
I I
I
'1
3~7'O
36,0
40,0 42,0 46,7
46,6
i
45,2149,6
47,5
min
мН/м
Поверхн.
1--
I
активност.
15,6 23,0 28,0 20,0 18,8
-
-
I
-
-
46,2
мнм
2
/мол
Адсорбция
14'~
тах
106,
моль!м
2
5,0 7,7 9,0 6,5
5,2
-
-
-
-
~--_
.....
-
28
www.mitht.ru/e-library
Величина
ЛД50,
выживаемость
крыс
после
кровезамещения
и
время
переживания
сердца
в
группе
с
данным
блок
-сополимером
достоверно
не
изменилось.
Из
всех
исследуемых
блок-сополимеров
окиси
этилена
и
пропилена
наиболее
приемлемым
полимером
ДЛЯ
создания
перфузионных
эмульсий
ПФОС
является-168
N238,
имеющий
не
более
19%
относительного
содержания
полиоксипропиленового
блока
с
низкой
величиной
молекулярной
массы.
Другие
блок
сополимеры
оказались
более
токсичными,
хотя
содержание
реакционных
групп
было
такое
же,
как
у
проксанола-168
N238
(технического).
Однако
при
этом
величина
полиоксипропиленового
блока,
как
в
относительном,
так
и
в
абсолютном
значении
у
других
блок
сополимеров
была
выше.
Варьирование
относительного
содержания
ПОПР
(гидрофобного)
блока
может
быть
небезразлично
ДЛЯ
биологических
систем.
Так,
уменьшение
(после
очистки)
ПОПР
блока
впроксаноле
168
N21
с
25
до
20,5
увеличивает:
ЛД50
у
мышей,
выживаемость
крыс
после
70%
кровезамещения
на
эмульсию,
приготовленную
на
данном
проксаноле,
а
также
время
переживания
изолированного
сердца
кролика
(р
< 0,05).
Очистка
других
проксанолов
существенно
не
изменила
относительного
содержания
ПОПР
блока.
Оказалось,
что
при
равном
содержании
реакционных
примэсей
(например,
у
ПАВ-168
N238
- 0,20
М/М
и
плюроника
F-68 - 0,20
М/М)
и
почти
равном
относительном
содержании
ПОПР
блока
(20%
и
19%,
соответственно),
время
переживания
изолированного
сердца
возрастало
с
ростом
их
гидрофильности
по
мере уменьшения
абсолютных
величин
молекулярной
массы.
29
www.mitht.ru/e-library
Таким
образом,
очистка
поверхностно-активных
веществ
с
помощью
активированного
угля
снижает
токсичность
более
гидрофобных
эмульгаторов,
чем
проксанолов
с
меньшим
относительным
содержанием
полиоксипропиленового
блока.
Наименее
токсичным
эмульгатором
для
перфторуглеродных
сред
оказался
проксанол-168
N238
с
низкой
абсолютной
величиной
гидрофобного
блока
и,
соответственно,
с
наименьшим
ингибирующим
действием.
2.4.
Инотропные
свойства
поверхностно-активных
веществ
Как
уже
отмечалось,
проксанол
в
больших
концентрациях
(10·3
М)
обратимо
угнетает
кальциевый
ток
сердечных
клеток.
При
этом
нами
было
зарегистрировано
2
фазы
инотропной
реакции
на
фрагментах
миокарда
кролика при
действии
проксанола
в
концентрации
10·3
М
(первая,
кратковременная
фаза
положительной
инотропии
и
последующая
медленно
развивающаяся
фаза
угнетения
сократимости).
Эти
две
фазы
коррелируют
с
двухфазным
изменением
максимальной
величины
кальциевого
тока:
кардиостимуляционный
эффект
сопровождается
увеличением
тока,
депрессирующий
-
угнетением
кальциевого
тока.
В
наших
экспериментах
добавление
проксанола-268
в
коицентрации
3%
(10-3)
вызывало
подавление
амплитуды
сокращения
перфузируемого
раствором
Кребса-Гензелейта
сердца
кролика
на
18,1±О,5%.
Отрицательный
инотропный
эффект
развивался
быстро
и
достигал
максимума
в
течение
5
мин.
При
отмывке
проксанола
контрольным
раствором
Кребса-Гензелейта
амплитуда
сокращения
восстанавливалась
почти
полностью.
Такой
же
эффект
наблюдался
при
изометрическом
сокращении
папиллярной
мышцы
сердца
кролика,
где
добавление
3%
проксанола-268
30
www.mitht.ru/e-library