Воробьев С.И. Неионогенные поверхностно-активные вещества. Физико-химические и биологические свойства
Подождите немного. Документ загружается.
в
раствор
Кребса-Гензелейта
подавляло
сокращение
на
40±7%,
которое
через
25-40
мин.
реперфузии
восстанавливалQCЬ
полностью
(рис.
2.4.1.А).
Из
приведенных
данных
следует,
что
проксанол
в
больших
концентрациях
обладает
выраженной
отрицательной
инотропиеЙ.
связанной.
по-видимому.
с
угнетением
кальциевого
тока.
При
уменьшении
концентрации
проксанола-268
в
перфузате
до
10-5
М.
наоборот.
наблюдалась
положительная
инотропия
перфузируемого
изолированного
сердца.
Увеличение
амплитуды
сокращения
изолированного
сердца
достигало
в
среднем
18±О.6%.
В
присутствии-
адреноблокатора
(10·6
М)
проксанол
не
вызывал
такой
положительной
инотропии.
Проксанол-268
при
данной
концентрации
(10·5
М)
увеличивал
в
среднем
на
20±1,2%
величину
изометрического
сокращения
папиллярной
мышцы
сердца
кролика
(рис.
2.4.1.6).
Проведенные
эксперименты позволяют
заключить,
что
проксанолы
обладают
выраженными
кардиотропными
эффектами,
как
на
фрагментах
миокарда,
так
и
на
целом
органе.
Необходимо
отметить,
что
3%
проксанол-268,
как
один,
так
и в
составе
эмульсии,
ослабляет
инотропное
воздействие
адреналина
в
концентрации
10·12
..
10-6
М.
На
фоне
эмульсии
ПФОС
воздействие
адреналина
в
указанных
концентрациях
оказывало
незначительное
влияние
на
амплитуду
сокращения
сердца,
на
фоне
проксанола
амплитуда
возросла
на
6-8%,
в
то
время
как
в
контроле
на
растворе
Кребса-Гензелейта
амплитуда
увеличилась
на
14-15%.
В
литературе
подробно
описаны
некоторые
стороны
биологического
действия
блок-сополимеров.
Результаты
настоящего
исследования
позволяют
дополнить
этот
список
еще
двумя
свойствами,
указывающими
на
положительное
и
отрицательное
кардиотропное
действие,
в
зависимости
от
концентрации
блок-сополимеров.
При
действии
31
www.mitht.ru/e-library
проксанола
в
очень
низких
концентрациях
порядка
10-5
М,
как
на
целом
сердце,
так
и
на
изолированной
папиллярной
мышце,
проявляется
положительная
инотропия
Этот
эффект
устраняется
адреноблокатором
пропранололом,
«чувствительность»
К
адреНОблокатору
фазы
положительной
инотропии
указывает
на
ее
пресинаптическое
происхождение
и
на
влияние
проксанола
в
данной
концентрации
на
выброс
эндогенных
катехоламинов.
Кардиостимуляционный
эффект
полимера
сопровождается
увеличением
входящего
кальциевого
тока.
Кардиодепрессивные
эффекты
проксанола
проявляются
в
концентрации
10-3
М
и
определяются,
по-видимому,
взаимодействием
с
клеточной
мембраной
сложных
мицеллярных
форм
проксанола.
6
результате,
очевидно,
может
уменьшиться
чувствительность
миокарда
к
эндогенным
медиаторам
и
происходить
снижение
кальциевого
тока.
Измерение
кальциевого
тока
при
отрицательной
инотропии,
действительно,
показало
угнетение
последнего
под
влиянием
проксанола.
Проксанолы
характеризуются
низкой
константой
мицеллообразования
(10-4,
10-
5
м),
которая
уменьшается
в
присутствии
электролитов.
При
последовательном
повышении
концентрации
ПАВ
из
отдельных
молекул
вначале
образуются
глобулярные,
а
затем
пластинчатые,
дисковидные
и
цилиндрические
мицеллы
(Грицкова
А.И.
с
соавт.,1985).
По-видимому.
положительное
кардиотропное
действие
проксанола
связано
с
действием
его
мономерной
формы.
Важным
моментом
противоишемического
эффекта
проксанола
и
эмульсии
является
снижение
под
их
влиянием
положительного
инотропного
действия
физиологических
концентраций
катехоламинов
на
изолированном
сердце.
32
www.mitht.ru/e-library
5ООнl'
[
А
100
мс
5ООнl'
Б
2ООмС
Рис.
2.4.
1.
Изменение
величины
изометрического
сокращения
палиллярной
МЫШЦЫ
сердца
кролика
под
воздействием
ПАВ
-
проксанола
268:
(А)
1 -
контроль,
2 -
опыт.
ПАВ
Ю
3
М;
(5) 1 -
контроль,
2 -
опыщ
ПАВ
1О-
5
м.
33
www.mitht.ru/e-library
В
основе
этого
антиадреноргического
эффекта
проксанола,
как
и
многих
органических
кальциевых
антагонистов,
по-видимому,
лежит
постсинаптическое
угнетение
трансмеМ6ранного
кальциевого
тока,
возможно,
за
счет
прямого
взаимодействия
компонентов эмульсии
с
рецепторами
кальциевых
каналов
и
модификации
их
воротного
механизма.
2.5.
Мем6ранотропные
свойства
поверхностно
активных
веществ
Для
проверки
предположения
об
определяющей
роли
гидрофобноrо
взаимодействия
блок-сополимеров
в
мембранотропном
действии
перфторуглеродных
эмульсий
была
предпринята
попытка
оценить
мембранотропную
активность
эмульсий,
стабилизированных
различными,
по
степени
гидрофобности
проксанолами.
Известно, что
проксанол
в
процессе
эмульгирования
связывается
с
перфторуглеродами
приблизительно
на
1/3,
остальная
же
часть
находится
в
свободном
не
связанном
с
ПФОС
состоянии,
состоит
из
сложных
мицеллярных
форм
vo
может,
как
показали
проведенные
эксперименты,
непосредственно
взаимодействовать
с
мембранами
клеток,
что
проявилось
в
продлении
трансмембранного
потенциала
клеток
миокарда.
Хотя
биологически
наиболее
активные,
обладающие
большими
детергентными
и
повреждающими
свойствами.
молекулы
проксанола
связываются
с
частицами
перфторсоединений
в
процессе
эмульгации,
но,
тем
не
менее,
оставwаяся
часть
проксанола
достаточно
активно
взаимодействует
с
мембранами
клеток.
При
этом
не
исключена
возможность,
что
гидрофильные
полиоксиэтиленовые
концы,
выступающие
с
поверхности
частиц
эмульсии
в
водную
фазу.
таюке
могут
оказывать
непосредственное
влияние
на
фосфолипидный
матрикс
мембран.
34
www.mitht.ru/e-library
Эксперименты
на
перфуэируемом
сердце
кролика
с
заменой
исследуемых
растворов
проводили
по
следующей
схеме:
-исход
-
перфуэия
сердца
контрольным
раствором
KHS;
-опыт
-
переход
на
эмульсию
перфторуглеродов
0_
50.в
]
(стабилизированную
F-68
или
ПАВ-168
NQ24
или
168
N238);
-контроль
-
переход
вновь
на
контрольный
раствор
KHS.
0_
50.8
]
..J
'---'
--
SO.c
SO.c
а
б
Рис.
2.5.
1.
Изменение
трансмембранного
потенциала
действия
под
воздействием
ПАВ
(плюроник
F-68,
ПАВ-168
NQ24)
в
составе
эмульсии
ПФОС
при
коронарной
перфузии
изолированного
сердца
кролика:
а)
1-перфузия
контРОЛЬНblМ
раствором
KHS;
2-
перфузия
эмульсией
ПФОС
с
F-68;
з-
перфузия
вновь
на
контрольном
растворе
KHS
б)
1-
перфузия
контрольным
раствором
KHS;
2-
перфузия
эмульсией
ПФОС,
с
ПАВ-168
М?24;
з-
перфузия
вновь
на
контрольном
растворе
KHS.
35
www.mitht.ru/e-library
В
качестве
более
гидрофобного
сополимера
ДЛЯ
стабилизации
эмульсий
перфторорганических
соединений
использовался
3%
плюроник
F-68
(фирма
«Серва».
ФРГ)
С
молекулярной
массой
8300
д.
с
относительным
содержанием
ПОПР
блока
- 21%.
а
в
качестве
более
гидрофильных:
3%
проксанол-168
N224
с
молекулярной
массой
8000
д,
с
относительным
содержанием
ПОПР
блока
- 16%
и
3%
проксанол-1б8
N238
с
молекулярной
массой
5700
Д
и
относительным
содержанием
ПОПР
блока
-19%.
Субмикронные
эмульсии
получали
методом
высокого
давления
с
помощью
отечественного
экструзионного
гомогенизатора
до
среднего
размера
частиц
эмульсии
0,07
мкм.
Исследования
проводили
на
изолированных
сердцах
кроликов.
перфузируемых
по
методу
Лангендорфа
в
рециркуляционном
режиме.
Изолированное
сердце,
работающее
в
режиме,
близком
к
изометрическому,
помещалось
вертикально
и
сокращалось
спонтанно.
Основным
критерием
оценки
функционального
состояния
сердца
являлся
трансмембранный
потенциал
клеток
миокарда.
В
качестве
контрольного
раствора
и
солевого
фона
в
эмульсиях
был
использован
раствор
Кребса-ГензелеЙта.
Регистрация
трансмембранного
потенциала
действия
(ПЩ
одиночных
сердечных
клеток
проводилась
стандартным
микроэлектроднЬ\м
методом.
Для
этого
использовали
систему
плавающих
микроэлектродов,
обеспечивающих
более
устойчивую
регистрацию
ПД
на
сокращающемся
препарате.
Исследования
показали.
что
при
переходе
с
раствора
Кребса
Гензелейта
на
эмульсию
ПФОС,
стабилизированную
3%
плюроником
F-68,
продлевалась
терминальная
фаза
реполяризации
потенциала
действия
36
www.mitht.ru/e-library
на
39-44%.
Замена
вновь
на
контрольный
раствор
KHS
приводила
к
неполному
обращению
эффекта
(рис.
2.5.1.а).
Использование
более
гидрофоБНОГО
проксанола
168
N224
в
той
же
концентрации
ДЛЯ
стабилизации
эмульсии,
при
перфузии
сердца
выявило,
что
при
переходе
с
контрольного
раствора
на
эмульсию
терминальная
фаза
реполяризации
трансмембранного
потенциала
продлевалась
на
8-
11
%
(рис.
2.5.1.6).
По
той
же
схеме
исследовался
3%
проксанол-168
N238
в
составе
эмульсии,
с
еще
более
низкой
молекулярной
массой.
Так,
при
переходе
с
раствора
KHS
на
исследуемый
проксанол
в
составе
эмульсии
наблюдалось
продление
величины
трансмем6ранного
потенциала
всего
на
2-3%.
Из
приведенных
данных
видно,
что
более
гидрофобный
блок
сополимер
окиси
этилена
и
пропилена
(плюроник
F-68)
в
составе
эмульсии
ПФОС
увеличивал
длительность
трансмембранного
потенциала
значительно
сильнее
по
сравнению
с
менее
гидрофобными
полимерами
ПАВ-168
N224,
ПАВ-168
N238.
Воздействие
проксанола
на
трансмембранные
токи
и
величину
потенциала
действия
может
определяться
взаимодействием
с
мембраной
клетки
гидрофобных
частей
молекул
блок-сополимеров.
Вследствие
обратимости
и
повторяемости
эффекта,
можно
предположить,
что
продление
терминальной
фазы
реполяризации
потенциала
действия
обусловлено
взаимодействием
гидрофобных
участков
молекул
проксанола
с
гидрофобными
участками
мембранных
белков.
Это
необходимо
учитывать
при
эмульгации
пеРФТОРУГJ1еродных
соединений
различными
по
гидрофобности
поверхностно-активными
веществами.
37
www.mitht.ru/e-library
3.
Поверхностно·активные
вещества
-
стабилизаторы
перфторуглеродных
эмульсий
Одним
из
главных
ингредиентов
эмульсий
являются
стабилизаторы
-
поверхностно-активные
вещества
(ПАВ),
удерживающие
эмульсию
определённое
время
в
исходном
состоянии.
Под
агрегативной
устойчивостью
эмульсии
понимают
способность
системы
противостоять
процессам,
приводящим
к
изменению
р"1змеров
частиц
дисперсной
фазы
в
результате
их
слияния
(коалесценции),
переноса
веществ
между
ними
(изотермическая
перегонка)
или
объединение
в
более
или
менее
рыхлые
агрегаты
(коагуляция).
Устойчивость
эмульсии
характеризуется
временем
её
жизни
в
практически
неизменном
состоянии.
В
зависимости
от
соотношения
скоростей
трёх
основных
процессов
-
коагуляции,
коалесценции,
изотермической
перегонки
-
разрушение
эмульсии
может
приводить
к
возникновению
новых
различных
по
строению
и
свойствам
коллоидно-химических
систем.
Определение
проксанола
8
эмульсии
ПФОС:
определение
проксанола
осуществляется
фотоколориметрически
по
изменению
спектра
поглощения
йода,
который
меняется
под
влиянием
неионогенного
поверхностно-активного
вещества.
В
гетерогенной
эмульсионной
системе
предлагаемым
методом
невозможно
полностью
определить
содержание
проксанола:
потери
составляют
до
25-30%.
Был
использован
иной
способ
обработки
эмульсии
перфторуглеродов,
позволяющий
получить
из
эмульсии
истинный
раствор
без
потери
поверхностно-активного
вещества.
Эмульсия
ПФД/ПФМЦП
разводится
100-кратно.
в
результате
чего
нарушается
дисперсность,
проксанол
переходит
в
раствор,
а
перфторуглероды
выпадают
в
осадок
в
38
www.mitht.ru/e-library
виде
прозрачной
фазы.
Полученный
истинный
раствор
проксанола
используется
для
количественного
определения.
Перфторорганические
соединения
-
бесцветные
маслянистые
жидкости
с
высокой
плотностью,
обладающие
низким
поверхностным
натяжением
и
вязкостью,
нерастворимые
в
воде
и
трудно
растворимые
в
большинстве
органических
растворителей.
Поэтому
в
качестве
стабилизаторов,
как
уже
сказано
выше
используются
поверхностно
активные
вещества
-
проксанолы
(или
плюроники).
Если
в
таком
соединении,
как
углеводород,
заменить
водород
фтором,
полученное
соединение
будет
называться
перфторуглеродом,
Т.е.
полностью
«пер»
фторированным.
При
этом,
как
уже
упоминалось,
связь
фтор
-
углерод
чрезвычайно
прочна,
уперфторуглеродов
углеродные цепи
максимально
окислены,
поэтому
ПФОС
имеют
чрезвычайно
высокую
стойкость
к
окислению,
химическую
инертность.
Растворимость
газов
в
эмульсиях
ПФОС
связана
в
первую
очередь
с
наличием
пустот
внутри
жидких
перфторуглеродов,
то есть
с
формой
и
упаковкой
молекул
растворителя,
при
этом
молекулы
газов
внедряются
в
пустоты,
имеющиеся
в
жидкости.
Слой
эмульгатора
-
поверхностно-активного
вещества
(проксанола)
вокруг
частиц
перфторуглерода
составляет
в
среднем
30-50
ангстрем
(3-5
нм)
и
не
играет
какой-либо
существенной
роли
в
качестве
барьера
ПРОlIицаемости
для
газопереноса.
На
рисунке
3.1.
отчёТЛИВО
виден
слой
(более
темный)
поверхностно-активного
вещества
вокруг
частицы
ПФОС.
39
www.mitht.ru/e-library
Рис.
3.1.
Электроннограмма
эмульсии
лерфторуглеродов
-
пфос.
Средний
размер
частиц
эмульсии
пфос
составляет
50-100
нм.
Слой
поверхностно-активного
вещества
-
nроксанола
вокруг
частиЦbl
собственно
пфос
составляет
3-5
нм
(на
рисунке
более
ml3MHblD
слой
вокруг
частиЦbl
пфос
-
слой
ПАВ)
Неоднократно
предпринимались
попытки
поиска
легко
определимого
параметра
пфос,
который
позволил
бы
осуществлять
прогноз
как
поведения
пфос
в
организме,
так
и
стабильности
эмульсии.
Скрининг
пфос
проводился:
-
по
молекулярному
весу;
-
по
первичной
структуре;
-
по
температуре
кипения;
40
www.mitht.ru/e-library