Поверхневі ефекти газових бульбашок. Вплив газових бульбашок на ліпопротеїни

В результаті поверхневої активності нерозчиненого газу може змінюватися структура і хімічна реактивність речовин в місці контакту з рідиною, як це було виявлено Bull, Neurath в 1937 р для білків плазми. Хоча взаємодія на кордоні між рідиною і газом можна побачити в будь-якій тканині, в якій утворюються газові бульбашки, кров, мабуть, є тканиною, в якій зміни, зумовлені поверхнею газу, будуть мати найбільш значні наслідки внаслідок її значного нестійкої рівноваги реактивності і розподілу по всьому організму.

Остаточно це визнали протягом наступних двадцяти років, коли різко розширили застосування апаратів штучного кровообігу, оксигенації та фільтрації і стали уникати всіма можливими способами особливих випадків поверхневого взаємодії між кров`ю і чужорідним тілом.

Зміни в крові, підданої прямої дії газоподібної фази, походять від того, що багато великих біологічні молекули включають в себе суміш гідрофільних і гідрофобних хімічних ділянок, які визначають їх природну трехмерно-просторову структуру. Наприклад, первинна структура глобулінових білків плазми визначена послідовної фіксацією амінокислот гідрофільними пептидними зв`язками. Однак їх переважна конформація в вадном розчині, при найменшій вільної енергії, визначена взаємодією бічних ланцюгів амінокислот, які можуть «бути гідрофобними по відношенню один до одного і воді.

Відео: Яйце + Оцет = Резиновое яйце

Зазвичай це призводить до того, що гідрофобні ділянки молекули орієнтований всередину і захищені від води зовнішніми гідрофільними ділянками. Ліпопротеїни - білки, пристосовані для транспортування і регуляції ліпідів в плазмі і клітинах, містять невелику кількість ковалентно пов`язаних ліпідів, але оточені вуглеводневими ланцюжками, мають Нековалентні зв`язок з гідрофобними ділянками, зверненими всередину. При дії газоподібної фази на глобуліновие білки в водному розчині відбуваються локальні зміни вільної енергії розчину з переорієнтацією примикають до газоподібної фазі молекул. В результаті зв`язку між молекулами рвуться (в порядку зростання енергії) - гідрофобні бокові ланцюжки проникають всередину газоподібної фази, а гідрофільні групи переорієнтуються в навколишньому рідкому середовищі.

Відео: Експерименти з водою на екваторі | Provolod & Leeloo

Таким чином, білок, який має нативну сферичну структуру, денатурує, причому ступінь денатурації залежить від тривалості експозиції, температури, навколишнього тиску, концентрації білка і молекулярної середовища. Фізико-хімічні наслідки такої денатурації в крові полягають у тенденції денатурованих молекул білка групуватися між собою і з іншими протеїнами і змінювати фізичний стан, випадаючи в осад або утворюючи білкові гелі в зонах застійного кровотоку. Бічні ланцюга простетических груп розкрученого білка, що не стримуючись більше в стабільному стані водневими, іонними зв`язками і гідрофобними утвореннями, стають здатними до взаємодії з сусідніми молекулами, включаючи розташовані на поверхні клітин. Це активізує зчеплення денатурованих білків з клітинами, а клітин - один з одним.

Внутрішньо-молекулярні компоненти, що входять до складу ліпопротеїнів - Тригліцериди, стероли і жирні кислоти, можуть звільнитися, щоб при зіткненні з рідкою фазою утворити нові форми, наприклад, ліпідні міцели.