Связь процессов ионизации молекул ксенобиотиков с их биологической активностью

В зависимости от степени ионизации ксенобиотики обладают различной биологической активностью: 1) ксенобиотики, обладающие большей биологической активностью в ионизированном состоянии. Известно, что алифатические амины, при рН 7 существующие в виде катионов, проявляют бактерицидное действие. Было доказано, что при повышении рН антибактериальное действие усиливается за счет повышения степени ионизации (анионной) рецепторов бактерий. В 1941 году ученые доказали, что существует количественная связь между антибактериальным действием и степенью ионизации по катионному типу. 2) ксенобиотики, обладающие большей биологической активностью в неионизированном состоянии. Неионизированные вещества могут обладать очень сильным физиологическим действием (эфир, хлороформ). В 1921 г Вермст обнаружил, что многие слабые кислоты наиболее полно проявляют своё действие в неионизированном состоянии (салициловая кислота-нейтральные молекулы ингибируют деление клеток). Также было доказано, что кол-во вещества, необходимое для эффекта, остается постоянным независимо от рН, если рН на 1 единицу меньше, чем рКа, потому что не происходит ионизации ксена. Эффективность слабых оснований повышается с повышением рН, эффективность слабых кислот повышается с понижением рН, в обоих случаях идёт подавление ионизации. 3) ксенобиотики, проявляющие биологическое действие в виде ионов и неионизированных молекул. Многие вещества, проникнув в клетки в неионизированном состоянии, проявляют свое действие как ионы (поступление бензойной кислоты в клетки дрожжей обратно пропорционально степени ионизаци, хлоридин-поступает в виде нейтральных молекул, действуют катионы ). Но обнаружено, что у большинства веществ, активных в неионизированном состоянии, ионы также обладают активностью (фунгицидное действие динитрофенола). Те есть вещества, проявляющие свое действие в виде ионов и неионизированных молекул, и вещества, проникающие в виде неионизированных молекул и вызывающие эффект в виде ионов.

44. Поверхностные явления в системах воздух-вода, масло (липид) - вода. Классификация поверхностно-активных веществ. Мицеллообразование ПАВ. Виды мицелл.

Ван-дер-Ваальсовы силы обеспечивают взаимное притяжение всех молекул, находящихся в контакте друг с другом. В объеме жидкости он действуют во всех направлениях с одинаковой силой, но на границе воздух-вода молекулы испытывают незначительные воздействия воздуха, те притяжение их жидкостью почти не имеет противодействия. В результате молекулы на поверхности утягиваются вглубь, и поверхность приобретает фигуру с минимальной площадью-шар, поэтому форма капель жидкости-сферическая. Амфифильные вещества стремятся сконцентрироваться на границе раздела несмешивающихся жидкостей. Молекулы состоят из гидрофильной головки и гидрофобного хвоста. И на границе раздела фаз масло-вода амфифильные вещества располагаются так, что гидрофильная головка обращена к воде, а хвост размещается в масле. Накопление амфифильного вещества на границе раздела прекращается при образовании мономолекулярного слоя. Разбавленные растворы амфифильных в-в имеют обычные физические свойства, но при их высокой концентрации наступает резкое изменение поверхн. натяжения, осмотического давления. Это обусловлено образованием мицелл-агрегатов, состоящих из множества молекул, они термодинамически стабильны. Имеют почти сферическую форму, тк при взаимодействии с водой они обращены гидрофильными головками наружу, а гидрофобными концами внутрь. Типичные представители амфифил. ксенов – ПАВ. По характеру диссоциации они делятся на:1) анионные-функциональные группы в результате ионизации образуют анионы, обуславливающие поверхн. активность, 2) катионные - функциональные группы в результате ионизации образуют катионы, обуславливающие поверхн. активность, 3)неионогенные-практически не образуют ионов в воде, 4) амфолитные – образуют в зависимости от рН катионные или анионные соединения. Мицеллообразование можно представить поэтапно: 1) при низких концентрациях молекулы детергента связываются с мембранами посредством внедрения во внешнюю фазу липидного бислоя без существенного изменения его структуры, 2) при повышении конц-и молекул становится достаточно для дестабилизации мембран. ПАВ встраивается в молекулу, могут образовывать поры, довольно крупные, через которые могут проникать крупные молекулы, 3) при больших конц-х вся мембрана перемешивается с детергентом, что приводит к фазовому переходу – распадение на смесь мицелл, содержащих ПАВ-липид или ПАВ-липид-протеин. 4) при ещё большем увеличении конц-и ПАВ происходит полное разделение фракций белков и липидов.И з интернета! Виды мицелл: При концентрациях ПАВ в растворе начинают формироваться сферические мицеллы. Далее, с увеличением концентрации ПАВ строение мицелл усложняется: сферические превращаются в глобулярные (сплюснутые с полюсов сферы) и цилиндрические мицеллы. за счёт объединения цилиндрических мицелл, могут формироваться ориентационно упорядоченные гексагональные мицеллярные структуры.Далее, в растворе образуются пластинчатые мицеллы, имеющие бислойную структуру из молекул ПАВ. Возникновение бислоя приводит к формированию дискообразных или пластинчатых мицелл. в зависимости от природы ПАВ из пластинчатых бислойных мицелл формируется упорядоченная многослойная структура, называемая ламеллярной фазой. Коллоидные растворы, содержащие ламеллярную фазу, находятся в жидкокристаллическом состоянии. При дальнейшем увеличении ПАВ в растворе не только изменяется форма и увеличивается размеры мицелл, но и происходит их активное объединение. При концентрации выше точки гелеобразования система становится связнодисперсной из-за возникновения сплошной гелеобразной структуры из мицелл.