Главная > Пена и пенные пленки > БИСЛОЙНЫЕ ПЕННЫЕ ПЛЕНКИ КАК МОДЕЛЬ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ АЛЬВЕОЛЯРНОЙ ПОВЕРХНОСТИ И ЕЕ УСТОЙЧИВОСТИ

БИСЛОЙНЫЕ ПЕННЫЕ ПЛЕНКИ КАК МОДЕЛЬ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ АЛЬВЕОЛЯРНОЙ ПОВЕРХНОСТИ И ЕЕ УСТОЙЧИВОСТИ

БИСЛОЙНЫЕ ПЕННЫЕ ПЛЕНКИ КАК МОДЕЛЬ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ АЛЬВЕОЛЯРНОЙ ПОВЕРХНОСТИ И ЕЕ УСТОЙЧИВОСТИ

Установленная связь между вероятностью наблюдения чер­ной пенной пленки нз амниотической жидкости и зрелости легкого новорожденных показывает, что бислойная пленка яв­ляется хорошей моделью для исследования альвеолярной по­верхности и се устойчивости. В пользу этого говорят следую­щие факты Пороювая концентрация Сп, которая используется как мера фетальноп зрелости легкого, соответствует концент­рации дипальмнтонлфосфатиднлхолина (ДПФХ) в амннотичес-

Рис. 11.5. Изотерма расклинивающе­го давления для пленкн из ЛлПАВ, доказывающая многослойную стрк туру пленки.

В исходный раствор введено 47% этанола II 7- tO-1 моль/л NaCI; содержание ДПФХ 150 мкг/см3 раднус пленкн 0.2 мм. 25 °С

П 10~*,Н/м2

Кой жидкости, С=44 мг/см3 (т. е. 3,1 Сп). Это значение хорошо согласуется с кри­тическим содержанием ДПФХ, определяющим фетальную зре­лость легкого [644, 645]. Чер ные пенные пленки из амнио­тической жидкости (сложная смесь фосфолппидов) непо­средственно формируются из ДПФХ. Этот фосфолипид иг­рает первостепенную роль при созревании легкого и его нор­мальной функции, что доказано другими независимыми иссле­дованиями [626—629]. Зависимость порогового разбавления амниотической жидкости от ее гестацнонного возраста показы­вает, что концентрация ДПФХ увеличивается со временем при эмбриональном развитии плода.

Очень важная информация получена при исследовании мно­гослойных пенных пленок из раствора проб АлПАВ с добавкой этанола (47%) и NaCI (0,07 моль/л) Результат исследования представлен на рис. 11.5 в виде зависимости П(/») [646], по­казывающей ступенчатое уменьшение /г, причем каждая сту­пенька составляет —5,5 нм. Можно предположить, что струк­тура образующейся пенной пленки имеет вид, представленный в верхнем правом углу рисунка. При толщине пленки, равной 40 нм, н П = 5-102 Н/м2 между двумя липиднымй монослоями существуют плоские пластинчатые стр ктуры (с ориентацией липидных молекул как в белково-лнпидных мембранах). Мож­но считать, что при увеличении П из ориентированной много­слойной структуры извлекается в раствор («снимается») ла - мелла (пленка) толщиной 5,5 нм и устанавливается новое рав­новесие с более тонкой пленкой. Как показано в гл. 3, процесс стратификации протекает самопроизвольно. Исследования АлПАВ показали, что это верно и для фосфолицидных пленок при постоянном давлении Ар. Кроме того, в изученных пенньп пленках впервые была достигнута принудительная стратифика­ция и получена изотерма П(/г), которая демонстрирует много­слойную структуру пленок из амниотической жидкости, стаби­лизованных фосфолипндами. Возможно, что при избытке фос фолипидов такие многослойные структуры образуются In Vivo i легочной гнпофазе (между мембранами из эпителиальных клето>

И Л1И1НД1ШМ монослосм на поверхности раздела раствор — воз - ДУХ) •

Исследование многослойных пленок, полученных впервые нз раствора АлПАВ, а также пенных лппндных бпслоев, позволя­ет предложить иное представление о структуре покрывающего альвеолярного слоя. Гипотеза состоит в следующем: непрерыв­ный лнпндный монослой па альвеолярной поверхности на гра­нице с газом находится в контакте с расположенной ниже мио гослойной структурой или с мембраной из эпителиальных кле­ток, т. е. в месте контакта, как н между отдельными ламелла- мн, нет свободной водной прослойки. К этой гипотезе близка идея Хнлса [647] и Банхама [648]. заключающаяся в том, что альвеолярные эпителиальные клетки связаны с областью по­верхностного непрерывного слоя без свободной водной про­слойки. Подтверждением предложенной гипотезы могут слу­жить полученные бислойные и многослойные пленкн из фосфо­липидов амниотической жидкости и нз АлПАВ, не содержащие свободных водных прослоек. Выдвинутая гипотеза подтвержда­ется также результатами морфологических исследований альве­олярного ПАВ, прн которых наблюдались многослойная струк­тура н кристаллические дислокационные дефекты [649]. Ко­нечно, для более детальной информации о структуре альвео­лярного покрывающего слоя необходимы дополнительные ис­следования. Наиболее существенным в предла1аемой модели альвеолярной поверхности является то, что устойчивость пен ной пленки (бнслойной и многослойной) определяется как ла­теральными взаимодействиями в плоскости монослоя, так и нормальными взаимодействиями с молекулами ориентированно­го слоя под ним. Экспериментальные критерии альвеолярной стабильности, использовавшиеся до настоящего времени в мно - I ослойной модели, учитывают лишь поверхностное натяжение т. е. латеральное взаимодействие между молекулами монослоя, лежащими на неупорядоченной поверхности водной фазы. Это является необходимым, но еще недостаточным, по нашему мне­нию, условием альвеолярной устойчивости.

Выявление факторов, которые определяют альвеолярную устойчивость, позволит расширить возможности успешного диагностирования и лечения респираторных нарушений альве­ол легкого. Было бы интересно установить зависимость между параметрами, определяющими устойчивость бнелоев и мультн - слоев (основанных на близкодействующих межмолекулярных силах в горизонтальном и нормальном направлении) и другими их поверхностными свойствами (вязкостью, модулем эластич­ности и др.), о которых уже имеются данные в литературе (см., например, [650]).

Пена и пенные пленки

  1. Пока что нет комментариев.