Мицеллярные равновесия

Один из наиболее важных разделов химии поверхностно-ак­тивных веществ, с помощью которого могут быть решены мно­гие неясные вопросы избирательной токсичности, связан с проб-

Рис.

лемами равновесия между мономерами и мицеллами в водных растворах. Например, ионы агентов с ОММ выше 150 в кон­центрированных растворах обычно обратимо полимеризуются, образуя мицеллы. Сравнительное изучение влияния заместите­лей на критическую мицеллярную концентрацию (КМК) и биологическую активность лекарственных веществ — перспектив­ная область исследований. Методами изучения КМК следует считать прецезионную оптическую интерферометрию, исследо­вание отклонений от закона Бугера — Ламберта — Бэра (про­порциональность между оптической плотностью и концентраци­ей вещества) с помощью УФ-спектроскопии, изучение специфи­ческой электропроводности (мицеллы обладают большей электропроводностью, чем составляющие их ионы), определение внезапного относительного снижения концентрации противо­иона (например, С1~ или Na+) при повышении концентрации лекарственного вещества.

Применение мыла для повышения растворимости в воде фе­нолов, используемых для дезинфекции, основано на образовании смешанных мицелл фенола и мыла. Оказалось, что при измене­нии их относительной концентрации (или соотношения между ними) отмечается несколько зон бактерицидной активности (рис. 14.2) [Berry, Cook, Wills, 1956]. Первая из них, со слабой ак­тивностью, существует при концентрации лаурата калия ниже 0,03 М. Максимальный бактерицидный эффект достигается при величине КМК 0,03 М для мыла. Следовательно, бактерицидное действие — это совместное действие фенола (в основном) и мы­ла на протоплазматическую мембрану (о повреждении мембран см.

мицеллы, и, следовательно, все меньшая часть из них способна оказывать дезинфицирующее действие. Дальнейшее повышение концентрации мыла приводит к усилению дезинфицирующего действия (третья зона), вызванного токсичностью самого мыла. Все фенолы, используемые обычно как дезинфицирующие сред­ства, в том числе и 4-хлор-мета-крозол, образуют подобные зоны.

Антигельминтное действие фенолов аналогично усиливается мылами, но и в этом случае необходимо избегать избытка мыла, поскольку мицеллы могут удерживать большую часть фенола и тем самым препятствовать его действию на глистов [Alexan­der, Trim, 1946]. При концентрациях мыла, не превышающих его КМК, оно повышает антигельминтный эффект фенола. При этом само мыло в организм глистов не проникает.

Способность к образованию смешанных мицелл хорошо из­вестна в физической химии. Например, концентрация миристата калия, необходимая для образования мицелл, составляет чет­верть от той, которая нужна в случае лаурата калия, однако всего 15% миристата калия, добавленных к лаурату калия, снижают его КМК вдвое благодаря образованию смешанных мицелл [Klevens, 1948].

Родственным явлением можно считать связывание сыворо­точным альбумином лекарственных веществ, обладающих до­статочно высоким коэффициентом распределения масло/вода [Brodie, Hogben, 1957] (разд. 3.4). Рассмотрим следующий при­мер: для роста некоторых видов бактерий необходимо ничтож­ное количество олеиновой кислоты, незначительное увеличение которого сразу же подавляет их развитие. Тем не менее в при­сутствии сывороточного альбумина эти же бактерии оказывают­ся устойчивыми к действию таких количеств кислоты, в сотни раз превышающих бактериостатическую концентрацию. Это объясняется тем, что каждая молекула сывороточного альбуми­на способна связывать девять молекул жирной кислоты настоль­ко прочно, что остающейся кислоты недостаточно даже для проявления гемолитического действия.

Разрушающее действие фенола на кожу человека, как впер­вые было показано Bechhold и Ehrlich (1906), ослабляется при введении в бензольное кольцо липофильных заместителей, на­пример алкильных групп или атомов хлора. Однако получаемые при этом фенолы вследствие более высоких значений коэффи­циентов распределения между маслом и водой, значительно лег­че, чем незамещенный фенол, инактивируются сывороткой за счет связывания с альбумином. Поэтому растворы такого типич­ного представителя хлорированных фенолов, как 4-хлор-мета- крезол, используются для быстрой дезинфекции неповрежденных кожи и слизистых оболочек, но оказываются вредными при не­соблюдении этого условия.

Мицеллообразование между фосфолипидами и солями желч­ных кислот, способствующее их растворению, играет существен­ную роль в транспорте жиров в кровоток и тонкий кишечник соответственно.

Более подробно о биологическом значении мицелл см. El­worthy, Florence, Macfarlane (1968).

14.1.2.