Применение гиалуроновой кислоты
Лекция 8. Полисахариды
Полисахариды. Крахмал
Соединение молекул моносахаридов приводит к образованию дисахаридов, трисахаридов, тетрасахаридов и т.д. Полисахариды с числом мономерных звеньев углеводов до 8 называют олигосахаридами, а более- полисахаридами. В результате гидролиза олиго- и полисахаридов образуются ди- и моносахариды.
Полисахариды являются основой структуры растений (целлюлоза), а также источником запасных питательных веществ: в растениях- крахмал, у животных- гликоген. Крахмал на 97 процентов представляет собой смесь линейного полисахарида амилозы и разветвленного полисахарида- амилопектина. Остальные 3 процента от массы крахмала включают золу (минеральные вещества), белки и липиды.
ПОЛИСАХАРИДЫ подразделяются на ГОМОПОЛИСАХАРИДЫ (ГОМОГЛИКАНЫ) и ГЕТЕРОПОЛИСАХАРИДЫ (ГЕТЕРОГЛИКАНЫ).
НОМЕНКЛАТУРА ПОЛИСАХАРИДОВ:
а) гомополисахариды называют ГЛИКАНАМИ, например, D-глюкан (состоит из остатков D- глюкозы). В названии гетерополисахаридов присутствуют указания на составные компоненты полимерной цепи: D- арабино-D- галактан (состоящий из остатков D-арабинозы и D- галактозы).
АМИЛОЗА- линейный полисахарид, состоящий из остатков D- глюкозы, связанных a-(1-4)-гликозидными связями. Структурной единицей амилозы является дисахарид мальтоза.
АМИЛОПЕКТИН отличается от амилозы большей молекулярной массой и наличием разветвлений в цепи, по местам (1-6). Частота ветвления- одно на примерно каждые 20 остатков моносахаридов. Структурными единицами амилопектина являются мальтоза и изомальтоза:
|
|
|
Молекулярная масса амилопектина может достигать 20 000 000.
Различаются также и физические свойства амилозы и амилопектина. Амилоза растворяется в горячей воде с образованием маловязких растворов, амилопектин способен набухать в воде при температуре ее кипения с образованием коллоидных растворов, вследствие гидратации молекулы водой. Соотношение амилозы и амилопектина в крахмале различных источников- разное и эти различия отражены в таблице:
| Содержание в крахмале амилозы и амилопектина | ||
| Источник крахмала | Амилоза | Амилопектин |
| Картофель, пшеница, кукуруза обычная | 20-25 | 75-80 |
| Кукуруза восковидная | 0 | 100 |
| Яблоки (плоды) | 100 | 0 |
И амилоза, и амилопектин в ЖКТ (желудочно-кишечном тракте) человека легко расщепляются амилазами с образованием моносахаридов- глюкозы, поэтому являются усваиваемыми компонентами пищи и источником энергии, в отличие от целлюлозы, которая в ЖКТ не изменяется и выполняет только функции наполнителя, влияющего на моторику ЖКТ.
|
|
|
При гидролизе крахмала нагреванием в присутствии минеральных кислот в качестве промежуточных продуктов образуются полисахариды различной молекулярной массы (декстрины), а также глюкоза, мальтоза и изомальтоза. Декстрины дают различную окраску с иодом- от фиолетово-синей (амилодекстрин), до красно-бурой (эритродекстрин) и без окраски (ахродекстрины и мальтодекстрины). Различаются декстрины растворимостью в растворе этанола разной крепости.
Целлюлоза
ЦЕЛЛЮЛОЗА- линейный b-(1-4)-D- глюкан, структурной единицей которой является целлобиоза:
Линейные молекулы целлюлозы взаимодействуют друг с другом межмолекулярно, с образованием нерастворимых в воде микрофибрилл, образующих остов растений:
Распространенность в природе углеводов очень велика, они составляют примерно 50 процентов всей массы биосферы, древесина содержит от 80 до 90 процентов от сухой массы целлюлозы, хлопок- чуть менее 100 процентов.
Полисахариды содержат гидроксильные группы, поэтому вступают в реакции характерные для многоатомных спиртов.
1. Качественная реакция на многоатомные спирты - с гидроксидом меди II
2. Взаимодействие со спиртами - реакция алкилирования с образованием простых эфиров.
|
|
|
3. Для Целлюлозы характерной является реакция ацелирования с ангидридом уксусной кислоты - данная реакция используется в производстве ацетатного шелка или волокна.
Получение. Сырьем для получения ацетатного волокна служат остатки хлопкового пуха или облагороженной древесной целлюлозы, обработанные уксусным ангидритом и уксусной кислотой: получают рыхлые хлопья первичного ацетата.(“уксус” по латыни “ацетум”, от этого произошло и название “ацетатное”)
Для получения вторичного ацетата первичный ацетат омыливают – добавляют определенное количество воды; полученные белые хлопья отжимают, обрабатывают в смеси ацетона и спирта, продавливают через фильеры, и при помощи теплого воздуха испаряют смесь,от чего нити затвердевают. Из этих блестящих нитей и ткут ацетатное полотно. В сочетании с другими нитями волокно используют с шелком, вискозой, шерстью и другими смесевыми тканями.
Характеристика. Ацетатное волокно мало гигроскопично, мало впитывает влагу, мягкое, легкое, тонкое, упругое, блестящее, но при температуре выше 85 градусов блеск теряет, сильно электризуется, в мокром состоянии прочность теряет очень мало, но имеет склонность к образованию заломов в мокром состоянии , боится высоких температур и при 140 градусах разрушается, не подвержено действиям плесени, сильно осыпается, мало сминается, быстро сохнет (вода стекает), светостойкое.
|
|
|
Изделия утюжат влажным по изнаночной стороне, чтобы не образовывались ласы;
нельзя чистить ацетоном, можно растворить ткань
Применение. В настоящее время выпуск ацетатных волокон и нитей резко сократился из-за малой потребительской востребованности
В 60-десятые годы ХХ века использовали ткани для женских платьев, блузок,. летних костюмов
Другие полисахариды
Резервным полисахаридом ряда растений является ИНУЛИН, состоящий в основном из остатков фруктозы, и являющийся таким образом, полифруктозаном.
Наружный скелет многих членистоногих, клеточные стенки грибов состоят из ХИТИНА, линейного b-(1-4)-N- ацетилглюкозаминогликана:
ПЕКТИНОВЫЕ ВЕЩЕСТВА присутствуют в растениях в виде нерастворимого ПРОТОПЕКТИНА в незрелых плодах, придающего им жесткость. По мере созревания или хранения ПРОТОПЕКТИН разрушается ПРОТОПЕКТИНАЗАМИ с образованием полисахаридов АРАБАНА, ГАЛАКТАНА и собственно ПЕКТИНА, представляющего собой метоксилированную полигалактуроновую кислоту:
Важным составным элементом хрящей, кожи, костей, стекловидного тела глаза, сухожилий и т.п. является ГИАЛУРОНОВАЯ КИСЛОТА:
Гиалуроновая кислота- основной "материал" послеоперационных рубцов. В пластической хирургии для рассасывания таких рубцов применяются инъекции фермента ГИАЛУРОНИДАЗЫ, растворяющей гиалуроновую кислоту в результате расщепления связей в полимерной цепочке.
Еще одними важными животными полисахаридами являются ХОНДРОИТИНСУЛЬФАТЫ:
Применение гиалуроновой кислоты
Гиалуроновая кислота (ГК) является важным компонентом в организме человека, выполняя защитные и другие биологически активные функции. Ее уникальные физико-химические и биологические свойства, в том числе биосовместимость и высокая гидрофильность, позволяют использовать ГК в различных областях медицины в виде гелей и пленок. Растворы ГК обладают уникальными реологическими свойствами, которые позволяют этому полимеру вести себя подобно вязкоупругому гелю даже при низких концентрациях. Регулярно повторяющиеся гидрофобные области в макромолекулах ГК способствуют взаимодействию с клеточными мембранами и белками гидрофобного типа. Это свойство растворов ГК имеет большое значение для обеспечения подвижности клеток. ГК участвует в контроле таких процессов, как репаративная регенерация тканей, клеточная дифференцировка, морфогенез, ангиогенез и воспаление. Нативная ГК или лекарственные системы с ГК применяются в хирургии, офтальмологии, дерматологии и косметологии. ГК входит в состав противоспаечных и раневых пленок, заменителей синовиальной жидкости суставов, в качестве среды при проведении глазных операций, сохранении и транспортировки клеток. Для дальнейшего успешного применения ГК в медицине необходимы новые методы ее модификации, в том числе образование поперечно-сшитых гелей. В отличие от нативной, химически модифицированная ГК обладает меньшей скоростью деградации ферментами в организме, в то же время сохраняется ее биосовместимость. В обзоре описаны имеющиеся в литературе сведения о существующих методиках выделения гликозаминогликанов и гиалуроновой кислоты, ее применении в медицине, способах модификации, в том числе способах получения физически и химически сшитых гелей на ее основе. Сделан вывод о том, что для успешного применения ГК в качестве лекарственного средства или в составе лекарственного препарата необходимо проведение дальнейших работ по разработке композиций, в которых достоинства ГК сочетались бы с другими необходимыми лечебными свойствами, например, антисептическим или длительным гипотензивным эффектом.
Дата добавления: 2021-06-02; просмотров: 39; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!