Аморфное вещество соединительной ткани как дисперсная система

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего образования

«Новосибирский государственный медицинский университет»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

(ФГБОУ ВО НГМУ Минздрава России)

Кафедра медицинской химии

РЕФЕРАТ

На тему: «Аморфное вещество соединительной ткани как дисперсная система»

Выполнил:

Тюрина Елена Эдуардовна

Новосибирск,2017

Введение

Вся природа -- организмы животных и растений, гидросфера и атмосфера, земная кора и недра -- представляет собой сложную совокупность множества разнообразных и разнотипных грубодисперсных и коллоидно-дисперсных систем. Дисперсное состояние вполне универсально и при соответствующих условиях в него может перейти любое тело. Этим определяется особое положение Коллоидная химия, развитие которой осуществляется в непосредственном контакте и взаимодействии со многими, часто не связанными между собой областями науки, промышленности, медицины и сельского хозяйства. Развитие Коллоидной химии связано с актуальными проблемами различных областей естествознания и техники.

Коллоидная химия разрабатывает научные основы технологических процессов с участием дисперсных систем. Совместно с биохимией и физикохимией полимеров Коллоидная химия составляет основу учения о биологических структурах, о возникновении и развитии жизни.

1. Понятие дисперсной системы и ее виды

Дисперсные системы - это системы, в которых одно вещество равномерно распределено в виде частиц внутри другого вещества.

В дисперсных системах различают дисперсную фазу -- мелкораздробленное вещество и дисперсионную среду -- однородное вещество, в котором распределена дисперсная фаза. Т.к. газы свободно смешиваются между собой и не могут образовать две обособленные газообразные фазы, то остается восемь возможных сочетаний.

По степени дисперсности

Дисперсные системы делят на

· грубодисперсные (размер частиц от 10 ^-5 до 10 ^-7 м ) и

· коллоидно-дисперсные (размер частиц от10 ^-7 до 10 ^-9 м)

Системы с размером частиц менее 1 нм представляют собой истинные растворы, состоящие из молекул или ионов растворенного вещества. Их следует рассматривать как однофазную систему.

По интенсивности межмолекулярного взаимодействия

Между частицами дисперсной фазы и дисперсионной среды можно выделить два типа систем:

· лиофобные (слабое взаимодействие)

· лиофильные (сильное взаимодействие)

Практически все дисперсные системы живых организмов (белки плазмы крови, клеточные мембраны, липопротеиды) являются лиофильными, т.е. содержат на поверхности раздела фаз большое количество адсорбированной воды).

2. Состав соединительной ткани

Соединительная ткань -- это ткань живого организма, не отвечающая непосредственно за работу какого-либо органа или системы органов, но играющая вспомогательную роль во всех органах, составляя 60--90 % от их массы.

Соединительная ткань является универсальной тканью организма. Она присутствует практически во всех органах, образуя их строму (каркас). Помимо разнообразия клеточных элементов (более 10 разновидностей высокодифференцированных клеток) важной составляющей частью соединительной ткани являются волокна. Основными видами волокон являются коллагеновые, эластические, гиалиновые и другие. Биохимической основой строения волокон являются полимеры белков: коллаген, эластин, гиалин, оссеин. Они, удерживая воду, образуют пространственные структурные сетки, обладая всеми свойствами гелей. Наиболее богато гелевые структуры представлены в хрящах, костной ткани, суставно-связочном аппарате, строме кровеносных сосудов, коже. В их состав входят также такие белковые полимеры как хондроитинсульфат и гиалуроновая кислота. Последняя в совокупности с ферментом гиалуронидазой, изменяющей коллоидные свойства гиалуроновой кислоты, образует динамически функционирующую систему, позволяющую регулировать проницаемость сосудистой стенки и обновлять волокнистые структуры. Белки волокон продуцируются клетками соединительной ткани, к которым относятся также хондроциты, остеобласты и остеокласты.

Через соединительнотканные структуры осуществляется целый ряд процессов: транспорт и распределение воды, солей и других веществ, регуляция энзиматических реакций, восстановление тканей, подавление инфекций и многие другие процессы. Соединительная ткань выполняет главную опорную функцию в организме, является основой построения костного скелета, суставов, связок, фасций и стромы внутренних органов. В процессе старения белки волокон теряют свои гидрофильные свойства за счет частичной потери ими четвертичной или третичной структуры. При этом на поверхности белковых молекул уменьшается количество гидрофильных (карбоксильных, амино- и сульфгидрильных) групп, способных в силу электростатических взаимодействий притягивать молекулы воды. Одновременно на их поверхности увеличивается количество гидрофобных (углеводородных) групп. Этот процесс приводит к тому, что тонкие нити соединительнотканных волокон «сшиваются» друг с другом в грубые канаты, и происходит обезвоживание, сжатие и ухудшение питания клеток внутренних органов через соединительную ткань, происходят нарушения их функций. Именно в этом в значительной степени и заключается процесс появления морщин на коже, ее истончение.

Аморфное вещество образуется за счет деятельности прежде всего фибробластов - коллагенов и гликозаминогликанов, а также за счет веществ плазмы крови - альбуминов и глобулинов. Углеводы представлены полимерными формами, в основном гликозаминогликанами (сульфатированными - хондроитинсерными кислотами, дерматансульфатом и др.)

Углеводные компоненты, образуя длинные полимерные цепи, способны удерживать воду в различном количестве. Количество воды зависит от качества углеводного компонента. В зависимости от содержания воды аморфное вещество может быть более или менее плотным (в форме золя или геля), что определяет и функциональную роль данной разновидности соединительной ткани. Аморфное вещество соединительной ткани заполняет все пространство между клетками. С точки зрения коллоидной химии представляет собой студень - т.е. монофазную дисперсную систему, в которой все молекулы дисперсионной среды (воды) прочно связаны с мицеллами дисперсной фазы. Отсутствие свободной воды делает мицеллы неподвижными друг относительно друга. Студнями именуют системы, характеризующиеся обратимостью процесса коагуляции. Гели разрушаются необратимо.

Свойства соединительной ткани.

· Высокая упругость (студень аморфного вещества прида?т форму мягким тканям, амортизирует при ходьбе, беге, прыжках);

· Ограниченная проницаемость для воды и растворенных в ней веществ (соединительная ткань служит хорошим барьером для бактерий и вирусов; но, с другой стороны, процессы диффузии лекарственных препаратов в соединительной ткани протекают крайне медленно)

Таблица 1. Строение мицеллы аморфного вещества соединительной ткани

3. Синерезис

биохимический ткань лечение тиксотропия

Синерезис (от греч. synбiresis -- сжатие, уменьшение) -- уменьшение объ?ма студней или гелей, сопровождающееся отделением жидкости.

Так происходит повреждение соединительной ткани (студень) в процессе старения, перепадов температуры при воспалении или обморожении. Соединительная ткань сжимается.

Синерезис очень распространенное явление и может наблюдаться не только в студнях с сеткой из макромолекул, но и в лиогелях, сетка которых состоит из кристаллических частиц.

Общей причиной сннерезиса является то, что при образовании студня не достигается еще равновесия системы и в ней продолжаются процессы, связанные с его установлением. У лиогелей эти процессы могут сводиться к рекристаллизации. У высокомолекулярных студней эти процессы сводятся к установлению связей между макромолекулами, что способствует дальнейшему уменьшению объема студня. Синерезис может являться также следствием достижения равновесия в студне при его охлаждении, если высокомолекулярное вещество не полностью растворимо в среде. Наконец, в некоторых случаях непосредственной причиной сннерезиса являются химические процессы, протекающие в веществе студня. Например, водные студни ксантогената целлюлозы претерпевают синерезис в результате разложения ксантогената.

Синерезис «свойствен не только водным студням (например, студню желатина и крахмала), но и студням, где средой являются органические жидкости (например, каучуковому студню). Предел, к которому стремится объем студня при синерезисе, зависит от концентрации студня. Синерезис обычно тем больше, чем выше концентрация растворителя в исходном студне. Определенной зависимости скорости синерезиса от концентрации исходного студня нет. Например, при высоких концентрациях синерезис каучукового студня ускоряется, а студня крахмала и агара замедляется. При значительном повышении температуры может произойти переход студня в раствор. Внешнее давление на студень, конечно, всегда способствует синерезису.

Для студней амфотерных белков максимальный синерезис наблюдается в изоэлектрической точке, так как в таком состоянии молекулы несут равное число разноименных зарядов, что способствует сжатию молекулярной сетки студня. С изменением рН среды (относительно изоэлектрической точки) синерезис уменьшается, так как молекулярные цепочки приобретают одноименный заряд, обусловливающий их распрямление и отталкивание друг от друга.

Влияние на синерезис студня низкомолекулярных электролитов весьма сложно. Однако, как правило, электролиты, способствующие набуханию, уменьшают синерезис и наоборот. Найдено, что синерезис зависит от размеров образца студня, и причем синерезис тем меньше, чем больше образец. Это вполне понятно, так как жидкость, которая должна быть выпрессована при синерезисе из образцов студня большего размера, должна преодолеть большее сопротивление.

Явления синерезиса имеют очень большое значение в биологии, медицине (отвечает за свертываемость крови), геологии, языкознании и технике. Его можно рассматривать как положительное явление при получении некоторых синтетических смол, поскольку при этом происходит самопроизвольное отделение смолы от растворителя. Положительное значение имеет синерезис и в молочной промышленности, так как на нем основано получение творога. В крахмало-паточной, мармеладной и некоторых других отраслях пищевой промышленности это явление имеет отрицательное значение, и усилия технолога направлены на его предупреждение. В производстве взрывчатых веществ синерезис (например, выделение из студня, которым является бездымный порох, самовзрывающегося нитроглицерина) чрезвычайно опасен. Также явление синерезиса влияет на качесвто краски.

4. Тиксотропия

Тиксотропия (от греч. thixis - прикосновение и trope - поворот, изменение) - обратимое изменение физико-механических свойств дисперсных систем при механическом воздействии в изотермических условиях (удары, падение). В условиях организма появляется свободная вода и студень (гель)частично переходит в золь, который быстро уходит в кровоток.

Эти процессы лежат в основе возрастного уменьшения высоты межпозвоночных дисков, уменьшения толщины хрящей после перенес?нных травм и т.д.

Гель - это более структурированный золь, вся вода включена в пространственную структуру из частиц дисперсной фазы. Студень (твердый коллоид) - это в общем тоже гель, но содержащий меньше воды в дисперсной фазе.

Застудневание может происходить:

1) при действии между сближающимися частицами сил межмолекулярного притяжения;

2) за счет объединения макромолекул под влиянием возникающих водородных связей;

3) под воздействием добавок посторонних веществ, способствующих образованию дополнительных химических связей ("сшивающих мостиков"), В результате образуется пространственная структурная сетка.

Тиксотропия имеет важное практическое значение. Тиксотропные материалы используют в технологии силикатов, пластических масс, пищевых продуктов. Тиксотропными свойствами обладают некоторые водоносные грунты (плывуны), биологические структуры, различные технические материалы (промывочные глинистые растворы, применяемые при бурении нефтяных скважин, краски, смазки и др.).

Заключение

Таким образом, практически любая жидкость или ткань организма человека представляет собой коллоидно-дисперсную среду. К настоящему времени многие вопросы, связанные с изучением биохимических, коллоидных и других свойств соединительной ткани, остаются без ответа. Решение их помогло бы добиться значительных успехов в изучении патогенеза и лечении заболеваний опорно-двигательного аппарата, коллагенозов и соединительнотканных опухолей.

Список литературы

1. https://studfiles.net/preview/2706443/page:4/

2. http://anatomija.vse-zabolevaniya.ru/struktura-tela-cheloveka/soedinitelnaja-tkan.html

Размещено на Allbest.ru