Физиологически активные полимеры - Платэ Н.А.
Скачать (прямая ссылка):
Необходимо отметить большой вклад отечественных исследователей в становление и развитие проблемы физиологически активных полимеров. Пионерские работы М. Ф. Шостаковско-го, С. Н. Ушакова, 3. А. Роговина, В. А. Каргина, Е. И. Чазова,
А. С. Садыкова, X. У. Усманова, И. В. Березина и созданных ими
научных школ легли в основу современной химии ФАП. Их продолжатели В. А. Кабанов, В. Н. Смирнов, Г. В. Самсонов,
В. А. Пономаренко, Е. Ф. Панарин, А. Д. Вирник, В. П. Торчи-лин, Г. П. Власов, Ф. П. Сидельковская, У. Н. Мусаев, В. А. Кро-пачев и многие другие исследователи внесли крупный вклад в проблему. В результате отечественная наука в области физиологически активных полимеров находится ныне на передовых рубежах.
Раздел 5.5 написан чл.-корр. АН СССР В. А. Кабановым, раздел 7.2 — докт. хим. наук Л. И. Валуевым.
Авторы приносят глубокую благодарность своим сотрудникам канд. хим. наук М. Н. Матросовичу, канд. хим. наук И. Ш. Шварцу, канд. хим. наук М. М. Фельдштейну, Л. А. Лош-карёвой и М. Б. Темченко, а также Ж. Ж. Липкиной за помощь в подготовке рукописи к печати. Особую благодарность выражаем докт. хим. наук Е. Ф. Панарину за ценные и доброжелательные замечания.
СОБСТВЕННАЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ПОЛИМЕРОВ
Под собственной физиологической активностью полимеров обычно понимают активность, которая связана с полимерным состоянием и не свойственна низкомолекулярным аналогам или мономерам. Механизмы проявления собственной физиологической активности могут включать в себя как важнейшую составляющий} физические эффекты, связанные с большой массой, осмотическим давлением, конформационными перестройками и др., а также могут быть связаны с межмолекулярными взаимодействиями с биополимерами организма.
Физиологическая активность самих биополимеров (ферментов, гормонов, белков гепарина и т. д.) в этой книге не рассматривается. Для синтетических или искусственных полимеров, составляющих предмет дальнейшего изложения, ясно прослеживается специфичность проявляемой физиологической активности. По структуре эти полимеры могут быть разделены на пять больших групп.
1. Нейтральные полимеры с неспецифической активностью, физиологическая активность которых обусловлена их физикохимическими свойствами [например, молекулярной массой (М) и молекулярно-массовым распределением (ММР)] и почти не специфична в отношении конкретной структуры, которая может быть поэтому весьма различной. Важным свойством таких полимеров является незначительное взаимодействие со структурными элементами организма и, прежде всего, с клеточными мембранами и биополимерами.
2. Поликатионы, физиологическая активность которых зависит в первую очередь от плотности и распределения положительных зарядов и только затем — от конкретной структуры (гидрофильно-липофильного баланса, других функциональных групп, М и ММР и т. д.). Поликатионы кооперативно взаимодействуют с биополимерами с образованием полиэлектролит-ных комплексов (большинство биополимеров — полианионы) и сильно связываются поверхностью клеток.
3. Полианионы, активность которых определяется преимущественно отрицательным зарядом; однако в отличие от поликатионов они обычно конкурируют с биополимерами в природных полиэлектролитных комплексах.
4. Синтетические аналоги нуклеиновых кислот; в них вместо углерод-фосфатного скелета биополимера находится цепочка синтетического полимера, заряженного или электронейтрального. При сохранении специфического взаимодействия между парами
остатков пуриновых и пиримидиновых оснований возникают, в частности, новые эффекты, не свойственные отрицательно заряженным нуклеиновым кислотам.
5. Полимеры с различными другими функциональными группами; в эту группу условно входят полимеры самых разнообразных структуры и механизма действия. Важно отметить, что в отличие от полимеров прививочного типа в них нельзя выделить какой-либо структурный элемент (фармакофор), полностью ответственный за физиологическую активность, так как низкомолекулярные аналоги полимеров данной группы такой активностью не обладают. Так же как и в случае полиэлектролитов, здесь, по-видимому, важную роль играют кооперативные взаимодействия с биополимерами и другими молекулами организма.
1.1. ПОЛИМЕРЫ С НЁСПЕЦИФИЧЕСКСЙ АКТИВНОСТЬЮ
Это наиболее старая и хорошо изученная группа ФАП с собственной активностью. К ней относятся противошоковые кровезаменители («плазмозаменители» по зарубежной номенклатуре) и кровезаменители дезинтоксикационного действия. Противошоковые кровезаменители предназначены для поддержания необходимого объема циркулирующей крови и ее осмотического давления в течение времени, достаточного для физиологического восстановления кровопотери (обычно 1—2 сут). После этого полимер должен быть полностью выведен из организма. Разовая доза таких ФАП весьма велика — до 100 г, поэтому требования к отсутствию токсичности и антигенности полимеров, используемых как кровезаменители, очень высоки.
Наиболее широко применяемым противошоковым кровезаменителем является «клинический» декстран (советские препараты «Полиглюкин», «Реополиглюкин», шведские «Макродекс», Реомакродекс» и т. д.). «Клинический» декстран получают частичным кислотным гидролизом высокомолекулярного нативного декстрана — бактериального полисахарида, продуцируемого микроорганизмами различных штаммов Leuconostoc те-senteroldes и некоторыми другими. Декстран является 1,6-а-поли-глюкозидом с небольшим числом разветвлений, присоединенных к главной цепи 1,2-, 1,3- и 1,4-связями [1]. Тонкая структура и М (105—108) нативного декстрана зависят от штамма-продуцента и условий его культивирования. В результате фракционирования гидролизованного нативного декстрана получают «клинический» декстран «Полиглюкин» с Mw = 60+10 тыс. и «Реополиглюкин» с Mw — 35 ± 5 тыс., который применяют при агрегации форменных элементов крови и нарушении микроциркуляции. Содержание 1,6-связей в отечественном декстране ^93%, остальное приходится на долю 1,4- и 1,2-связей, а 1,3-
