Файл: Кутянин Г.И. Термостойкость и износостойкость кожи.pdf

поперечной исчерченности фибрилл, хотя протяженность макропе­ риода несколько (около 10%) уменьшается [24].

Таким образом, поперечная исчерчениость фибрилл коллагена представляет собой одну из важнейших особенностей структуры этого белка и может объяснить двойственность его поведения при различных обработках. Хотя еще нет единого мнения в отношении природы исчерченности, тем не менее существование связи между наличием чередующихся упорядоченных (кристаллических) и ме­ нее упорядоченных (аморфных) зон и поперечной исчерченностыо фибрилл коллагена подтверждено многими .экспериментальными данными.

Большой интерес представляет вопрос о неоднородности внут­ ренних и внешних слоев фибрилл. Известно, что молекулярные частицы коллагена соединительной ткани всегда образуют фиб­ риллы и вне этого элемента цепи нативного коллагена не могут находиться. В таком случае возникает вопрос, где же находится та часть коллагена, которая легко переходит в раствор? Чтобы -от­ ветить на этот вопрос, приходится допускать либо наличие в сое­ динительной ткани макромолекул коллагена вне фибрилл, либо неоднородность самих фибрилл. На основании этого, очевидно, яв­ ляется вполне закономерным утверждение, что внешние слои фиб­ риллы не вполне идентичны ее глубинным слоям [23]. И, действи­ тельно, под влиянием некоторых реагентов молекулы коллагена, расположенные в толще фибрилл, переходят в раствор легче, чем частицы наружных слоев. Остаток фибрилл после такой обработки имеет вид полой трубки [25].

\ / г. ГИДРОТЕРМИЧЕСКОЕ СВАРИВАНИЕ КОЛЛАГЕНА

Коллагеновые волокна при нагревании до определенной темпе­ ратуры самопроизвольно укорачиваются вдоль своей оси. Одно­ временно с укорачиванием волокон происходит сокращение всего образца дермы, сопровождающееся резкими изменениями физико­ механических свойств материала. Такое специфическое для колла­ гена явление принято называть свариванием (сверхсокращением), а температура, при которой начинается резкая усадка образца, принимается за температуру (точку) сваривания.

Явление сваривания коллагена обусловлено особенностью его структуры. Специфичность коллагена связана со строением его полипептидных цепей, их формой и взаимным расположением в молекулярных спиралях, со взаимодействием как между цепями и макромолекулами, так и между отдельными группамиатомов внутри каждой цепи. Это взаимодействие осуществляется вслед­ ствие наличия большого числа водородных, электровалеитных связей, а также отдельных более прочных связей ковалентного типа. Они стабилизируют относительно вытянутое состояние поли­

ными цепями, увеличивая расстояние между ними [27]. При этом Ю ,

ослабляется и разрывается значительное число межмолекулярных связен [28]. В процессе нагревания такой системы количествокинетической энергии вследствие увеличивающегося теплового дви­ жения оказывается достаточным для преодоления взаимного при­ тяжения цепей и принятия их вытянутыми участками более изо­ гнутой формы, термодинамически вероятной при данной темпера­ туре.

Первое описание явления сваривания кожного покрова встре­ чается в работе У. Фариона [29]. Впервые показатель температуры сваривания кожи начал использовать в 1914 г. Н. И. Егоркии [30]. Подробное исследование явления сваривания проведено Г. Г. Поварниным и Н. П. Агеевым [31], которые показали, что величина температуры сваривания может быть использована для характеристики изменений, происходящих в дерме в процессе кожевенного производства-. В дальнейшем температура сварива­ ния получила широкое применение в исследованиях по химии и технологии кожи и особенно при установлении степени продуб­ ленное™ дермы основными солями хрома. Наиболее полно явление

волокнами [12]. Перевариваемое™ трипсином сваренного коллагена' усиливается, очевидно, вследствие нарушения или изменения неко­ торых связей в его структуре, не стойких к действию тепла в при­ сутствии влаги [34].

При сваривании коллагена в первую очередь разрушаются его слабые межмолекулярные связи [23] и белковые цепи получают значительную кинетическую свободу, обусловливая переход поли­ мера в высокоэластическое состояние. Однако сваренный колла­ ген в раствор .не переходит, что может быть объяснено возмож­ ностью сохранения в его структуре определенного числа прочных поперечных связей. Для количественной их характеристики в на­ стоящее время широко пользуются уравнением П. Флори и И. Рейнера [35]:

( 1)

где Мс— молекулярный вес участка цепей между двумя попереч­ ными связями;

R — газовая константа, (8,ЗХІ07) эрг/град-моль; Т — абсолютная температура, К;

V —доля; сухого вещества полимера в набухшем .образце, г/см3;

F — напряжение в деформированном образце при его растяжении

L

а

И