Электрокинетический потенциал и агглютинация

Стабильность коллоидных растворов и взвесей кле­ток в большой степени зависит от величины ξ-потенциа-ла частиц. Для того чтобы произошло склеивание (агглютинация) частиц, необходимо их сближение на до­статочное расстояние. При сближении частиц одноимен­но заряженные ионы диффузионных слоев испытывают взаимное отталкивание и это препятствует дальнейшему сближению частиц, их агглютинации и седиментации. Величина сил отталкивания возрастает пропорционально толщине диффузионного слоя и, следовательно, величи­не ξ-потенциала частиц. Факторы, которые вызывают уменьшение ξ-потенциала, приводят к усилению коагу­ляции коллоидов и агглютинации взвешенных клеток. Величина ξ-потенциала снижается при увеличении кон­центрации ионов в дисперсионной среде. При этом про­исходит сжатие диффузионного слоя и адсорбция противоионов на поверхности частиц, что и приводит к уменьшению ξ-потенциала. Коагулирующее действие электролитов зависит от валентности иона, знак заряда которого противоположен знаку заряда коллоидной ча­стицы (правило Шульце — Гарди). Такая же зависимость существует и для агглютинации взвешенных клеток. На­пример, агглютинацию эритроцитов и бактериальных клеток ускоряют соли многовалентных металлов: алю­миния, тория, лантана. Катионы этих солей сорбируются на отрицательно    заряженной поверхности клеток и уменьшают ξ-потенциал. При снижении ξ-потенциала ниже некоторой критической величины начинается ин­тенсивная агглютинация клеток, усиливающаяся по мере дальнейшего понижения потенциала. В случае образова­ния двойного электрического слоя путем диссоциации ионогенных групп величина ξ-потенциала зависит от рН среды. Поэтому для соответствующих клеток скорость агглютинации будет зависеть от рН окружающего ра­створа.

Однако во многих случаях скорость агглютинации клеток возрастает без уменьшения ξ-потенциала. Напри­мер, при беременности значительно ускоряется агглюти-

14 Медицинская биофизика

209

нация эритроцитов, показателем которой является ско­рость оседания эритроцитов (СОЭ), но ξ-потенциал при этом не изменяется.

Кроме этого, было замечено, что у некоторых кле­точных взвесей стабильность меньше, чем у других, не­смотря на то что значение ξ-потенциала у данных кле­ток выше. Например, ξ-потенциал эритроцитов лошади больше ξ-потенциала эритроцитов быка. В то же время стабильность эритроцитов лошади значительно ниже стабильности эритроцитов быка.

Приведенные данные, а также ряд других застав­ляют сделать вывод, что стабильность клеточных взве­сей зависит не только от величины сил отталкивания, определяемых ξ-потенциалом, но и от величины сил сцепления — кохезионных сил, склеивающих клетки при их достаточном сближении. Если силы отталкивания больше кохезионных сил, то клеточная взвесь является стабильной. Таким образом, силы сцепления опреде­ляют ту критическую величину ξ-потенциала клеток, которая необходима для создания уравновешивающих сил отталкивания, обусловливающих стабильность взвеси. Для бактерий тифа кролика, например, мини­мальная, критическая величина ξ-потенциала составляет 13 мВ. При увеличении сил сцепления или же при умень­шении ξ-потенциала стабильность взвеси клеток будет уменьшаться.

Описанные положения в какой-то мере объясняют ме­ханизм действия иммунных веществ — агглютининов. При выработке иммунитета в крови образуются специ­альные вещества — агглютинины, способные адсорбиро­ваться определенными бактериями. Агглютинины адсор­бируются на поверхности бактерий и увеличивают силы сцепления клеток. Имеющаяся величина ξ-потенциала клеток оказывается меньше критической, что и приводит к агглютинации бактерий и быстрому их оседанию. Агглютинировавшие же бактерии не способны проявлять болезнетворного действия. Кроме увеличения сил сцепле­ния, адсорбция агглютининов изменяет электрохимиче­ские свойства поверхности клеток. ξ-Потенциал при этом может снижаться. Например, при агглютинации эритро­цитов добавлением сыворотки крови другой группы ξ-по­тенциал эритроцитов снижался от 25 — 26 до 12 — 18 мВ. Снижение ξ-потенциала при адсорбции агглютининов так­же приводит к уменьшению стабильности взвеси клеток.

210

Г л а в а 9                                '