SagaScience File - Kémia és szépség
A bőr felülete és földrajzi elhelyezkedése teszi a szervezet első molekuláris interfésze. A bőr ezért állandó kapcsolatban áll a környezetünkben jelen lévő több ezer molekulával, amelyeket fizikai-kémiai tulajdonságaiktól függően a corneum meg fog állítani, vagy behatol az epidermiszbe, majd a dermisbe.
Ezen idegen molekulák jelenléte a bőrben az esetek túlnyomó többségében nem jár káros következményekkel. A bőr valóban egy teljes enzimatikus rendszer arzenáljával van ellátva, amelyek felelősek azért, hogy ezeket a molekulákat vízoldható származékokká alakítsák, amelyeket a test természetes úton képes kiválasztani. Bizonyos esetekben azonban ezeknek a molekuláknak a jelenléte olyan patológiához vezet, amely az általános populációban növekvőnek tűnik: kontaktallergia.
Kontaktallergia, más néven késleltetett allergia vagy késleltetett túlérzékenység, néhány órán belül kifejezett bőrpír (erythema), duzzanat (ödéma) és viszketés (pruritus) megjelenésével jelenik meg a bőrrel való érintkezés területén. Bár ez a patológia az esetek többségében jóindulatú, nagyon fogyatékossá válhat és krónikussá válhat.
Az elmúlt évtizedben sok erőfeszítést tettek annak a sejtes, biokémiai és kémiai jelenségnek a jobb megértése érdekében, amelyek egy közönségesnek tűnő molekulát kontaktallergénnyé tesznek.
Néhány kémiai emlékeztető
A kémiai kötések az atomok közötti elektronikus kölcsönhatásokat jelentik. Többé-kevésbé erősek lehetnek, és jellemző a játékba behozott energia, a stabilitásuk tükröződése. A kötési energia valójában az az energia, amelyet ellátni kell a két atom közötti kapcsolat megszakításához.
Általában megkülönböztetjük az úgynevezett "gyenge" kötéseket. amelyek tartalmazzák az energiatartalmat néhány kalóriától tíz kilokalóriáig/mol, és úgynevezett erős kötéseket (kovalens vagy koordinációs kötések), amelyek kötési energiája 50-100 kilokalória/mol.
Az úgynevezett gyenge kölcsönhatásokat általában három fő kategóriába sorolják: hidrofób kötések, dipól kötések és bizonyos ionos kötések.
- A hidrofób kötések képviselik a szerves molekulák azon képességét, hogy a vízben megszerveződjenek annak érdekében, hogy csökkentsék a vizes közegbe juttatott érintkezési felületüket. Így kerülnek be a hidrofób molekulák a sejtmembránok foszfolipid kettős rétegeibe, a fehérjék vagy a membránreceptorok hidrofób régióiba. Ezek a hidrofób kötések, amelyek 10-20 kalória/négyzet angström és mol/mol energiát tartalmaznak, mégis fontos szerepet játszanak a nagyon lipofil termékek allergiájában.
- A dipólus kötések a meglévő vagy indukált dipólusok közötti elektrosztatikus kölcsönhatások. Valójában az elektronikus felhők nem mindig rendelkeznek egyenletes töltéssűrűséggel (ezek a variációk a molekula szerkezetéből adódnak), és a nagy elektronsűrűségű területek elektrosztatikusan kölcsönhatásba léphetnek az alacsony sűrűségű területekkel (állandó dipólusok).
Az elektronikus felhők deformálódhatnak és polarizálódhatnak is, amikor egymáshoz közelednek, és így úgynevezett indukált dipólusokat hoznak létre. Ezen dipólusok közötti kölcsönhatás képviseli az úgynevezett Van der Waals-kötéseket. Ezeknek a kötéseknek az energiája 50-500 kalória/mol.
- A ionos kötések a meglévő és általában lokalizált töltések elektrosztatikus kölcsönhatásai, amelyek szerves vagy ásványi molekulákon vannak jelen. Ezek például az oldatban lévő ionok közötti kölcsönhatások. Ilyen kölcsönhatások léteznek a fehérjékben lévő töltött aminosavak között.
Ezek a gyenge kötések, ha szerény energiákkal járnak, és gyenge stabilitású komplexeket generálnak, mindazonáltal nagyon fontosak a biológiában, mivel gyakorlatilag az összes felismerési jelenséget szabályozzák a receptorok és a szubsztrátok között.