界面活性剤の定義と例

界面活性剤 は、2 つの液体、液体と気体、さらには液体と固体など、2 つの相の間の表面張力を低下させる化合物です。たとえば、洗剤を加えると油水の表面張力が低下し、生地や調理器具の汚れを落としやすくなります。 「界面活性剤」という用語は、1950 年頃に造られたもので、表面活性剤の短縮形です。

界面活性剤の働き

ほとんどの界面活性剤は、親水性または水を好む「頭」と疎水性または水を恐れる「尾」を含む有機化合物です。言い換えれば、分子は両親媒性です。親水性のヘッドは極性があり、電荷を運ぶ場合も持たない場合もあります。疎水性の尾部は、炭化水素、シロキサン、またはフルオロカーボンです。

空気と水の間の界面では、疎水性の尾部が空気の方向を向いていますが、疎水性の部分は水中にとどまっています。油と水中では、疎水性の尾部が油の中に伸び、親水性の頭部が水中にあります。いずれの場合も、界面活性剤は水分子間の通常の凝集力を妨害します。水分子間の分子間力が小さくなるため、表面張力が低下します。同時に、界面活性剤は 2 つの相の間の界面を安定させます。臨界濃度を超えると、界面活性剤分子はミセルを形成し、2 つの相を物理的に分離します。

界面活性剤の例

化学者は、界面活性剤がアニオン性 (負電荷)、カチオン性 (正電荷)、非イオン性 (中性)、双性イオン性 (正または負のいずれか) であるかどうかに基づいて分類します。界面活性剤は、石鹸、食器用洗剤、洗濯用洗剤、シャンプー、柔軟剤、帯電防止処理、湿潤剤、発泡剤、食品や化粧品の乳化剤の機能を担っています。

肺サーファクタント

肺では、II 型肺胞細胞が肺サーファクタントとして作用する化合物の混合物を生成します。 .肺サーファクタントはリン脂質とタンパク質の混合物で、水性液体と空気の界面で肺胞に吸着します。親水性の頭部は粘膜に面しており、分子の疎水性の尾部は空気の方向を向いています。

肺サーファクタント組成

肺サーファクタントはリン脂質とタンパク質の混合物で、水性液体と空気の界面で肺胞に吸着します。親水性の頭部は粘膜に面しており、分子の疎水性の尾部は空気の方向を向いています。

• ~40% ジパルミトイルホスファチジルコリン (DPPC)
• ~40% の他のリン脂質 (ホスファチジルコリンまたは PC)
• ~10% 界面活性タンパク質 (SP-A、SP-B、SP-C、SP-D)
• ~10% の中性脂質 (コレステロール)
• 他の物質の痕跡

肺サーファクタントを分泌する II 型肺胞細胞のオルガネラであるラメラ体は、妊娠 20 週頃に初めて現れます。早産児に与えられる人工サーファクタントは、DPPC と他の化合物との混合物で構成されているか、牛、子牛、または豚の肺からの抽出物です。

肺サーファクタントの機能

湿った肺胞は空気層を取り囲んでいます。界面活性剤がなければ、表面張力が肺胞内の気泡のサイズを圧縮します。界面活性剤は、表面張力による収縮と空気による膨張との間の平衡を維持するために必要な空気圧を低下させます。

肺サーファクタントは、肺でいくつかの機能を果たします。

• 胸部と肺の拡張能力を高めます。これは肺コンプライアンスと呼ばれます。
• 肺サーファクタントは、呼気後の肺胞虚脱 (無気肺) を防ぐのに役立ちます。
• 虚脱した気道の修復に役立ちます。
• 肺胞の大きさを調節します。吸入中、肺胞のサイズが大きくなり、界面活性剤が肺胞の内面全体に広がります。これにより、表面張力が増加し、肺胞の拡張速度が遅くなり、すべての肺胞がほぼ同じ速度で拡張するのに役立ちます.呼気中、サーファクタントは肺胞の収縮速度を制御します。肺胞が収縮するにつれて、サーファクタントがより濃縮され、表面張力がより容易に低下します。
• 界面活性剤は、肺に体液が蓄積するのを防ぎ、気道を乾いた状態に保ちます。
• 肺サーファクタントは自然免疫に寄与します。タンパク質 SP-A および SP-D は、病原体表面の糖に結合するため、食細胞により容易に飲み込まれます。界面活性剤は肺の炎症も調節します。

参考文献

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