Высокомолекулярные соединения

Высокомолекулярные соединения, полимеры — вещества, обладающие большим молекулярным весом (от нескольких тысяч до нескольких миллионов). К природным высокомолекулярным соединениям(биополимерам) относятся белки (см.), нуклеиновые кислоты (см.), полисахариды (см.) и т. д. К синтетическим — различные пластмассы (см.), синтетические каучуки и волокна. Высокомолекулярные соединения - продукты химического соединения (полимеризации или поликонденсации) большого количества низкомолекулярных соединений (мономеров), играющих роль отдельных звеньев в макромолекуле полимера; при этом мономеры могут быть одинаковыми (например, из этилена - полиэтилен) или различными (например, остатки разных аминокислот в белках). Макромолекулы высокомолекулярных соединений имеют линейное или разветвленное строение; при соединении их поперечными связями возникают трехмерные пространственные полимеры (вулканизованный каучук, пластмассы, дубленый коллаген и т. д.).



Биополимеры выполняют в организме важные функции — управление обменом веществ (белки), передача и хранение генетической информации (нуклеиновые кислоты), защитные и энергетические функции (полисахариды) и т. д. В ряде случаев более сложные и специфические функции выполняют смешанные полимеры, — углеводопептиды (иммуноспецифические вещества), нуклеотидпептиды и др. Биополимеры, как правило, имеют сравнительно простую основу (например, полирибозофосфатную цепь в нуклеиновых кислотах, полипептидную в белках). Функциональная информация зафиксирована в первичной структуре, т. е. зависит от последовательности нуклеиновых оснований (в нуклеиновых кислотах) или аминокислотных остатков (в белках). Первичная структура определяет вторичную и третичную, т. е. расположение частей макромолекулы в пространстве, а это в свою очередь определяет биохимические функции соединений. Чем больше субъединиц входит в состав макромолекулы, тем более тонкие и сложные функции она может выполнять. Молекулы ДНК («планирующий» центр клетки) имеют мол. вес 107—108. Белки, транспортные РНК — «исполнительные органы», имеют молекулярный вес порядка 104 и выполняют более ограниченные функции.

Так как физические свойства вещества являются функцией молекулярного веса и архитектоники молекулы, высокомолекулярные соединения резко отличаются по физико-химическим свойствам от составляющих их субъединиц. Характерная особенность биополимеров — упорядоченное расположение частей макромолекулы. Температурные воздействия, изменения рН и солевой концентрации приводят к разрушению высших структур макромолекул.

Среди синтетических высокомолекулярных соединений, применяющихся в медицине, следует отметить поливинилпирролидон (ПВП), полиметилметакрилат, «гидрофильные пластмассы». Они служат кровезаменителями, используются как материал для костных протезов и т. д. Перспективно применение силиконовых клеев для склеивания кожи. и мышц (вместо сшивания) после операции. «Гидрофильные пластмассы», способные впитывать до 60% (повесу) воды  без    изменения    размеров и прочности, применяются для изготовления контактных линз, для замещения тканей организма и т. д.