Interaction between Cholesterol and Chitosan in Langmuir Monolayers

Interacción entre colesterol y quitosano en monocapas de Langmuir

Se ha observado que el quitosano incorporado a la subfase acuosa afecta a las monocapas de Langmuir de colesterol, provocando una mayor expansión de la presión superficial y de las isotermas de potencial superficial. El área molecular media por molécula de colesterol en la monocapa condensada aumenta de 53 Å2 en ausencia de quitosano a 61 Å2 para una concentración de 0,100 mg/mL de quitosano en la subfase. Si se incorpora quitosano adicional en la subfase, no se observa ningún cambio, lo que apunta a una saturación de los efectos del quitosano. La interacción entre el quitosano y el colesterol se produce probablemente a través de enlaces de hidrógeno. La expansión de la monocapa también se manifiesta en la morfología de la monocapa, como indican las mediciones de microscopía de ángulo Brewster, en las que se visualizan dominios de colesterol más grandes cuando hay quitosano en la subfase.

INTRODUCCIÓN

El colesterol está presente en prácticamente todas las células de los mamíferos, siendo esencial para el funcionamiento de algunas glándulas e interactuando con muchos compuestos como los lípidos de la membrana y otros componentes celulares. Cuando está en exceso, el colesterol puede causar una serie de problemas de salud, y esto ha llevado a los investigadores a buscar formas de reducirlo en el cuerpo humano.

Recientemente, se ha sugerido que los quitosanos pueden contribuir a la reducción del colesterol y la obesidad[1], probablemente porque pueden interactuar con el colesterol. El quitosano es un polisacárido biocompatible derivado de la quitina extraída del exoesqueleto de crustáceos y artrópodos[2], que se ha empleado en diversas aplicaciones, principalmente en cosmética[3]. Gracias a su biodegradabilidad, el quitosano también puede utilizarse en sistemas de administración de fármacos[4].

Es evidente que existe un interés creciente en comprender las interacciones moleculares entre el quitosano y el colesterol. Una posible forma de investigar estas interacciones es emplear monocapas de Langmuir que sirven como modelo simplificado de la membrana celular[5]. En la mayoría de los casos, se emplean monocapas de fosfolípidos[6-8], pero existen varios estudios con colesterol, que también forma monocapas estables[9,10] e interactúa con fosfolípidos[6,11-13]. Con este enfoque, se puede obtener información sobre una serie de cuestiones, como la respuesta cooperativa de la membrana a los fármacos[8] y péptidos[9].

En este trabajo, obtuvimos monocapas de Langmuir de colesterol sobre una subfase de agua pura o sobre una subfase que contiene quitosano disuelto.