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lubilización completa con detergente cuando toda la bicapa (in-
cluida la monocapa interna) está saturada de detergente, y la
bicapa está perforada con niveles sobresaturados de detergente.
Consideramos que los datos disponibles son consistentes con este
mecanismo. Esto incluye los experimentos que fueron considerados
como pruebas para el mecanismo ‘basado en la formación directa
de micelas mixtas’ [95] y el mecanismo ‘basado en la destrucción
de vesículas a través de partículas pequeñas que contienen grandes
cantidades de detergentes’ [96].
2.9.d. Dependencia de la velocidad de solubili-
zación de las propiedades físico- químicas del de-
tergente y la membrana
La incorporación de detergente a las membranas de-
pende tanto de la naturaleza química del detergente como de la
composición de la membrana. En ciertas condiciones puede estar
prácticamente restringida a la monocapa externa, cuando el flip-
flop de las moléculas de detergente hacia la monocapa interior es
lento [51, 74]. Eventualmente, la perforación de la bicapa abolirá
el gradiente de concentración de detergente entre las dos mono-
capas, pero esto ocurre simultáneamente con la Etapa 2.
Los datos en la Tabla 1 pueden interpretarse en términos
de la hipótesis de que la solubilización, cuando va precedida por
un periodo de latencia, ocurre solo después de que el gradiente
de detergente es abolido. En particular, los detergentes que per-
tenecen a lo que hemos denominado Grupo B, probablemente pe-
netran solo en la monocapa externa porque sus grupos hidrófilos
son grandes, de modo que pueden acercarse a la monocapa in-
terna solo después de que la membrana se perfore. Esto también
es coherente con el hallazgo de que incluso los detergentes de este
grupo pueden solubilizar fácilmente las bicapas, siempre y cuando
estén empaquetadas con menor presión lateral (por ejemplo, a
temperaturas más altas) [51, 97].
Por lo tanto, el mecanismo responsable del inicio lento
de la solubilización por los detergentes del Grupo B se debe al
gradiente de concentración de detergente entre las dos monocapas
y al consiguiente desequilibrio de masa que provoca el despren-
dimiento (escape) de las micelas mixtas lípido-detergente a partir
de las monocapas externas. La interacción entre las bicapas y las
micelas de detergente puro es quizás menos probable que la pe-
netración de monómeros de detergente en la monocapa exterior.
Mientras el detergente no tenga acceso a la monocapa interna, se
pueden formar algunas micelas mixtas individuales (presumible-
mente esféricas); pero cuando la monocapa interna está accesible
al detergente, debido al aumento de la permeabilidad de la mem-
brana, el mecanismo se vuelve similar al seguido por detergentes
del grupo A, y se produce una extensa solubilización.
Detergents: from physical principles to biopharmaceutical drófilos no pueden voltearse a la monocapa interna. En cambio,
70 applications (or why we fight covid-19 with toilet soap)
Félix M. Goñi y Alicia Alonso
An. Real Acad. Farm. Vol. 87. Nº1 (2021) · pp. 53 - 96
ANALES
RANF
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Se ha propuesto [42, 43] que cada miembro de los dos
grupos de detergentes, los solubilizadores rápidos y lentos (res-
pectivamente, los Grupos A y B en la Tabla 1), seguirían un me-
canismo de solubilización diferente. El Grupo A actuaría según un
mecanismo transbicapa, como consecuencia de un flip-flop rá-
pido, causando la desintegración de las vesículas, mientras que
las micelas de detergentes del Grupo B extraerían gradualmente
fosfolípidos de monocapa exterior de la membrana. Sin embargo,
los datos disponibles [56, 86, 98-100] muestran, para diferentes
detergentes del Grupo B, distintas composiciones de lípidos y con-
centraciones de vesículas, que esos detergentes (p. ej. colato, o do-
decil sulfato de sodio) causan la completa o casi completa
solubilización de la bicapa a concentraciones muy por debajo de
su cmc, por lo que no es probable la extracción de fosfolí-
pidos de las monocapas por micelas. La diferencia entre
los dos grupos de detergentes es muy clara a partir de las obser-
vaciones de microscopía óptica de la solubilización de las bicapas
lipídicas de vesículas unilamelares gigantes por dos detergentes
representativos, Triton X-100 (Grupo A) y SDS (Grupo B) [101] .
En presencia de Triton X-100, las GUV inicialmente mostraron un
aumento en su área superficial, debido a la inserción de moléculas
de detergente con un rápido equilibrio entre las dos monocapas.
Luego, por encima de un determinado umbral de solubilidad, se
abrieron agujeros, dando a la bicapa una apariencia de tela de
encaje, y la bicapa desapareció gradualmente. Por otro lado, el
SDS causó solo un aumento en la curvatura espontánea de la
membrana, que se puede atribuir a la incorporación de SDS en
la monocapa externa. El estrés resultante en la membrana podría
causar la apertura de macroporos transitorios con una disminución
sustancial del tamaño de la vesícula o el estallido completo de las
vesículas. Para probar debidamente esta hipótesis se requeriría
una investigación detallada del orden temporal de los eventos:
cambio de las velocidades de flip-flop del detergente, fuga de so-
lutos encapsulados a través de la bicapa, y solubilización. Hasta
el momento, dicha información experimental no está disponible.
En conclusión, la Etapa 2 de la solubilización de las bi-
capas lipídicas por detergente, a saber, la transición de bicapas a
micelas, puede entenderse en términos de un modelo basado en
la estructura de las bicapas saturadas con detergente. La formación
de tales bicapas está impulsada por la entropía, pero para com-
pensar la introducción de una molécula de detergente curvofílica
en una bicapa plana, la bicapa se convierte en una estructura per-
forada y eventualmente se miceliza. Esta secuencia de eventos solo
puede ocurrir si la concentración de detergente en las dos mono-
capas es igual. Los detergentes con grandes grupos de cabeza hi-
forman micelas mixtas de lípido-detergente y, a través del escape