Studies on Mono and Divalent Cations Effects

Abstract

Within the studies on the phenomenon of alkali-induced hair immunization, it has been observed that the hair immunization process arising from the action of dibasic alkalis takes place differently than immunization using monobasic alkalis. On the basis of these observations, our work investigated the influence of mono and divalent cations on the hair immunization mechanisms. In our experimental design, fresh salted bovine hides were exposed to mono and divalent alkalis and salts at different concentrations for various time periods. After treatment, the hides were exposed to reducing agents in order to verify the effectiveness of each cation in promoting immunization. We observed that immunization occurs with dibasic cations, but that both a minimum exposure time and a proper alkalinity are required. The appearance of inter and intra polypeptide chain links was investigated by comparing non-immunized and immunized hair using MIR and FIR spectroscopy, ICP chemical analysis and DSC. The chemical and the instrumental analyses indicate that the exposure of hair to divalent cations in alkaline medium, unlike the monovalent cations, induces the formation of cross-links in the keratin structure and promotes immunization. These investigations contribute to confirmation that the immunization process occurs only in the presence of divalent cations. Research work is in progress in order to further understand the nature and the mechanisms of these complex interactions. ResumenDentro de los estudios sobre el fenómeno de inmunización del pelo inducida por álcalis, se ha observado que el proceso de inmunización del pelo provocado por la acción de álcalis dibásicos ocurre de manera distinta que la inmunización usando álcalis monobásicos. En base a estas observaciones, nuestro trabajo investigó la influencia de cationes mono y bivalentes en los mecanismos de la inmunización del pelo. En nuestro diseño experimental, pieles bovinas saladas frescales fueron expuestas a los álcalis y a sales mono y bivalentes en diversas concentraciones por varios períodos de tiempo. Después del tratamiento, las pieles fueron expuestas a los agentes reductores para verificar la eficacia de cada catión en promover la inmunización. Observamos que la inmunización ocurre con los cationes di-básicos, pero un tiempo mínimo de exposición y una alcalinidad apropiada son requeridos. El aspecto de las uniones dentro y entre las cadenas polipépticas fue investigado comparando el pelo no-inmunizado y el pelo inmunizado por medio de espectroscopía infrarroja media (MIR) y lejana (FIR), el análisis químico de plasma inductivo (ICP) y Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC). Los análisis químicos e instrumentales indican que la exposición del pelo a los cationes bivalentes en medio alcalino, diferente de los cationes monovalentes, induce a la formación de reticulaciones en la estructura de la queratina y promueve la inmunización. Estas investigaciones contribuyen a la confirmación que el proceso de la inmunización ocurre solamente en la presencia de cationes bivalentes. El trabajo de investigación está en marcha para entender más sobre la naturaleza y los mecanismos de estas interacciones complejas.