Origem da estabilizaÃÃo de eritrÃcitos por sorbitol

AUTOR(ES)

Morun Bernardino Neto

DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

RESUMO - CAPITULO I Na tentativa de garantir a estabilidade dos complexos organizacionais biolÃgicos, a natureza emprega vÃrios mecanismos, como o controle do pH, da temperatura e da concentraÃÃo de solutos no meio interno. O controle da concentraÃÃo de solutos contribui para o que podemos chamar de osmoestabilizaÃÃo. Esse trabalho procura aplicar teorias conhecidas para a estabilizaÃÃo de proteÃnas agora sobre as membranas biolÃgicas. Os solutos osmoestabilzadores, tambÃm chamados de osmÃlitos, aumentam a energia livre do estado nativo (N), mas aumentam muito mais a energia livre do estado desenovelado (D) de uma proteÃna, de tal forma que os osmÃlitos estabilizam o estado N de uma proteÃna pelo aumento da barreira de energia livre entre eles, o que torna menos provÃvel o desenovelamento e a perda de funÃÃo da proteÃna. A razÃo dessa diferenÃa estaria na interaÃÃo preferencial da Ãgua com a proteÃna. A proteÃna prefere ligar-se à Ãgua do que ao osmÃlito, que à entÃo excluÃdo da esfera de hidrataÃÃo mais prÃxima à superfÃcie da proteÃna, segundo um efeito que foi denominado de solvofÃbico ou de osmofÃbico. A maior superfÃcie de contato do estado D exige um maior investimento de energia livre para sua hidrataÃÃo, alÃm de uma maior organizaÃÃo das molÃculas de Ãgua em torno de sua superfÃcie externa, de tal forma que a entropia conformacional do solvente à menor em torno do estado D do que do estado N. Isso significa que o osmÃlito estabiliza o estado nativo em relaÃÃo ao estado desnaturado de uma proteÃna. As membranas biolÃgicas tÃm um aspecto importante de sua estrutura em comum com as proteÃnas solÃveis em Ãgua. Elas tambÃm escondem seus grupos hidrofÃbicos em um interior anidro, constituÃdo por uma bicamada de fosfolipÃdios, em que as cabeÃas polares desses lipÃdios fazem contato com o meio externo e interno da estrutura biolÃgica circundada pela membrana. Os eritrÃcitos constituem um modelo muito vÃlido para estudo do comportamento de suas membranas. A utilizaÃÃo de osmÃlitos aumenta a estabilidade de soluÃÃes de eritrÃcitos e permite inclusive sua criopreservaÃÃo. Na presenÃa de osmÃlitos os eritrÃcitos sofrem alteraÃÃes morfolÃgicas reversÃveis com a diminuiÃÃo de volume. Assim, os eritrÃcitos existem numa situaÃÃo de equilÃbrio entre dois estados, um estado expandido (R) e um estado condensado (T), onde T à o estado de maior estabilidade. Neste trabalho nÃs explicamos tentativamente essa maior estabilidade do estado T dos eritrÃcitos com base na teoria da hidrataÃÃo preferencial de Timasheff. RESUMO - CAPÃTULO II O eritrÃcito constitui um modelo muito adequado para estudo da estabilidade de membranas, uma vez que a ruptura de sua membrana promove liberaÃÃo de hemoglobina, cuja absorÃÃo de luz na regiÃo do visÃvel permite a monitoraÃÃo da desnaturaÃÃo da membrana. Neste trabalho nÃs estudamos o efeito da presenÃa de sorbitol sobre a dependÃncia tÃrmica da estabilidade de eritrÃcitos humanos contra a aÃÃo desnaturante do etanol em NaCl 0,9%. A desnaturaÃÃo da membrana foi monitorada pela medida da absorvÃncia em 540 nm (A540 nm). A dependÃncia de A540 nm com a concentraÃÃo de etanol em soluÃÃo de NaCl a 0,9%, na ausÃncia e na presenÃa de sorbitol a 1 mol.L-1, foi estudada a 27, 32, 37 e 42 ÂC. ApÃs desnaturaÃÃo completa dos eritrÃcitos, os valores de A540 nm foram convertidos em percentagem de hemÃlise. Todas as dependÃncias da % de hemÃlise com a concentraÃÃo de etanol seguiram linhas de transiÃÃo sigmoidal, que foram ajustadas à equaÃÃo de Boltzman, para determinaÃÃo da concentraÃÃo de etanol capaz de promover 50% de hemÃlise (D50). A incorporaÃÃo de sorbitol a 1 mol.L-1 promoveu declÃnios estatisticamente significantes (P<0,01) nos valores de D50, em todas as temperaturas consideradas. O aumento da temperatura promoveu declÃnios tambÃm estatisticamente significantes (P<0,01) nos valores de D50 tanto na ausÃncia quanto na presenÃa de sorbitol. Os valores de D50 apresentaram uma dependÃncia linear com a temperatura. A inclinaÃÃo da reta de dependÃncia tÃrmica de D50 na presenÃa de sorbitol foi significativamente menor (P<0,01) do que na ausÃncia do osmÃlito. Isso significa que o sorbitol a 1 mol.L-1 aumenta o efeito caotrÃpico do etanol, ao mesmo tempo em que apresenta uma aÃÃo estabilizadora que à tanto maior quanto maior à a temperatura. Assumindo linearidade alÃm do intervalo de temperatura de 27 a 42 ÂC, as duas linhas de regressÃo devem sofrer uma intersecÃÃo em torno de 68,8 ÂC, ponto em que a aÃÃo estabilizadora do sorbitol neutralizaria seu sinergismo com a aÃÃo caotrÃpica do etanol. Esses efeitos foram explicados de acordo com um modelo de equilÃbrio em dois estados para o eritrÃcito, um estado expandido de menor estabilidade e um estado contraÃdo de maior estabilidade. Independentemente da explicaÃÃo adotada, nossos resultados permitem concluir que, a 1 mol.L-1 e na presenÃa de NaCl a 0,9%, o sorbitol acentua a aÃÃo caotrÃpica do etanol e da temperatura, entre 27 e 42 ÂC, sobre a membrana do eritrÃcito, embora ele nÃo tenha aÃÃo caotrÃpica entre 0 e 1,5 mol.L-1, ao mesmo tempo em que tambÃm promove estabilizaÃÃo da membrana, numa intensidade que aumenta com o aumento da temperatura.

ASSUNTO(S)

mecanismo estabilidade sorbitol temperatura mechanism sorbitol genetica eritrÃcitos membranas etanol erythrocytes membranes stability of membranes cÃlulas - membranas osmÃlitos estabilidade de membranas stability osmolytes ethanol temperature

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