62ª Reunião Anual da SBPC

G. Ciências Humanas - 7. Educação - 12. Ensino de Ciências

REVISÃO DE AULA PRÁTICA PARA DEMONSTRAR OS FATORES QUE AFETAM A PERMEABILIDADE DE BIOMEMBRANAS

Leonardo Emmanuel Fernandes de Carvalho 1 Thiago Barros Galvão 1 Diana Aline Nôga Morais Ferreira 1 Natânia Carol Cavalcante Rezende 1 Cristiane Elizabeth Costa de Macêdo 1 Eduardo Luiz Voigt 1

1. Depto. de Biologia Celular e Genética, UFRN, Natal/RN

INTRODUÇÃO:

As biomembranas são de importância fundamental para a atividade celular, uma vez que delimitam compartimentos, controlam o tráfego de substâncias e estão envolvidas em fenômenos de sinalização (LODISH et al., 2005). A permeabilidade seletiva das biomembranas pode ser modificada devido a alterações na sua integridade. Isto ocorre quando as biomembranas são expostas a agentes físicos, como calor ou frio, além de agentes químicos, incluindo detergentes, solventes orgânicos e agentes caotrópicos. O presente trabalho tem como objetivo propor a revisão do protocolo utilizado em aulas práticas de Fisiologia Vegetal para ilustrar os fatores que alteram a permeabilidade das biomembranas. Nesta revisão, pretende-se adequar os procedimentos deste protocolo para o ensino prático em Biologia Celular e Molecular, utilizando agentes físicos e químicos de fácil aquisição e manipulação, que acarretem danos nos lipídios e proteínas de membrana.

METODOLOGIA:

O modelo experimental utilizado foram tubérculos de beterraba, devido à presença de pigmentos hidrossolúveis denominados betacianinas. Estes tubérculos foram cortados em cubos de mesmo tamanho e lavados em água corrente para retirar o excesso de pigmento. Logo após, os testes foram realizados em baterias de tubos de ensaio analisando-se o efeito da temperatura e de agentes químicos. Para o teste da temperatura, os cubos foram colocados em tubos de ensaio submetidos à condição de calor, frio e do efeito combinado dos dois fatores (calor + frio). Para o teste dos agentes químicos, os cubos entraram em contato com solventes orgânicos (álcool etílico e clorofórmio) ou foram mergulhados em substâncias polares (uréia 5 M, SDS 1% (v/v), H2O2 30% (v/v) P.A.) e agentes envolvidos com o balanço do cálcio nas membranas (CaCl2, EDTA). A avaliação do dano às biomembranas foi visualizada pelo extravasamento de betacianinas. Os tubos foram comparados entre si e ao maior extravasamento do pigmento se atribuía um maior efeito do agente lesivo.

RESULTADOS:

Os resultados referentes à bateria experimental do efeito da temperatura mostraram que o efeito combinado de calor e frio apresentou uma maior taxa de extravasamento da betacianina, sendo seguido em ordem decrescente pelo tratamento de calor e frio. Esses resultados demonstram que o efeito combinado proporciona um choque térmico que desintegra a estrutura das membranas. O efeito do calor age aumentando a fluidez das membranas e desnaturando proteínas, enquanto o frio causa uma retração nas membranas facilitando rupturas. Com relação ao efeito dos agentes químicos a ordem decrescente estabelecida foi clorofórmio, álcool, EDTA 10 mM, CaCl2 10 mM, SDS 1%, H2O2 P.A, e uréia 1M. Esses resultados confirmam que os solventes orgânicos apolares causam maiores danos às biomembranas por dissolverem os lipídios, em comparação com as substâncias polares, que afetam as membranas por desestabilizar as proteínas. Outra questão observada é o balanço dos íons cálcio na estabilidade das membranas, uma vez que o tratamento em que CaCl2 foi fornecido extravasou menos que o tratamento com EDTA que remove o cálcio do meio extracelular.

CONCLUSÃO:

O protocolo revisado neste trabalho apresentou uma abordagem mais completa para ilustrar os fatores que afetam a permeabilidade das biomembranas em relação ao protocolo estabelecido anteriormente. Nesta revisão, foi possível verificar o efeito de diferentes substâncias, relacionando as suas propriedades químicas com o nível de dano causado às biomembranas, bem como avaliar a resposta ao estresse térmico destas estruturas. O protocolo utilizou substâncias que são de fácil aquisição e manipulação em laboratórios científicos, de modo que o mesmo constitui um instrumento didático a ser utilizado nas disciplinas de Biologia Celular, Bioquímica e Fisiologia Vegetal, facilitando o aprendizado dos alunos universitários.

Instituição de Fomento: Pró-reitoria de Graduação da Universidade Federal do Rio Grande do Norte - PROGRAD/UFRN

Palavras-chave: Aulas práticas, Biologia Celular e Molecular, Permeabilidade das biomembranas.