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FACULDADE UNA DE CATALÃO 2022/2 Laboratório de Processos Biológicos Professoras :Ana Paula A. Borges Fernanda Vaz Roteiro Experimental Prática 5: EFEITO TAMPÃO UTILIZANDO-SE DE COMPRIMIDOS EFERVESCENTES E EXTRATO DE REPOLHO ROXO Introdução O conceito original de ação tamponante surgiu de estudos bioquímicos e da necessidade do controle do pH em diversos aspectos da pesquisa biológica, como por exemplo em estudos com enzimas que têm sua atividade catalítica muito sensível a variações de pH. Neste contexto, em 1900, Fernbach e Hubert, em seus estudos com a enzima amilase, descobriram que uma solução de ácido fosfórico parcialmente neutralizado agia como uma “proteção contra mudanças abruptas na acidez e alcalinidade”. Esta resistência à mudança na concentração hidrogeniônica livre de uma solução foi então descrita por estes pesquisadores como “ação tamponante” (do inglês buffering). Seguindo esta constatação, em 1904, Fels mostrou que o uso de misturas de ácidos fracos com seus sais (ou de bases fracas com seus sais) permitia a obtenção de soluções cuja acidez (ou basicidade) não era alterada pela presença de traços de impurezas ácidas ou básicas na água ou nos sais utilizados na sua preparação, em decorrência de dificuldades experimentais tais como a ausência de reagentes e de água com elevado grau de pureza. Quase todos os processos biológicos são dependentes do pH; uma pequena variação na acidez produz uma grande variação na velocidade da maioria destes processos. O pH do sangue de mamíferos é um reflexo do estado do balanço ácido-base do corpo. Em condições normais, o pH é mantido entre 7,35 e 7,45 devido a uma série de mecanismos complexos que compreendem produção, tamponamento e eliminação de ácidos pelo corpo (Perrin e Dempsey, 1974). Um papel importante neste equilíbrio é desempenhado por sistemas inorgânicos, tais como H2PO4 –/HPO4 2–, CO2/H2CO3/HCO3, e grupos orgânicos ácidos e básicos, principalmente de proteínas. Uma diminuição (acidose) ou aumento (alcalose) do pH do sangue pode causar sérios problemas e até mesmo ser fatal. A acidose metabólica é a forma mais FACULDADE UNA DE CATALÃO 2022/2 Laboratório de Processos Biológicos Professoras :Ana Paula A. Borges Fernanda Vaz frequentemente observada entre os distúrbios do equilíbrio ácido-base. Pode ser causada por diabetes grave, insuficiência renal, perda de bicarbonato por diarreia e hipoxia ou isquemia, durante, por exemplo, exercício físico intenso. Uma compensação natural da acidose metabólica pelo corpo é o aumento da taxa de respiração, fazendo com que mais CO2 seja expirado. Hoje, o conceito de tampão é aplicado nas diversas áreas do conhecimento. Uma definição mais abrangente foi apresentada, recentemente, por Harris (1999): uma solução tamponada resiste a mudanças de pH quando ácidos ou bases são adicionados ou quando uma diluição ocorre. Segundo princípio de Le Chatelier, se um ácido for adicionado a um tampão, ocorrerá uma elevação da concentração dos íons no meio (uma perturbação ao equilíbrio), então essa perturbação será neutralizada pela base conjugada do tampão, restabelecendo o estado de equilíbrio, e o pH da solução irá variar pouco. Se uma base for adicionada a um tampão, ocorrerá uma elevação da concentração dos íons no meio (uma perturbação ao equilíbrio), com isso a perturbação será neutralizada pelo ácido do tampão, restabelecendo o estado de equilíbrio, e o pH da solução irá variar pouco A forma como o organismo regula a concentração dos íons hidrogênio (H+) é de fundamental importância para a avaliação das alterações do equilíbrio entre os ácidos e as bases no interior das células (líquido intracelular), no meio líquido que as cerca (líquido intersticial) e no sangue (líquido intravascular). Objetivo Compreender o papel dos tampões em processos químicos e bioquímicos, processos industriais e fisiológicos que requerem um pH fixo para que determinada função seja desempenhada. FACULDADE UNA DE CATALÃO 2022/2 Laboratório de Processos Biológicos Professoras :Ana Paula A. Borges Fernanda Vaz Metodologia Materiais e Reagentes 6 béqueres de 100 mL Vinagre 1 tubo de ensaio Água sanitária 2 pipetas Pasteur Água destilada Extrato de repolho roxo 1 comprimido efervescente Proveta de 100 mL Procedimento Experimental Extrato de repolho Roxo: Liquidificar meio repolho roxo em 1L de água destilada até completa homogeneização. Após, coar a mistura com auxílio de uma peneira comum a fim de remover partículas maiores de repolho. Armazenar o extrato de repolho roxo na geladeira para uso e para que não perca suas propriedades. Solução Tamponante: Medir 100 mL de água destilada e adicionar um comprimido antiácido efervescente. Enumerar três béqueres de 1 a 3. Em cada béquer, adicionar 25 mL de água e 25 mL da solução indicadora de repolho roxo. No tubo 1, adicionar 20 gotas de vinagre e no tubo 3, adicionar 20 gotas de água sanitária. Observar o que está acontecendo. Em outros três béqueres, enumerar de 1 a 3. Em cada béquer, adicionar 25 mL de água destilada, 25 mL de solução indicadora de repolho roxo e 25 mL da solução tamponante. Observar. FACULDADE UNA DE CATALÃO 2022/2 Laboratório de Processos Biológicos Professoras :Ana Paula A. Borges Fernanda Vaz Acidificação por CO2 Em um tubo de ensaio, adicionar água destilada até a metade do tubo. Adicionar 3 gotas de azul de bromotimol e soprar com ajuda de um canudinho descartável dentro da solução. Observar. Em outro tubo de ensaio, colocar ¼ de água destilada e ¼ de solução tamponada. Adicionar 3 gotas de azul de bromotimol e soprar com ajuda de um canudinho descartável dentro da solução. Observar. FACULDADE UNA DE CATALÃO 2022/2 Laboratório de Processos Biológicos Professoras :Ana Paula A. Borges Fernanda Vaz Roteiro Experimental Prática 6: Estudo de osmose em célula sanguínea Introdução O sangue é composto basicamente de duas porções: o plasma (líquido corporal extracelular no interior de vasos sanguíneos, contendo água, outras moléculas e íons) e células sanguíneas dos tipos leucócitos, plaquetas/fragmentos de megacariócitos e hemácias (cerca de 4,5 milhões por mL de sangue no homem e 4,0 milhões por mL na mulher). As hemácias de mamíferos (ou eritrócitos, ou glóbulos vermelhos) são células maturas, altamente diferenciadas (anucleadas sem organelas citoplasmáticas, não se dividem e possuem um tempo médio de vida de 120 dias) e apresentam-se ao microscópio óptico como discos bicôncavos (cujas concavidades dão a falsa impressão da presença do núcleo). Dentre as várias funções da membrana plasmática, destaca-se a delimitação do meio intracelular e a seleção de moléculas que devem ou não penetrar na célula, a chamada permeabilidade seletiva. Portanto, o solvente (água) se difunde na membrana através de um sistema de transporte chamado osmose, tanto pela bicamada lipídica (em menor proporção) como pelas proteínas integrais do tipo canais aquaporinas (em muito maior proporção). Em solução isotônica, a célula não tem seu volume nem sua forma alterada, pois o líquido extracelular tem uma concentração de soluto semelhante àquela do interior da célula (±0,9 %). Em solução hipertônica, o líquido extracelular tem uma concentração maior de soluto que o meio intracelular. A célula perde água e murcha devido à diminuição do volume, a membrana plasmática se desprende da parede celulósica rígida (em células vegetais)e o citoplasma separa-se deste – fenômeno chamado plasmólise. Já em solução hipotônica (meio extracelular menos concentrado em soluto que o intracelular), há ganho de água e aumento do volume celular, ou seja, a célula fica túrgida (em células vegetais ocorre a desplasmólise, aumento de volume). Este processo de osmose ocorre para manter o equilíbrio osmótico entre os meios intra e extracelular. Células animais em meio hipotônico podem se romper (lise celular), FACULDADE UNA DE CATALÃO 2022/2 Laboratório de Processos Biológicos Professoras :Ana Paula A. Borges Fernanda Vaz pois a membrana plasmática não suporta a absorção de solvente em excesso, processo que, no caso das hemácias, é chamado de hemólise (em células vegetais, tal fato geralmente não ocorre, devido à presença de parede celular espessa e rígida). Objetivos: Analisar a morfologia das hemácias em diferentes soluções salinas, obtendo-se uma evidência indireta da presença da membrana plasmática. Materiais: Algodão; Álcool iodado; Material para coleta sanguínea; Lâminas e lamínulas; Soluções de cloreto de sódio 0,4%, 0,6%, 0,9% e 2,0% e 5,0%; Conta-gotas ou pipeta de Pasteur; Procedimento Experimental: 1. Coletar amostra de sangue. 2. Colocar uma gota de sangue com auxílio de uma pipeta Pasteur em uma lâmina com uma gota de NaCl 0,9% e cobrir com lamínula; observar a morfologia das hemácias. 6. Repetir o mesmo procedimento para as concentrações salinas de 04%, 0,6%, 2,0% e 5,0% observando a morfologia das hemácias.