Aula prática 5 relatório 4 Permeabilidade da membrana

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Relatório IV
Aula prática 5
Permeabilidade da membrana
Disciplina: Citologia
Professor: Dr. José Aliçandro Bezerra da Silva
Introdução
A membrana plasmática apresenta várias funções. Ela cumpre o papel de limitar e individualizar as células definindo meio intra e extracelular. Por meio de sua impermeabilidade seletiva há formação, em seus meios intra e extracelular, de ambientes especializados. Alem de delimitar o ambiente celular, a membrana plasmática representa o primeiro elo de contato entre os meios intra e extracelular, ocorrendo envio de informações para o interior da célula e permitindo que ela responda a estímulos externos que podem, inclusive, influenciar no cumprimento de suas funções biológicas. Também nas interações célula-célula e célula-matriz extracelular a membrana plasmática participa de forma decisiva. A manutenção da individualidade celular, assim como um bom desempenho das outras funções da membrana, requer uma combinação particular de características estruturais da membrana plasmática: ao mesmo tempo em que a membrana precisa formar um limite “estável”, ela precisa também ser dinâmica e flexível. A combinação destas características é possível devido a sua composição química.
A capacidade que a célula tem de manter sua composição química diferente da composição do meio externo, selecionando o que vai entrar e o que vai sair, é chamada de permeabilidade seletiva. Para que uma substância passe através de uma membrana é necessário que exista uma via de passagem, seja através da bicamada lipídica, seja através de uma proteína. Se existir essa via de passagem, a membrana é permeável àquela dada substância. A substância é dita permeante. Entre as formas mais compactas de serem selecionadas substâncias que passam pela membrana plasmática, estão situadas entre:
Difusão simples: neste tipo de transporte a substância passa de um meio a outro (do intracelular para o extracelular e vice-versa) simplesmente devido ao movimento aleatório e contínuo da substância nos líquidos corporais, devido a uma energia cinética da própria matéria. Em tal meio de transporte não ocorre gasto de ATP intracelular nem ajuda de carreadores. Exemplo: gases como oxigênio ou dióxido de carbono atravessam a membrana celular com grande facilidade, simplesmente se dissolvendo na matriz lipídica desta membrana (oxigênio e dióxido de carbono são lipossolúveis).
Difusão facilitada: neste tipo de transporte a substância se utiliza também de seus movimentos aleatórios e contínuos nos líquidos corporais e passa também de um lado a outro da membrana celular. Porém, por ser insolúvel na matriz lipídica e de tamanho molecular grande demais para passar através dos diminutos "poros" que se encontram na membrana celular, a substância apenas se dissolve e passa através da membrana celular ligada a uma proteína carreadora específica para tal substância, encontrada na membrana celular. Em tal transporte também não há gasto de ATP intracelular. Exemplo: a glicose atravessa a membrana celular de fora para dentro da célula (do meio de maior concentração para o meio de menor concentração de glicose) ligada a uma proteína carreadora específica para glicose.
Transporte ativo: neste tipo de transporte a substância é levada de um meio a outro através da membrana celular por uma proteína carreadora que é capaz, inclusive, de transportar esta substância contra um gradiente de concentração, de pressão ou elétrico. Para tanto, o carreador liga-se quimicamente à substância a ser transportada através da utilização de enzima específica, que catalisaria tal reação. Além disso, há um consumo de ATP intracelular para transportar a substância contra um gradiente de concentração. Exemplo: bomba de sódio e potássio - transporta constantemente, nas células excitáveis, através da membrana, íon sódio de dentro para fora e íon potássio de fora para dentro da célula. Ambos os íons são transportados contra um gradiente de concentração, isto é, de um meio menos concentrado para um mais concentrado do mesmo íon.
Objetivo
Observar o efeito da variação de temperatura sobre a permeabilidade da membrana de células de raiz de beterraba.
Materiais e métodos
Raiz de beterraba
Tubos de ensaio
Suporte de tubo de ensaio
Vidro de relógio
Água destilada
Lâmina
Papel toalha
Banho Maria
Espectrofotômetro
Congelador
Régua
Procedimento
Cortar 5 blocos retangulares de dimensão 1,0 x 1,0 x 2,0 cm com coloração homogênea e depois os lavar por cerca de 5 minutos em água corrente. Coloque 1 bloco em cada tubo de ensaio. Em seguida, leve um dos tubos ao congelador a -22 ºC por aproximadamente uma hora. 
Os 4 tubos restantes contém 10 mL de água destilada. Desses 4 tubos, um permanece à temperatura ambiente. Os outros 3 são levados ao Banho Maria nas respectivas temperaturas: 40 ºC, 60 ºC e 80 ºC, mantendo os nessas condições por cerca de uma hora.
Retirar o bloco retangular do congelador e adicioná-lo a um tubo de ensaio contendo 15 mL de água destilada, agitando-o. Transferir o conteúdo de cada tubo para uma cubeta de espectrofotômetro e ler as respectivas absorbância a 425 nm. Construir o gráfico da relação entre temperatura e absorbância.
Resultados e discussões
O tempo de lavagem dos blocos retangulares recém cortados influenciaria na precisão dos resultados, sendo que o tempo adequado seria de 20 minutos, e só foram lavados durante 5 minutos.
 
As células do bloco retangular que foi levado ao congelador sofreram perfurações na membrana provenientes dos cristais de gelo formado, o que acarretou a liberação de pigmentos.
 
A betanina é um pigmento hidrossolúvel pertencente ao grupo das betacianinas, que junto com as betaxantinas formam uma classe de pigmentos vermelhos e amarelos denominados betalaínas. A parte da molécula de betanina sem o açúcar é a betanidina, que conserva a cor. As betalaínas não mudam de cor com a variação do pH.
A temperatura influi diretamente na saída do pigmento betanina do interior da célula, pois o aumento da temperatura agita as moléculas e desorganiza a permeabilidade diferencial das membranas. 
 
Elevadas temperaturas são responsáveis pela desnaturação de certas substâncias, fato ocorrido na amostra cuja temperatura se aproximou a 80 ºC. Em temperatura ambiente, quase não foi notada a perda de pigmentos para a água.
O uso do espectrofotômetro não foi possível devido a problemas técnicos, o que impossibilitou a análise das absorbâncias e a posterior criação de um gráfico que demonstrasse a variação sofrida pelas diversas soluções em relação a quantidade de pigmentação presente no meio aquoso.
Conclusão
As membranas delimitam organelas celulares, algumas com simples e outras com dupla camada. Apresentam funções variadas, desde troca de substâncias entre meios intra e extracelular e delimitação do conteúdo a proteção contra agentes externos que poderiam danificar a célula. A troca de substâncias é feita por métodos de transporte passivo (difusão simples e difusão facilitada) e ativo. Não são admissíveis nem baixas nem altas temperaturas, pois isso irá interferir nas condições ideais de funcionamento das membranas. 
Questionário
1 - Desenhe um modelo de membrana, indicando sua constituição química.
2 - Qual é a importância da lavagem dos blocos retangulares de beterraba durante 5 minutos em água corrente?
Ao cortar os blocos, danificam-se muitas células, ocorrendo a liberação dos pigmentos nelas existentes. A lavagem desses pigmentos em excesso serve para deixar a amostra com uma qualidade de avaliação mais precisa, já que os pigmentos que liberados serão, realmente, provenientes da degradação posterior das membranas que passarão pelas atividades propostas.
Referências bibliográficas
JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO J. Biologia Celular e Molecular. Rio de Janeiro: 8ª ed. Guanabara. 2005.
DE ROBERTIS, E. D. P. Biologia Celular e Molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan S. A. 2003.
KESSLER, Cynara. Membrana celular. Algo sobre vestibular. Disponível em:<http://www.algosobre.com.br/biologia/membrana-celular.html>
Acesso em 17 out. 2009