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Biofísica Osmose e hemólise na prática Prof.ª Dr.ª Thaís Dalzochio Introdução As hemácias, ou glóbulos vermelhos, são células anucleadas, metabolicamente ativas e capazes de sintetizar ATP por via anaeróbica. O ATP é utilizado, entre outros sistemas, pela enzima ATPase Na-K, na membrana plasmática, como fonte de energia para o bombeamento do sódio do interior da célula para o meio extracelular e de potássio, em sentido contrário. Este transporte é responsável pela manutenção de uma composição iônica intracelular diferente da do fluido extracelular e, indiretamente, pela regulação do volume celular. As hemácias se encontram em equilíbrio osmótico com o meio extracelular. Alterações da pressão osmótica do fluido extracelular, com solutos impermeantes, levam a ajustes rápidos de volume celular que ocorrem em segundos, decorrentes de entrada e saída de água da célula. As hemácias, ao microscópio, se apresentam como discos bicôncavos. A forma bicôncava depende de dois fatores principais: a) natureza da membrana plasmática, em particular de seus constituintes, dentre os quais o colesterol e proteínas contráteis; b) regulação do volume celular. A hemácia se comporta como um micro osmômetro, pelo fato de sua membrana ser permeável à água e pouco permeável a solutos, principalmente iônicos, e por sua impermeabilidade a cátions. Solutos não iônicos hidrossolúveis atravessam a membrana com relativa facilidade dependendo do tamanho molecular. Variações na osmolaridade da solução externa levam a alterações do volume das hemácias devido ao movimento osmótico da água através da membrana plasmática, até que um novo equilíbrio osmótico seja atingido. A forma bicôncava permite às hemácias variarem de volume, principalmente aumentarem de volume, sem estiramento da membrana. Ao ultrapassar um volume crítico, quando a hemácia atinge a forma esférica, ocorre rompimento da membrana ou hemólise, com liberação do conteúdo celular (particularmente hemoglobina) para o meio extracelular. Objetivo Demonstrar aspectos relacionados ao movimento de água na membrana celular de eritrócitos. Execução 1) Prepare as seguintes soluções: NaCl 5% e NaCl 0,9%. 2) Enumere os tubos de ensaio de 1 a 3 e pipete as soluções conforme abaixo. Tubo 1 5 mL água destilada Meio hipotônico 2 5 mL de NaCl 5% Meio hipertônico 3 5 mL de NaCl 0,9% Meio isotônico 3) Em seguida, adicione duas gotas de sangue com a pipeta Pasteur em cada um dos tubos, cubra os tubos com plástico PVC e agite (evitar formação de bolhas) e observe qual tubo se apresenta mais turvo e mais transparente. ✓ Nessa etapa, observa-se a turbidez está relacionada ao número e tamanho de partículas suspensas. Enquanto houver turbidez significa que há partículas suspensas – hemácias íntegras que dificultam a passagem da luz pois absorvem e refletem parte dela. Logo, quanto maior o número de hemácias íntegras, maior será a turbidez do tubo. Enquanto houver hemácias suspensas na solução haverá turbidez. Observa-se maior turbidez no tubo 3 (NaCl 0,9%). ✓ Por outro lado, a hemólise determina o grau de transparência (grau de turbidez é inversamente proporcional ao grau de transparência). Quanto menor a concentração da solução do tubo, mais hipotônica ela fica em relação às hemácias, maior é a osmose e mais água entra nas células. Mais células hemolisam e, portanto, há maior transparência. Neste caso, observa-se maior transparência no tubo 1 (água destilada). Figura 1: tubo da esquerda corresponde ao tubo 3 enquanto que o da direita corresponde ao tubo 1. 4) Coloque uma gota de cada uma das soluções sobre três lâminas diferentes (identifique-as), cubra com lamínula e observe ao microscópio. Nesta etapa, é possível verificar as alterações morfológicas decorrentes das diferentes soluções utilizadas. Ilustrações destas podem ser verificadas no material da aula 3. 5) Centrifugue os tubos por 5 minutos a 2500 rotações por minuto e observe a formação de um botão vermelho ao fundo do tubo. A diminuição do botão vermelho e coloração palha/avermelhada indicam que as hemácias hemolisaram, ficando o pigmento hemoglobina disperso no líquido. Responda às questões: ✓ Conforme o experimento exposto, em qual tubo ocorreu hemólise e em qual ocorreu plasmólise? Comente. ✓ Como se chama o eritrócito com deformações quando em meio hipertônico? Explique este processo. ✓ Quanto à morfologia da hemácia e formação de um botão vermelho no fundo do tubo, comente sobre o que ocorreu no tubo 3 (NaCl 0,9%). ✓ Identifique as causas de hemólise in vivo e in vitro. Como pode-se diferencia- las?
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