Orientador: Nilce C. Meirelles

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: Muitos surfatantes apresentam efeitos sobre a membrana de hemáceas, bem conhecidos na literatura e dependentes da concentração: em concentrações elevadas surfatantes são hemolíticos, mas em concentrações baixas protegem a membrana. Cada efeito depende do tipo de interação do surfatante com a...

Resumo: Muitos surfatantes apresentam efeitos sobre a membrana de hemáceas, bem conhecidos na literatura e dependentes da concentração: em concentrações elevadas surfatantes são hemolíticos, mas em concentrações baixas protegem a membrana. Cada efeito depende do tipo de interação do surfatante com a membrana, da ocorrência ou não de ligação entre ambos e das modificações que o surfatante introduz na membrana. Tem sido verificado que as características e consequências da interação do surfatante com a membrana dependem da estrutura desse: características da parte polar e da parte apolar, presença ou não de cargas, natureza dos grupos presentes na estrutura. No presente trabalho, foi realizado o estudo dos efeitos da interação da membrana eritrocitária com uma família de surfatantes bastante conhecida e utilizada em meios biológicos, a dos nonilfenóis etoxilados, considerando-se também moléculas que apresentam um alto grau de etoxilação. Para isso foram utilizados os surfatantes Renex (nome comercial da série dos nonilfenóis etoxilados utilizada) 95, 200 e 1000, contendo uma média de 9, 5, 20 e 100 moles de óxido de etileno por mol de nonilfenol, respectivamente. A caracterização dos surfatantes foi feita através dos seus espectros de RMN e IV, que confirmaram a composição e o número de moles de óxido de etileno por mol de nonilfenol das amostras estudadas. Foram realizados experimentos para a determinação de prropriedades físico-químicas dos surfatantes da série Renex relevantes para as alterações funcionais da membrana eritrocitária: i) a CMC, que diz respeito à formação de micelas, foi determinada por espectroscopia de fluorescência e RPE; ii) o parâmetro de ordem do marcador de spin, em micelas, que informa sobre a fluidez da fase micelar, foi determinado por RPE. O Renex 95 mostrou a menor CMC (0,075 mM) a uma micela menos fluida que o Renex 200, que por sua vez mostrou uma CMC menor (0,11 mM) e uma micela menos fluida que o Renex 1000 (CMC = 0,75 mM).Em uma segunda fase, foram feitos experimentos para a determinação dos efeitos de surfatante sobre a hemólise em meio hiposmótico de eritrócitos humanos integros. Foi também determinada a capacidade de solubilização de fosfolipídios das membranas eritrocitárias (ghosts) em soluções de surfatantes. O Renex 95 apresentou tanto a propriedade de hemolisar os eritrócitos como de solubilizar sua membrana. O Renex 200 não é hemolítico nem tem a capacidade de solubilizar a membrana. O Renex 1000, além de não apresentar propriedade hemolítica, mostrou ser um eficiente agente protetor da membrana contra a hemólise e também não apresentou capacidade de solubilizar a membrana.Os fatos observados no presente trabalho sugerem que surfatantes com cadeia longa de polioxido de etileno, além de apresentarem uma menor penetração das cabeças polares na membrana, impedindo assim que essas sejam solubilizadas, formam uma capa hidrofílica externa à célula que estabiliza a pressão osmótica externa á membrana e a protege da hemólise hiposmótica

Abstract: Concentration-dependent surfactant effects on erythrocite membranes are well-known, in the literature: high concentrations are haemolytic but low concentrations are often protective. These effects will depend on the pattern of surfactant interaction with the membrane, on...

Abstract: Concentration-dependent surfactant effects on erythrocite membranes are well-known, in the literature: high concentrations are haemolytic but low concentrations are often protective. These effects will depend on the pattern of surfactant interaction with the membrane, on surfactant-membrane binding and on its consequences, which in turn depend on surfactant structural characteristics: nature and sizes of polar and apolar groups as well as the presence (or not) of charges.This is a study on the effects of a well-known surfactant family, widely used in bilogical studies, on the erythrocite membrane. Surfactants used are ethoxylated nonylphenols, including two compounds with a high degree of ethoxylation. Renex brand (types 95, 200 and 1000 ) surfactants were used, with an average 9.5, 20 and 100 ethylene oxide residues per mol of phenol, respectively.Surfactant characterization was done by NMR and IR spectroscopies, which confirmed the stated composition and the average number of ethylene oxide residues per molecule.Two physico-chemical properties of Renex surfactants were determined, relevant for their interactions with membranes: i) critical micelle concentrations were determined by fluorimetry and by ESR; ii) spin-Iabel order parameter within micelles were determined by ESR, and give information regarding micelle apolar medium fluidity. Renex 95 has the lowest cmc (0.075 mM) and its micelles are the least fluíd. The cmc's of Renex 200 and 1000 are 0.11 and 0.75 mM respectively, and Renex 1000 micelle is the most fluid.Two other types of experiments were performed: i) surfactant effect on whole erythocite membrane within hyposmotic media was determined; ii) membrane ghost phospholipid solubilisation in surfactant solutions was evaluated. Renex 95 is haemolytic (at higher concentrations) and solubilizes phospholipids. On the other hand, Renex 1000 protects the cell against haemolysis and does not show the ability to solubilize the membrane