COMPARAÇÃO ENTRE MEMBRANAS
ARTIFICIAL E BIOLÓGICA NA PRÁTICA DE
DIÁLISE

Thais Heloise da Silva Almeida1; Cidélia Alves de Oliveira2; Claudeir Dias da Silva Junior3;
Rossana Suelle Nascimento dos Santos4, George Chaves Jimenez5, Margareth Mayer6 e Marliete Maria
Soares da Silva7
Introdução
Em geral o termo membrana é definido como uma
estrutura delgada que tem como função delimitar um
espaço, podendo ser considerada impermeável,
permeável ou semipermeável. A membrana plasmática
serve como uma barreira de permeabilidade que
permite a célula manter uma composição interna
diferente da composição do líquido extracelular. [1]
Os mecanismos de difusão de substâncias
representam um importante recurso seletivo para a
obtenção de compartimento com determinado tipo de
substâncias químicas específicas. Esta seletividade
geralmente está condicionada à qualidade das
membranas que eventualmente podem delimitar pelo
menos uma face destes compartimentos.[2] As
membranas podem apresentar diferentes estruturas
dentre as sintetizadas artificialmente ou mesmo as
membranas biológicas, exibindo condições de
permeabilidade
características.[1]
Está
sendo
implementada nas aulas práticas de biofísica a técnica
de diálise para demonstração dos fatores que
influenciam na difusão das moléculas através das
membranas. Uma vez que essa prática utiliza
membranas artificiais de elevado custo, nossa proposta
é substituir essas membranas por membranas biológicas
provenientes de segmentos intestinais de suínos
adquiridas em mercado público. Assim, o presente
trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência entre
membranas biológica e artificial para serem utilizadas
nas aulas práticas de Biofísica dessa instituição.
Material e métodos
Os experimentos foram realizados nas dependências
do Laboratório de Bioquímica e Biofísica do Bloco D
da Área de Saúde, da Faculdade Maurício de Nassau,
Campus Recife-PE; em 10.09.2009. As condições
ambientais foram controladas, tendo-se temperatura
ambiente de 25 oC e umidade relativa acima de 75%.
Foram utilizados seis agitadores magnéticos, seis
béqueres, seis bastões de vidro, doze pipetas de 5ml, três
membranas sintéticas para diálise (Inlab® 25x 16 mm) e
três segmentos de intestino grosso de suíno, adquiridas do
Mercado
Público
de
Carpina-PE.
Diferentes soluções aquosas de Azul de metileno (PM
373,91, em grau analítico), 40% e 100% foram aplicadas
em bolsas construídas com as membranas acima, onde os
suportes de vidro atrelados eram justapostos em recipientes
contendo 500 mL de água destilada e os magnetos para
agitação induzida. Seis montagens foram realizadas: a
primeira com membrana artificial e solução à 40%. A
segunda com membrana artificial em 100%. A terceira com
membrana artificial, solução a 40% e aquecimento de 80 ºC
por todo experimento. Uma quarta montagem consistia de
uso de membrana biológica e solução a 40% de azul de
metileno. A quinta montagem foi com membrana biológica
e solução à 100%. Finalmente a última montagem foi
efetuada com membrana biológica, solução a 40% mais
aquecimento de 80 ºC também por todo experimento.
Amostras do conteúdo de cada recipiente foram coletadas a
cada 5 min. e o respectivo conteúdo foi avaliado em
Espectrofotômetro visível (Biospectro ®), a 660nm. As
concentrações de cada amostra foram determinadas a partir
de uma curva padrão para o azul de metileno mediante
avaliação espectrofotométrica nas mesmas condições acima
assinaladas.
Em seguida os dados foram devidamente tabulados,
mediante emprego de planilha estatística do programa
Excel/ do Office/Vista da Microsoft.
Resultados e Discussão
Os resultados referentes à variação da concentração do
________________
1. Primeiro Autor é monitor da Disciplina Biofísica Departamento de Morfologia e Fisiologia Animal, Universidade Federal Rural de Pernambuco.
Rua Dom Manoel de Medeiros, s/n – Dois Irmãos – Recife/PE. CEP: 52171-900. E-mail: [email protected]
2. Segundo Autor é discente do curso de Biomedicina, Faculdade Maurício de Nassau. Rua Guilherme Pinto 114 -. Recife/ PE. CEP 52011-210.
Email: [email protected], ,.
3 Terceiro Autor é discente do curso de Biomedicina , Faculdade Maurício de Nassau. Rua Guilherme Pinto 114 -. Recife/ PE. CEP 52011-210.
Email: [email protected]
4.Quarto Autor é monitor da Disciplina Biofísica do curso de Biomedicina , Faculdade Maurício de Nassau. Rua Guilherme Pinto 114 -. Recife/ PE.
CEP 52011-210. Email: [email protected]
5.Quinto Autor é Professor Adjunto do Departamento de Morfologia e Fisiologia Animal, Área de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal
Rural de Pernambuco. Rua Dom Manoel de Medeiros, s/n – Dois Irmãos – Recife/PE. CEP: 52171-900. Email: [email protected]
6.Sexto Autor é Professor Adjunto do Departamento de Morfologia e Fisiologia Animal, Área de Biofísica, Universidade Federal Rural de
Pernambuco. Rua Dom Manoel de Medeiros, s/n – Dois Irmãos – Recife/ PE. CEP: 52171-900. Email: [email protected]
7.Sétimo Autor é Professor Assistente do Departamento de Morfologia e Fisiologia Animal, Área de Biofísica, Universidade Federal Rural de
Pernambuco. Rua Dom Manoel de Medeiros, s/n – Dois Irmãos – Recife/ PE. CEP: 52171-900. Email: [email protected]
azul de metileno nos diferentes tipos de preparações
realizadas podem ser visualizados na figura 1. No
gráfico, pode-se verificar que a preparação que
apresentou maior inclinação foi a Membrana dialítica
com aquecimento - MDAQ, seguida das preparações
Membrana biológica 100% - MB100%, Membrana
biológica com aquecimento - MBAQ, Membrana
biológica a 40% - MB40%, Membrana dialítica a 100%
- MD100%, Membrana biológica a 100% - MB100% e
finalmente Membrana biológica a 40% - MB40%. A
inclinação da curva retrata a quantidade de
transferência do azul de metileno no recipiente coletor
ao longo do tempo. Maiores inclinações significam
maior transferência. Embora as curvas não sejam
perfeitamente lineares, pode-se afirmar a existência de
uma certa relação entre a quantidade de azul de
metileno passada pelas membranas e o tempo. O
aquecimento tem como peculiaridade aumentar o grau
de agitação molecular do sistema. É possível que este
fato tenha contribuído para o aumento da taxa de
passagem do azul de metileno pelos poros da
membrana artificial, considerando-se que nesta
preparação o azul de metileno estava a 40% no
recipiente de origem. Entretanto este raciocínio não se
aplicou quando da utilização da membrana biológica. A
sua estrutura física é diferente, uma vez que a sua
porosidade é o resultado das conformações finais
assumidas pelos espaços paracelulares, existentes entre
as células dos enterócitos. [3] A natureza fisicoquímica do tecido biológico é também diferente,
respondendo de forma característica em relação ao
aquecimento de 100 C aplicados ao sistema. Existe a
tendência das moléculas destas membranas assumirem
arranjos aleatórios compactados, o que poderia
influenciar na dimensão dos poros, por sua vez
influenciando na difusão do corante azul de metileno.
Uma observação interessante é a de que o aumento
da concentração de azul de metileno no recipiente de
origem aumentou a passagem do corante ao longo do
tempo, independentemente da membrana ser de diálise
ou biológica. De qualquer maneira, pode-se verificar
que o transporte efetuado pela membrana de diálise foi
maior em relação à membrana biológica; bem
possivelmente em relação à homogeneidade dos poros
na
membrana
artificial,
qualitativamente
e
quantitativamente.
Aqui, ainda é importante assinalar que as membranas
artificiais apresentam uma porosidade específica, que
de acordo com o fabricante, visa atender ao aspecto de
seletividade, através da dimensão dos seus poros.
Seja como for, este tipo de preparação proporciona
uma importante oportunidade para se discutir os
principais parâmetros associados ao processo de difusão de
substâncias através de membranas de naturezas diversas.
De acordo com Costa [4] o deslocamento dos
componentes de uma solução sofre ação das forças
termodinâmicas e eletrodinâmicas, obviamente de acordo
com as características das interfaces que delineiam os
compartimentos envolvidos na transferência de solutos. A
lei de Fick estabelece que esta relação deve levar em
consideração as constantes termodinâmicas associadas às
características de difusibilidade do meio bem como os
parâmetros de permeabilidade elétrica também associados,
conforme mostra a equação abaixo (Equação 1).
Eq.1: Ф = ρ . A. (dCi/dx)
É importante verificar que o fluxo de qualquer
substância (Ф) é diretamente proporcional ao produto da
constante de permeabilidade (ρ), pela extensão de
superfície da membrana (A) e pelo gradiente de
concentração do soluto ao longo da espessura da membrana
( dCi/dx). Na constante de permeabilidade, devem estar
previstos os parâmetros termodinâmicos e eletrodinâmicos
associados às características físico-químicas do soluto em
relação às características do meio de difusibilidade.
Dessa forma concluímos que apesar da eficiência da
membrana comercial ter sido evidente, a membrana
biológica poderá ser uma alternativa para substituí-la, uma
vez que esta respondeu a todos os requisitos importantes
para difusibilidade de moléculas. Além disso, seu baixo
custo e disponibilidade viabilizam sua utilização.
Agradecimentos
Agradecemos ao professor George Jimenez pela
orientação, dedicação e compromisso.
Referências
[1]
[2]
[3]
[4]
LEVY, M.N.; STANTON, B.A. & KOEPPEN, B.M. 2006.
Fundamentos de Fisiologia. Rio de Janeiro: Editora: Elsevier. P. 0318.
RAMOS, A. 2003. Desenvolvimento do método do circuito
equivalente para análise numéricas de processos elétricos em tecidos
bilógicos. Tese de Doutorado, Programa de Pós-Graduação em
Engenharia Elétrica.UFSC, Florianópolis.
JUNQUEIRA, L. C. U. & CARNEIRO, J. Histologia Básica. 8. ed.
Rio de Janeiro : Guanabara-Koogan, 1995.
COSTA, J.G. 1997. Biofísica das Membranas. Recife: Editora
Universitária da UFPE.
Figura 1. Variação da concentração de azul de metileno em g/mL (leituras feitas em espectrofotômetro a 660 nm), ao
longo de 30 min. De diferentes preparações: Membrana dialítica a 40% ( MD 40%); Membrana biológica (MB 40%);
Membrana dialítica a 100% (MD 100%); Membrana biológica a 100% (MB 100%); Membrana dialítica com
aquecimento a 100 C do meio (MD AQ); Membrana biológica com aquecimento do meio a 100C (MB AQ).
DIFUSÃO DO AZUL DE METILENO
2,000
1,800
1,600
1,400
MD 40%
MB 40%
MD 100%
g/ml
1,200
1,000
MB 100%
MD AQ
MB AQ
0,800
0,600
0,400
0,200
0,000
0
5
10
15
Min.
20
25
30