Publicação: Influência de combinações de diferentes caotrópicos no espectro visível
da hemoglobina e na estabilidade de membrana de eritrócitos humanos
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CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA
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CAPÍTULO II: O presente estudo teve por objetivo investigar a influência de combinações de
uréia, etanol e hipotonicidade sobre a estabilidade e o espectro visível de hemoglobina
humana. Protocolos com incubação em tempo fixo de 30 minutos a 37 °C foram
utilizados para analisar o espectro visível de hemoglobina comercial e de hemoglobina
obtida do sangue venoso de 20 voluntários saudáveis. O espectro visível da
hemoglobina obtida em nosso laboratório foi compatível com o da oxiemoglobina e sua
estabilidade foi monitorada a 540 nm, enquanto o espectro da hemoglobina comercial
foi compatível com o da metemoglobina e sua estabilidade foi monitorada a 630 nm.
Concentrações de 0-5 M de uréia, 0-20% (v/v) de etanol na ausência e na presença de
1,5 M de uréia e 0-1 g/dL de NaCl na ausência e na presença de 1 M de uréia
produziram alterações discretas no espectro visível da oxiemoglobina. Entretanto, além
de 5 M de uréia e 20% de etanol a oxiemoglobina sofreu alterações espectrais
provavelmente associadas à formação de desoxiemoglobina e em seguida a sua
desnaturação. A metemoglobina apresentou uma maior vulnerabilidade aos efeitos dos
caotrópicos estudados. Como as transições de hemólise de eritrócitos a 37 ºC ocorrem
abaixo de 5 M de uréia e 20% (v/v) de etanol, elas devem sofrer apenas contribuições
espectrais discretas desses caotrópicos sobre a oxiemoglobina. CAPÍTULO III: Etanol e uréia são caotrópicos que também exercem ações como osmólitos.
Altas concentrações de etanol têm mostrado promover estabilização de eritrócitos. Para
melhor entender a origem desse efeito estabilizador, nós avaliamos a influência do calor
na hemólise por uréia e a influência da uréia na hemólise por etanol e por estresse
hipotônico. Ajustes sigmoidais foram usados para determinar os pontos de meia
transição de hemólise por uréia (D50u), etanol (D50e) e estresse hipotônico (H50).
Aumento na temperatura promoveu diminuição nos valores de D50u, o que pode ser
atribuído aos efeitos caotrópicos sinérgicos do calor e da uréia. Aumento da
concentração de uréia levou a uma diminuição dos valores de D50e, indicando uma ação
sinérgica de uréia com etanol na promoção de hemólise. Aumento na concentração de
uréia levou a uma diminuição dos valores de H50, indicando que a uréia antagonizou os
efeitos hemolíticos do estresse hipotônico. As dependências de D50u com a temperatura
e de D50e com diferentes concentrações de uréia produziram curvas sigmoidais com
amplas transições entre duas diferentes regiões de estabilidade. A dependência de H50
com a concentração de uréia foi definida por uma curva sigmoidal com nítida transição
entre duas diferentes regiões de estabilidade. Este comportamento pode ser atribuído a
uma melhora na estabilidade de eritrócitos induzida pela combinação dos caotrópicos.
Abstract
CHAPTER II: This study aimed to investigate the influence of combinations of urea, ethanol
and hypotonicity on the stability and spectrum of human hemoglobin. Protocols with
fixed incubation time of 30 minutes at 37 °C were used to analyze the spectra of
commercial hemoglobin and hemoglobin of venous blood obtained from 20 healthy
volunteers. The visible spectrum of hemoglobin obtained in our laboratory was
consistent with that of hemoglobin and its stability was monitored at 540 nm, while the
spectrum of commercial hemoglobin was consistent with that of metahemoglobin and
its stability was monitored at 630 nm. Concentrations of 0-5 M urea, 0-20% (V/V)
ethanol in the absence and presence of 1.5 M urea and 0-1 g/dL NaCl in the absence and
presence of 1 M urea produced discrete changes in the visible spectrum of hemoglobin.
However, beyond 5 M urea and 20% ethanol, oxyhemoglobin underwent spectral
changes probably associated with the formation of desoxyhemoglobin and then its
denaturation. Metahemoglobin showed greater vulnerability to the effects of chaotropic
studied. As the transitions of hemolysis of erythrocytes at 37 °C occur below 5 M urea
and 20% (V/V) ethanol, they should suffer only discrete spectral contributions of the
effects of these chaotropes on oxyhemoglobin. CHAPTER III: Ethanol and urea are chaotropes that also exert actions as osmolytes. High
concentrations of ethanol have been shown to promote the stabilization of erythrocytes.
To better understand the origin of this stabilization effect, we have evaluated the
influence of heat on hemolysis by urea and the influence of urea on hemolysis by
ethanol and hypotonic stress. Sigmoidally-defined curves have been used to determine
the half-transition points of hemolysis by urea (D50u), ethanol (D50e), and hypotonic
stress (H50). Increasing temperature led to a decrease in the value of D50u, which may be
ascribed to the synergistic chaotropic effects of heat and urea. Increasing urea
concentration led to a decrease in the value of D50e, indicating a synergistic action of
urea with ethanol in promoting hemolysis. Increasing urea concentrations led to
decreasing values of H50, indicating that urea antagonized the hemolytic effect of
hypotonic stress. The dependences of D50u on temperature and of D50e on urea
concentration both produced sigmoid-shaped curves with broad transitions between two
different regions of stability. The dependence of H50 on the concentration of urea was
defined by a sigmoid-shaped curve with a sharp transition between two different regions
of stability. This behavior can be attributed to an enhancement of erythrocyte stability
induced by the combination of chaotropes.
Palavras-chave
Hemoglobina, Espectro visível, Etanol, Uréia, Estresse hipotônico, Eritrócitos, Estabilidade de membrana, Temperatura, Hemoglobin, Visible spectrum, Ethanol, Urea, Hypotonic stress, Erythrocyte, Membrane stability, Temperature, Membranas (Biologia), Álcool
Citação
ARVELOS, Cleine Chagas da Cunha. Influence of combinations of different chaotropes in the visible spectrum of
hemoglobin. 2011. 95 f. Tese (Doutorado em Ciências Biológicas) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2011.