ÁREA: Ensino de Química
TÍTULO: DEMONSTRANDO A ANFIFILICIDADE DOS FOSFOLIPÍDEOS ATRAVÉS DO PREPARO DE NANOVESÍCULAS.
AUTORES: GARCÊS B. P. (UFU) ; MARRA M. C. (UFU) ; DUARTE A. P. S. (UFU) ; OLIVEIRA C. A. (UFU)
RESUMO: O conteúdo de bioquímica muitas vezes é visto como um dos mais difíceis para os
graduandos em química. Isto se deve principalmente pela falta de domínio de conceitos
biológicos do ensino médio, talvez pela falta de abordagem do mesmo ou até pelo início
tardio do ensino da bioquímica na graduação, sendo normalmente vista nos três últimos
períodos. Este trabalho busca trabalhar um dos conceitos básicos de bioquímica, a
anfifilicidade dos glicerofosfolipídeos, em um experimento para alunos de graduação, o
preparo de vesículas de glicerofosfolipídeos. As vesículas foram preparadas com
fosfatidilcolina pelo método de injeção etanólica, tembém foram realizados testes de
eficiência de encapsulamento de substâncias hidrofílicas e hidrofóbicas.
PALAVRAS CHAVES: lipossoma, bioquímica, fosfolipídeo.
INTRODUÇÃO: De acordo com LEHNINGER (2003), os glicerofosfolipídeos são os principais
componenteslipídicos das membranas biológicas. São constituídos de uma unidade básica
de sn-glicerol-3-fosfato esterificado a ácidos graxos nas posições 1 e 2 e a um grupo
X no seu grupo fosforil, formando assim uma ampla classe de substâncias. Devido a
essas unidades terem tanto a característica polar (grupo fosforil-X) e apolar (ácidos
graxos), estes compostos são anfifílicos. Os principais fosfolipídeos que constituem
as membranas celulares humanas são a fosfatidilcolina (X = colina) e a a
fosfatidilatanolamina (X = etanolamina) e a fosfatidilserina (X = serina). As
vesículas lipídicas podem ser micelas, que são agregados globulares onde os grupos
hidrofóbicos se unem fechando a esfera, ou lipossomas que são bicamadas de
fosfolipídeos concêntricas que também se formam pela agregação das regiões
hidrofóbicas. A principal diferença entre micelas e lipossomas é que as micelas
possuem um centro hidrofóbico enquanto o centro dos lipossomas é hidrofílico, sendo a
parte hidrofóbica apenas entre as bicamadas. Uma forma de preparar lipossomas de
forma simples é pela injeção etanólica, onde injeta-se uma solução etanólica de
fosfolipídeos com a droga e os aditivos desejados em um solvente polar, normalmente
solução salina, pois a principal intenção destas vesículas é o transporte de drogas
para o organismo. Esta forma de preparo de lipossomas demonstrou um encapsulamento
muito eficiente de substâncias hidrofóbicas no trabalho de OLIVEIRA (2005).
Experimentos podem mostrar de forma mais eficiente os fenômenos para os alunos além
de tornar o processo de ensino-aprendizagem mais dinâmico.
MATERIAL E MÉTODOS: O trabalho foi realizado com uma turma de 18 alunos do curso de bacharelado em
química da Universidade Federal de Uberlândia. O conteúdo de lipídeos já havia sido
transmitido nas aulas teóricas e a prática ocorreu em duas partes: 1. Preparação dos
lipossomas; 2. Diálise e quantificação da eficiência de encapsulamento de duas
drogas: ftalocianina de zinco (hidrofóbica) e azul de metileno (hidrofílica). A
preparação dos lipossomas foi feita de acordo com o método de injeção etanólica
descrito por OLIVEIRA et al (2005) que consiste em dissolver o fosfolipídeo
(fosfatidilcolina) e o colesterol (aditivo utilizado para aumentar a fluidez da
membrana fosfolipídica) na proporção em massa de 3:1 em etanol absoluto, preparar as
soluções das drogas em dimetilsulfóxido (ftalocianina de zinco) e solução salina
(azul de metileno) utilizar um volume adequado para preparar lipossomas finais com
concentração de 5μmol.L-1. O volume utilizado (750μL) foi injetado com uma seringa de
1 mL em 10 mL de solução salina com um tempo de injeção de aproximadamente 10 min
sobre agitação constante e temperatura de 55-60°C. A diálise foi feita duas vezes com
tempo de 2 horas cada em um erlenmeyer contendo 2L de solução salina trocada cada
vez. A eficiência de encapsulamento foi realizada por análise espectrofotométrica da
solução dos lipossomas antes e após a diálise nos comprimentos de onda 674 nm para a
ftalocianina de zinco e 652 nm para o azul de metileno (comprimentos de onda
previamente selecionados pelo espectro das soluções das drogas). Foi feita uma imagem
por microscopia eletrônica de transmissão dos lipossomas. Durante toda a realização
do experimento os alunos foram questionados sobre lipídeos, e durante a diálise eles
responderam um questionário sobre o conteúdo.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os alunos se interessaram pela aula e principalmente na potencialidade da técnica que
estavam aprendendo no transporte de drogas para o tratamento de diversas doenças.
Muitos alunos pesquisaram e observaram que várias formulações dermocosméticas
atualmente utilizam lipossomas para transportar o princípio ativo das mesmas e
aumentar a permeabilidade na pele. Alguns alunos questionaram se realmente as
vesículas são formadas, para isto foi realizada a microscopia eletrônica de
transmissão para mostrar a eles a imagem dos lipossomas. Os 5 grupos prepararam os
lipossomas, sendo 3 com a ftalocianina de zinco e 2 com o azul de metileno. Um dos
grupos que preparou os lipossomas com ftalocianina de zinco injetou toda a solução
sem aguardar os 10 minutos de injeção, este grupo realizou novamente o experimento,
porém também fez a diálise e a determinação da taxa de encapsulamento da primeira
solução. Os resultados da taxa de encapsulamento podem ser vistos na tabela abaixo:
CONCLUSÕES: A taxa de encapsulamento para substâncias hidrofóbicas é bastante alta, o que mostra a
eficiência do método para este fim, porém o encapsulamento de substâncias hidrofílicas
é ineficaz. Os alunos compreenderam o sentido da anfifilicidade dos fosfolipídeos com o
preparo de lipossomas e a aula prática auxiliou no processo de ensino-aprendizagem. Não
foi realizado um estudo objetivo se esta metodologia realmente melhora o entendimento
dos alunos, porém pela demonstração de interesse e pelo nível das respostas do
questionário nota-se que esta realmente auxilia os alunos na compreensão do conteúdo.
AGRADECIMENTOS: Agradecemos à FFCLRP pela microscopia eletrônica e à FAPEMIG pelo apoio financeiro.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: LEHNINGER, A. L., NELSON, D. L., COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 3 ed. São Paulo: Sarvier, 975p. 2003.
OLIVEIRA, C. A., MACHADO, A. E. H., PESSINE, F. B., Preparation of 100 nm diameter unilamellar vesicles containing zinc phthalocyanine and cholesterol for use in photodynamic therapy. Chem. Phys. Lipids 133, 69–78. 2005.
