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Interação de moléculas biologicamente ativas com filmes de Langmuir de fosfolipídios
(2013-11-11) Sánchez, Mirna Inés Mosquera
A interação de várias substancias bioativas com monocamadas de fosfolipídios foi investigada usando isotermas de pressão e potencial de superfície, incluindo as drogas farmacológicas dipiridamol (DIP), clopromazina (CPZ) e trifluoperazina (TFP), além da melatonina (MEL) e o colesterol (COL). Os fosfolipídios empregados foram o zwiteriônico dipalmitoil fosfatidil colina (DPPC) e o aniônico dipalmitoil fosfatidil glicerol (DPPG) espalhados na superfície de água ultrapura, sendo que as monocamadas servem como modelo simples de membranas. A cooperatividade na interação entre fosfolipídios e moléculas com atividade biológica foi essencial para entender os acentuados efeitos na expansão (ou condensação) das monocamadas e as mudanças no momento de dipolo (até 10% de aumento na expansão em relação à monocamada do fosfolipídio puro para as misturas DIP/DPPC) que ocorreram a concentrações molares muito baixas entre 0,2-0,4% do DIP. Tais efeitos foram observados para todas as cinco substâncias investigadas, em todos os regimes de pressão. Nas altas concentrações, o comportamento da interação depende do tipo de mólecula e também de se a monocamada é de DPPC ou DPPG. Para o DPPC, as drogas farmacológicas foram expelidas da interface em vários graus a altas pressões, e existia um máximo de concentração da droga acima do qual ocorria a saturação, provavelmente porque as moléculas em excesso foram para a subfase. Essas concentrações críticas foram de 2% em mol para o DIP e a CPZ e de 5% em mol para a TFP. Para o DIP, em particular, os resultados das isotermas foram correlacionados com experimentos de espectroscopia de FTIR e microscopia de fluorescência \"in situ\", realizados por colaboradores, os quais permitiram a determinação de uma localização precisa da droga estudada. Não existe inserção do DIP na região da cauda hidrofóbica da monocamada do DPPC, com a interação ocorrendo com o grupo fosfato no zwiteríon, cujas pequenas mudanças na orientação induzidas pelo DIP levam a grandes mudanças no momento de dipolo. Como o DPPG está carregado negativamente sobre a superfície da água pura, não existe saturação nos efeitos de expansão com o aumento da concentração das drogas. O aumento do momento de dipolo efetivo na monocamada mista é atribuído a alterações na densidade de carga superficial pela adsorção da droga catiônica, que reduz a contribuição negativa do potencial da dupla camada, quando comparado com o da monocamada de DPPG puro. Os resultados do COL e a MEL devem ser considerados separadamente devido a sua natureza distinta, embora um comportamento cooperativo também tenha observado com grandes efeitos nas baixas concentrações. Tanto o COL como o MEL induzem mudanças na expansão das monocamadas de DPPC até a máxima concentração empregada, 20% molar. Para o COL foi observado um efeito de condensação a baixas concentrações, o qual foi seguido por uma expansão a altas concentrações, confirmando assim resultados prévios da literatura. Todas as monocamadas mistas COL/DPPG apresentavam-se expandidas, também confirmando alguns resultados da literatura para lipídios (diferentes do DPPC) quando misturados com o COL. A interação da MEL com o DPPC foi essencialmente similar à do COL, apesar do fato de a MEL pura não formar monocamadas estáveis. Sua interação com o DPPG foi peculiar já que o efeito que esta induz satura a 5% em mol. Isto também difere do comportamento das drogas farmacológicas. A MEL é neutra em todos os pHs, portanto, sua intenção com as membranas modelo de DPPG e DPPC só pode ocorrer via dipolo. O mesmo se aplica ao colesterol, o que justifica as diferenças no comportameto destas duas moléculas quando comparadas com as drogas (DIP, CPZ, TFP), que são carregadas sobre a água pura, nas misturas com os dois fosfolipídios (DPPG e DPPC).