# Unidade 2 - Fase Pre-Analitica: Coleta de Sangue a Vacuo, Anticoagulantes e Variaveis Fisiologicas
Modulo de Formacao Tecnica e Fundamentacao Cientifica - Acervo Integrativia.
Introducao Geral a Unidade
O estudo de Fase Pre-Analitica: Coleta de Sangue a Vacuo, Anticoagulantes e Variaveis Fisiologicas na disciplina de Introducao ao Laboratorio Clinico e Fase Pre-Analitica estabelece as bases conceituais, metodologicas e praticas indispensaveis para a formacao e atuacao tecnica do profissional biomedico e de saude, integrando a fundamentacao cientifica aos protocolos laboratoriais, interpretacao analitica e conduta clinica integrada.
2 Uma solução de 1500 ml de NaOH contém 21,9 g do reagente. Calcule a
molaridade da solução. (Dados: massas atômicas: Na = 23; O = 16; H=1).
3 Em um laboratório de análises clínicas, um biomédico fez, inicialmente,
uma solução de glicose numa concentração 670 mg/ml. A partir dessa solução estoque, foram realizadas diluições para obter novas soluções com 50 ml nas seguintes concentrações: 335 mg/ml e 0,54 g/ml. Respectivamente, qual foi o volume utilizado para obter as novas soluções?
4 A Diabetes Mellitus Gestacional (DMG) é um diagnóstico que se manifesta
entre 3% e 25% das gestações quando ocorre a existência de intolerância a carboidratos variáveis ou açúcar no sangue. A DMG contribui também para estabelecer os níveis metabólicos da glicose, controle de fome e peso. O exame para saber se houve o desenvolvimento de diabetes durante a gravidez é solicitado por volta da 20ª ou 24ª semana de gestação. a) É realizado através do Teste oral de tolerância à glicose com a ingestão de uma solução com 75000 mg de glicose (C6H12O6) preparado em 200 ml de água. Qual a molaridade presente nesta solução? (Dados: C=12, H=1 e O=16). b) A partir desta solução foi solicitada a produção de uma solução com a metade da molaridade inicial. Quanto será necessário adicionar para chegar ao resultado desejado?
TÓPICO 2
TRANSPORTE ATRAVÉS DE MEMBRANAS CELULARES
1 INTRODUÇÃO
A membrana celular é a barreira para a ligação do interior da célula com os componentes externos. Ela é composta por moléculas de lipídios que formam uma barreira que separa o conteúdo intracelular e extracelular. Isso exige da célula mecanismos de transporte de moléculas hidrofílicas (compatíveis com a água) ou polares, para que possa realizar seus processos metabólicos normais. Em contrapartida, moléculas hidrofóbicas (aversivas à água) ou não polares (apolares) conseguem atravessar a membrana com facilidade. O processo de transporte de íons ou moléculas através da membrana pode ocorrer de duas formas distintas, a favor de um gradiente de concentração ou contra um gradiente de concentração, sendo classificado como transporte passivo ou ativo, respectivamente (OLIVEIRA et al., 2014). 2 ÁGUA E SUA IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA
Para começarmos a entender a importância da água em nosso organismo, vejamos rapidamente as suas funções: Solvente de moléculas: a interação entre as moléculas do solvente (água) e as do soluto são responsáveis pelo processo de solubilização, em que um íon negativo, que se encontra em uma solução aquosa, leva a atração das
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extremidades positivas de moléculas de água vizinhas, o mesmo acontecendo com os íons positivos em razão às extremidades negativas. Isso faz com que os íons fiquem cobertos por uma camada de moléculas de água, o que confere grande estabilidade à solução (HENEINE, 2000). Transporte: a água é fundamental para o transporte de substâncias em nosso organismo. Cada célula da região pilífera da raiz é isotônica (mesma pressão osmótica) da outra, portanto quando a água e os sais minerais penetram em uma célula, essa célula vai passar esses componentes para uma célula vizinha através do processo de osmose que vamos estudar mais a frente neste tópico (DURAN, 2003). Excreção: quando relacionamos a água com a parte de excreção do corpo humano, em primeiro lugar pensamos na urina, pois é constituída por 95% de água, sendo que a ureia, as toxinas e os sais minerais (como o cloro, o magnésio, o potássio, o sódio, o cálcio e outros que formam os restantes 5%), estão dissolvidos (HENEINE, 2000). Regulação temperatura corporal: a água auxilia na temperatura corporal através do suor (que possui como principal componente a água, além de ureia, ácido úrico e cloreto de sódio – o sal de cozinha). Ao realizarmos exercícios físicos ou estarmos em ambientes de calor excessivo, a atividade muscular produz muito calor, a temperatura do corpo tende a aumentar e eliminamos o suor. A água contida no suor evapora na pele, provocando uma redução na temperatura (DURAN, 2003; SGUAZZARDI, 2016). Participação em reações químicas: as reações químicas são processos em que uma ou mais moléculas de substâncias sofrem modificações e se transformam em outras substâncias. Os reagentes são as moléculas que se transformam, originando o produto. A água participa das reações tanto como reagente quanto como produto. Ao conjunto de reações químicas que ocorrem em um organismo damos o nome de metabolismo (HENEINE, 2000; DURAN, 2013). Todas essas características da água se devem a sua molécula H2O (duas moléculas de hidrogênio e uma molécula de oxigênio), que possui características que proporcionam suas qualidades, como descrita a seguir: A água é um híbrido sp3 de caráter misto, 60% covalente e 40% iônico. As valências H-O formam entre si um ângulo de 105o. Disso resulta que a molécula da água é assimétrica e tem caráter polar. A forma é aproximadamente tetraédrica, e se fosse considerada esférica, teria raio médio de 0,3nm. É, pois, molécula muito pequena. A formação de pontes de hidrogênio é extremamente favorecida por essa estrutura, e a água forma duas pontes de H por molécula. Em resumo, a água tem: forte caráter dipolar, abundância de pontes de H e volume diminuto (HEINENE, 2000, p. 101).
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Para relembrar: quando falamos de ligações de pontes de H, falamos das ligações que se quebram rapidamente e com facilidade, o que confere uma interação dinâmica à água. Para ocorrer a quebra desta ligação é necessário 23 Kj/ mol, ou seja, esta é a energia para cada molécula encontrada. Entre uma molécula e outra de água, a ligação por pontes de H é facilmente desfeita para que as moléculas de água fi carem disponíveis para a interação com outras substâncias. Diferente da ligação covalente (que é a ligação entra as moléculas de H com o O) essa ligação ocorre devido ao compartilhamento de um ou mais pares de elétrons, causando uma atração mútua entre eles, o que mantém a molécula unida. Para separar esta ligação será necessário 470 Kj/mol (SGUAZZARDI, 2016). FIGURA 3 – LIGAÇÃO ENTRE AS MOLÉCULAS DE ÁGUA FONTE: https://pt.khanacademy.org/science/biology/water-acids-and-bases/hydrogenbonding-in-water/a/hydrogen-bonding-in-water. Acesso em: 18 set. 2019. Ligação polar covalente Ligação de hidrogênio FIGURA 4 – EXEMPLO DE LIGAÇÃO COVALENTE ENTRE OS H E OS O NA MOLÉCULA DE ÁGUA FONTE: https://pt.khanacademy.org/science/biology/chemistry--of-life/chemical-bonds-andreactions/a/chemical-bonds-article. Acesso em: 18 set. 2019.
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Assista ao vídeo Água como Solvente, disponível em: https://pt.khanacademy. org/science/biology/water-acids-and-bases/hydrogen-bonding-in-water/v/water-as-asolvent. DICAS Agora que já revisamos a molécula da água vamos rever as propriedades macroscópicas (vistas a olho nu) e as microscópicas (vistas apenas com auxílio de equipamentos, como microscópio eletrônico). Começamos pelo que podemos ver: a primeira propriedade é a densidade. Se colocarmos um material em estado sólido sobre um líquido, ele poderá flutuar (se for menos denso que o líquido) ou afundar (se for mais denso que o líquido). Praticamente todos os sólidos são mais densos do que quando estão no estado líquido, exceto a água (HENEINE, 2000). À medida que a água chega próximo do seu ponto de congelamento, suas moléculas se aproximarão formando ligações de H, resultando em uma estrutura com espaços vazios no centro entre as moléculas. Esse arranjo das moléculas faz com que a densidade do gelo seja menor que a da água líquida, por isso o gelo irá flutuar em um copo com água. FIGURA 5 – OS ESTADOS FÍSICOS DA ÁGUA FONTE: https://escola.britannica.com.br/artigo/%C3%A1gua/482837. Acesso em: 18 set. 2019. Observamos que o gelo não fica totalmente acima da superfície da água, mas a maior parte dele fica submerso. Esse fenômeno ocorre, pois, a densidade da água líquida é 1,0 g/cm3 e a densidade da água no seu estado sólido é 0,92g/ cm3, assim, podemos calcular que serão necessários 92% do volume do gelo para igualar a massa da água que deslocou. Podemos concluir que 92% do volume do gelo fica abaixo da superfície da água e apenas 8% acima da superfície, mesmo raciocínio utilizado para os icebergs (ATKINS; DE PAULA, 2018; MOURÃO JR; ABRAMOV, 2017).
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Por que os lagos congelam só na superfície? Quer saber? Leia a reportagem https://super.abril.com.br/mundo-estranho/por-que-os-lagos-congelam-so-na-superficie/. Gostou do assunto congelamento? Então, complemente seus conhecimentos com a leitura: https://www.if.ufrgs.br/novocref/?contact-pergunta=congelamento-dos-lagos. DICAS FIGURA 6 – EXEMPLOS DE DENSIDADE DO GELO A: Densidade do gelo na água d = 1,0 g/cm3 da água. / B: Densidade do uísque d = 0,78 g/cm3 do uísque. FONTE: <www.pixabay.com>; <www.shutterstock.com>. Acesso em: 18 set. 2019. Veja nas imagens anteriores que o gelo não altera sua densidade, mas os líquidos onde ele se encontra se alteram. Sendo o uísque com menor densidade que o gelo, nele o gelo irá afundar. ATENCAO A próxima propriedade é a capacidade térmica que está relacionada com as pontes de hidrogênio. A energia térmica, considerada como medida de movimentação molecular, é utilizada para quebrar as ligações intermoleculares, permitindo que as moléculas se movam mais rápido, fato que resulta na mudança de estado físico das substâncias. Esta capacidade é definida pela quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 g de uma determinada substância, e a unidade de medida utilizada é caloria. Para não ocorrer confusão, o calor específico se refere à quantidade de calor que cada unidade de massa de corpo precisa receber ou ceder para que sua temperatura varie uma unidade, ou seja, é a capacidade térmica por unidade de massa do corpo (HENEINE, 2000; SGUAZZARDI, 2014).
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Calor específico se refere às características da substância, não muda com a massa. A capacidade térmica se refere às características do corpo e muda com a massa. ATENCAO A próxima propriedade macroscópica você já deve ter visto inúmeras vezes, porém não conhecia com este nome: tensão superficial. Alguma vez você já encheu um copo com água e a água passou da linha do copo e não escorreu? Então, você já viu a tensão superficial agindo! (ATKINS; DE PAULA, 2018; HENEINE, 2000). FIGURA 7 – TENSÃO SUPERFICIAL DA ÁGUA FONTE: <www.shutterstock.com>. Acesso em: 18 set. 2019. A tensão superficial está associada às atrações intermoleculares das moléculas de água que tendem a manter a coesão do líquido. Ocorre devido às forças de atração das moléculas internas do líquido sobre as moléculas que estão na superfície. As moléculas que estão no interior estão por todas as direções, sofrendo atração por todos os lados. As moléculas da superfície são tracionadas apenas por moléculas em sua lateral e abaixo delas. Essas forças fazem a superfície se comportar como uma película plástica (MOURÃO JR.; ABRAMOV, 2017). Ficou curioso a respeito da tensão superficial? Então aproveite para assistir ao vídeo https://www.youtube.com/watch?v=f0xsJ31NAvY e ampliar seus conhecimentos. DICAS
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E como última propriedade macroscópica vamos falar da viscosidade. Alta viscosidade significa pouco poder de escoamento. A água, devido as suas pontes de H, deveria ter viscosidade alta, porém isso seria muito desfavorável. A viscosidade da água é bem baixa, pois acredita-se que a flutuação das pontes de H, ou seja, as ligações que se fazem e desfazem constantemente. Resume-se a viscosidade como a resistência de um líquido ao deslocar-se; quanto maior viscosidade, maior dificuldade de se mover. Por esta razão há baixa viscosidade da água, o que facilita as trocas hídricas no organismo (HENEINE, 2000; MOURÃO JR.; ABRAMOV, 2017). As propriedades microscópicas da água se referem a substâncias iônicas, apolares e anfipáticas. A capacidade de uma substância se dissolver em água depende de ela conseguir “quebrar” a interação entre as moléculas de H2O. Portanto, se uma determinada substância tiver propriedades que a impeçam de “quebrar” a interação entre as moléculas de H2O, suas moléculas são “expulsas” da água, e não se dissolvem (ATKINS; DE PAULA, 2018; HENEINE, 2000). Daí temos as substâncias solúveis em água e as substâncias insolúveis em água. Vamos começar pelas solúveis em água. Podemos descrever a ligação iônica como a ligação entre íons de cargas contrárias. O sal de cozinha é um exemplo em que ambos se atraem para formar o cloreto de sódio: temos a molécula do Cloro (Cl-) com carga negativa e o íon sódio (Na+) com carga positiva. São substâncias que são facilmente dissolvidas em água em razão do seu caráter polar da molécula. A atração do ânion pelo cátion, quando em contato com a água, diminui 80% para formar soluções (MOURÃO JR.; ABRAMOV, 2017). As ligações covalentes ocorrem devido ao compartilhamento de elétrons. Com este tipo de ligação entre os compostos químicos podemos ter substâncias formação de pontes de Hidrogênio com as moléculas de água. Essas substâncias, hidrofílicas, têm afinidade e interagem com água (SILVA; BARP, 2014). Quando a ligação covalente ocorre entre dois átomos, os elétrons compartilhados são atraídos simultaneamente pelos dois núcleos atômicos. Quando a molécula for diatômica, formada por átomos do mesmo elemento químico (H2, O2, N2 etc.), ou seja, com a mesma eletronegatividade, atrairão os elétrons envolvidos na ligação com a mesma intensidade, havendo uma distribuição de cargas homogênea, sem formação de polos. Esta molécula é denominada molécula apolar, ou seja, insolúvel em água e hidrofóbica, que não gosta de água (SILVA; BARP, 2014). As substâncias anfipáticas, são compostas por duas porções na molécula uma sendo polar, solúvel em meio aquoso e outra porção apolar, solúvel em lipídeos (REECE et al., 2015). Conforme esquema a seguir:
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Acadêmico, você quer saber como o detergente tira a gordura? Assista ao vídeo https://www.youtube.com/watch?v=ygtIn7vNgMM e descubra! DICAS
3 MODELO DE ESTRUTURA DA MEMBRANA PLASMÁTICA
Uma célula se organiza, basicamente, em membrana plasmática, citoplasma e núcleo. Claro que não vamos entrar aqui na questão do Reino Monera, que não possui um núcleo verdadeiro delimitado por uma membrana essa composição (REECE et al., 2015; ALMEIDA; PIRES, 2014). Antes de descrever como esta membrana plasmática é formada, vamos ver as suas funções, sendo a primeira o revestimento celular, ou seja, o que vai revestir cada célula é a membrana plasmática. Como a membrana plasmática é fundamental para a homeostase celular, vai permitir a interação celular, pois é através da membrana plasmática que as células interagem umas com as outras e também com o ambiente em que estão inseridas. Porém, a função mais importante de todas é a permeabilidade seletiva, função que permite que as substâncias passem pela membrana plasmática com uma seleção, assim a membrana escolhe quais substâncias que podem entrar e quais substâncias que podem sair da célula (OLIVEIRA et al., 2014). Agora que já sabemos as funções das membranas plasmáticas vamos ver as características da sua composição, que auxiliam no desempenho dessas funções. A sua estrutura é extremamente fina (em média de 8 nm) e não pode ser visualizada no microscópio óptico, sendo vista apenas em microscopia eletrônica. Para você ter mais clareza do que seriam 8nm, imagine uma página de livro: a espessura da folha equivale a 8 mil membranas plasmáticas empilhadas (REECE et al., 2015). A estrutura de mosaico fluido foi proposta por dois cientistas americanos em 1972, Singer e Nicolson, afirmando que a membrana plasmática é formada por uma bicamada de fosfolipídios, sendo o mosaico para se referir às proteínas, e a fluidez para se referir aos fosfolipídios. Os fosfolipídios são substâncias anfipáticas, ou seja, a porção hidrofílica está voltada para a água (intra e extracelular) e as suas caudas (ácidos graxos) que são hidrofóbicas, estão voltadas para o interior desta camada. Nesta bicamada também encontramos as proteínas, tanto as que
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Ambas desempenham funções importantes para as células no transporte de substâncias. Por isso, podemos dizer que a composição da membrana plasmática é lipoproteica (REECE et al., 2015). As proteínas integrais são formadas por aminoácidos, e na maioria dos casos, as proteínas ficam com uma conformação do tipo secundária. Os aminoácidos que ficam na porção interna e externa, possuem cadeias laterais polares, pois assim como o fosfolipídio tem que expor a parte hidrofílica, a proteína também precisa expor a porção que vai interagir com a água. A porção interna das proteínas é composta por aminoácidos que têm cadeias laterais apolares, ou seja, estruturas hidrofóbicas que também não vão interagir com a água. A proteína integral mimetiza a estrutura dos fosfolipídios. Às vezes, as proteínas formam canais para a passagem de substâncias e os canais serão formados por aminoácidos, nesse caso polar, para que água passe no interior dessa proteína carregando qualquer substância que tenha que passar por esse canal (OLIVEIRA et al., 2014; PINTO, 2017).
Além dos fosfolipídios e das proteínas, temos também o colesterol e os carboidratos que também têm funções muito especiais. Para auxiliar no estudo, observe a imagem seguinte: FIGURA 10 – COMPOSIÇÃO DA MEMBRANA PLASMÁTICA FONTE: https://pt.khanacademy.org/science/biology/membranes-and-transport/the-plasmamembrane/a/structure-of-the-plasma-membrane. Acesso em: 18 set. 2019.
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O colesterol está localizado na membrana plasmática para exercer uma função muito importante. Imagine você estar no polo norte, a tendência natural é de que algo fluído em baixa temperatura começar a enrijecer. Agora imagine a bagunça que pode ocorrer nas células com a membrana plasmática ficando rígida. Como ocorreriam as trocas de substâncias? O colesterol está presente justamente para dar estabilidade térmica à membrana plasmática, mantendo sua fluidez mesmo quando o organismo está exposto a baixas temperaturas (PINTO, 2017; REECE et al., 2015).
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Sugestões de leitura: OLIVEIRA, Jarbas Rodrigues et al. Biofísica para ciências biomédicas. 4. ed. Porto Alegre: EdiPUCRS, 2014. p. 17 - 24. REECE, Jane B. et al. Biologia de Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015 (Capítulo 7). ESTUDOS FUTUROS
4 TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS ATRAVÉS DA MEMBRANA
PLASMÁTICA Nossas células realizam transportes através da membrana plasmática constantemente para manter nossas células e organismo funcionando em homeostase. Para cada substância ou sistema, existem diferentes tipos de transporte. Assim como a bicamada lipídica da membrana possui propriedades e diversas proteínas transportadoras, existirão diferenças no transporte conforme vamos aprender a seguir.
4.1 TRANSPORTE PASSIVO
O transporte passivo é de extrema importância, é um transporte sem gasto energético, a favor do gradiente de concentração, que ocorre devido à energia cinética das próprias partículas permitindo manter o equilíbrio das células com o meio externo. Segundo Reece et al. (2015, p. 130), “um dos resultados do movimento térmico é a difusão, o movimento de moléculas de qualquer substância se espalhando de maneira homogênea no espaço disponível”. Não só o movimento das moléculas é levado em consideração para este transporte, pois também existem gradientes, tais como: Gradiente de Concentração: uma substância tende a ir de um meio onde ela é mais concentrada (hipertônico) para um meio onde ela é menos concentrada (hipotônico); Gradiente de Pressão: um gás tende a ir de um meio onde a pressão dele é maior para um meio onde a pressão dele é menor; Gradiente Elétrico (voltagem ou potencial de membrana): as células possuem a mesma quantidade de cátions e ânions, mantendo o número igual de íons na célula (REECE et al., 2015; PINTO, 2017).
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4.1.1 Difusão Simples
É um tipo de transporte passivo no qual moléculas lipofílicas transitam livremente pela membrana plasmática sem o auxílio de proteínas transportadoras através de orifícios que se formam na membrana (poros) ou pela simples solubilidade a favor do gradiente de concentração. Exemplos em nosso organismo são: hormônios esteroides, O2 e colesterol, por possuírem a mesma constituição hidrofóbica, assim transitam livremente para ambos os lados da célula sem gasto de energia (OLIVEIRA et al., 2014; PINTO, 2017). Porém, uma etapa limitante deste processo é a concentração do produto no meio, ou seja, se a concentração desse produto hidrofóbico estiver maior, a taxa de transporte dele através das membranas vai ser maior. Logo, se a concentração for menor a taxa também diminuirá. Também pode ocorrer de algumas substâncias interferirem na passagem de outras substâncias, por competição pela utilização do mesmo poro (REECE et al., 2015; PINTO, 2017). FIGURA 11 – DIFUSÃO DE SOLUTOS ATRAVÉS DA MEMBRANA FONTE: Reece et al. (2015, p. 131)
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4.1.2 Difusão Facilitada
Este transporte se refere a moléculas hidrofílicas que transitam pela membrana plasmática com auxílio de uma proteína carregadora, sem gasto de energia. Pode ocorrer de duas maneiras: a primeira, mediada por proteína carreadora para o transporte de moléculas neutras, e a segunda, utilizando proteínas de canal que irão transportar moléculas que possuem cargas, tanto positivas quanto negativas. Este transporte sempre ocorre a favor do gradiente de concentração (moléculas carregadas e não carregadas) e gradiente eletroquímico (moléculas carregadas). A limitação neste processo é que o transporte tem um limite, pois quando todas as proteínas estão ocupadas funcionando, o sistema se torna saturado e a velocidade do fluxo diminui, pois, esta velocidade de transporte depende da quantidade de proteínas transportadoras disponíveis (REECE et al., 2015; ALMEIDA; PIRES, 2014).
Como discutido, temos dois tipos de proteínas para o transporte. O canal atravessa a membrana plasmática para garantir a passagem de moléculas carregadas e polares, permitindo que as mesmas difundam pela membrana. Existem canais especializados chamados de aquaporinas, que pelo próprio nome pode-se imaginar que realiza a passagem de água através da membrana rapidamente. Os canais geralmente estão abertos, porém temos proteínas que possuem mecanismos que permitem a sua abertura ou fechamento, sinalizado através de sinais elétricos, voltagem dependente e ligação com molécula específica ou ligante (REECE et al., 2015; OLIVEIRA et al., 2014). Na figura a seguir é possível observarmos tipos de proteínas envolvidas na difusão facilitada. Em ambas imagens, as proteínas podem transportar o soluto em qualquer direção, mas o movimento ocorre a favor do gradiente de concentração, do mais concentrado para o menos concentrado.
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transporta apenas uma única molécula para dentro ou para fora da célula. A segunda é o simporte, na qual duas moléculas são transportadas em conjunto para dentro ou para fora da célula. E por último temos o antiporte, em que uma molécula é transportada para dentro da célula juntamente com outra molécula que é transportada para fora, como uma troca de moléculas que estão do lado de fora para dentro, e vice-versa (OLIVEIRA et al., 2014; REECE et al., 2015). FIGURA 13 – ILUSTRAÇÃO DOS TRÊS TIPOS DE DIREÇÃO DO FLUXO EM UMA DIFUSÃO FONTE: Oliveira et al. (2014, p. 29) Resumindo o que vimos de transporte até o momento: FIGURA 14 – TRANSPORTE PASSIVO FONTE: https://pontobiologia.com.br/membrana-celular-processos-trocas/transportepassivo/. Acesso em: 12 nov. 2019. (a) Difusão Simples: as partículas movimentam-se através de orifícios que se formam na membrana (poros), por espaços intermoleculares chamados de canais aquosos, ou pela simples solubilidade na membrana (OLIVEIRA et al., 2014). (b) Difusão Facilitada: precisa de uma proteína carreadora de membrana para facilitar a passagem de substâncias. Essas proteínas podem ser: proteínas canais ou proteínas transportadoras. Ex.: tipos de moléculas: insolúveis em lipídios (OLIVEIRA et al., 2014).
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4.1.3 Osmose
Lembre-se: quando falamos de osmose estamos nos referindo ao transporte de água através da membrana e não de moléculas e íons, isso porque a osmose se refere à passagem de solvente. O ser humano possui 67% em média da sua massa total de água, ela é essencial para a regulação do nosso organismo (REECE et al., 2015). A passagem do solvente sempre irá ocorrer do meio hipotônico para o meio hipertônico. O meio hipotônico indica uma solução que possui pouco soluto e muito solvente, já o hipertônico possui muito soluto e pouco solvente (OLIVEIRA et al., 2014; PINTO, 2017; REECE et al., 2015). Repare na fi gura e sua discussão a seguir: FIGURA 15 – REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA OSMOSE FONTE: <https://pt.khanacademy.org/science/biology/membranes-and-transport/diff usion-andosmosis/a/osmosis>. Acesso em: 18 set. 2019. Membrana semipermeável A fi gura anterior é o experimento clássico para demonstrar a osmose: um recipiente separado por uma membrana semipermeável e essa membrana permite apenas a passagem do solvente e não do soluto. Portanto, os solutos, como se observa, estão em concentrações diferentes nos dois meios separados. Observe o recipiente da esquerda: o lado direito do recipiente possui mais soluto, portanto ele é chamado de hipertônico (maior concentração de soluto) e o lado esquerdo possui menos soluto, chamado de hipotônico (menor concentração de soluto). Como a água é um solvente e na osmose sempre vamos nos referir ao solvente, a função de um solvente é dissolver, portanto, no meio hipertônico, há mais soluto a ser dissolvido. Então, a água vai passar do meio hipotônico para o meio hipertônico. Observamos que no recipiente da esquerda, o lado direito (hipertônico) vai ganhando água e o meio esquerdo (hipotônico) vai perdendo.
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Atenção! A quantidade de soluto não se altera, o que teve alteração foi a quantidade de solvente, ou seja, da água. Quando as concentrações se igualam temos uma solução isotônica, e quando isso ocorre, a água para de ultrapassar a membrana. Quando temos uma célula em que a água se move para dentro ou para fora dela pelos princípios da osmose, chamamos isso de tonicidade, que está relacionada com a concentração total de todos os solutos na solução. Esta concentração se identifica pela osmolaridade (REECE et al., 2015; ALMEIDA; PIRES, 2014). O exemplo clássico de para demonstrar a tonicidade é utilizando hemácias imersas em diferentes meios. Quando em contato com uma solução isotônica (“iso” significa igual), devido ao fato de tanto o meio externo quanto o interno da hemácia possuírem as mesmas quantidades de soluto, nada acontece com a hemácia nesse meio (REECE et al., 2015). Caso a hemácia fique imersa em solução hipertônica, significa que o lado exterior da hemácia está com mais soluto que a sua parte interna, e a água que se encontra no interior da hemácia irá para o lado externo para tentar dissolver e igualar os meios extra e intracelular, fazendo a hemácia murchar (REECE et al., 2015; PINTO, 2017). A hemácia em uma solução hipotônica terá mais soluto no seu interior do que no meio em que está, assim a água irá para o interior da hemácia para tentar obter o equilíbrio do meio interno com o externo. A hemácia recebendo essa grande quantidade de água vai inchar, podendo levar a sua lise (quebra, explosão) (REECE et al., 2015). Observe o esquema a seguir: FIGURA 16 – BALANÇO HÍDRICO EM HEMÁCIAS FONTE: Reece et al. (2015, p. 132)
4.2 TRANSPORTE ATIVO
O transporte ativo é um tipo de transporte de solutos que ocorre através da membrana e a principal diferença, quando comparado ao transporte passivo, é o gasto de energia (ATP), além de utilizar as proteínas transportadoras e realizarem o transporte contra o gradiente de concentração, que seria a passagem do soluto do meio menos concentrado para o mais concentrado (OLIVEIRA et al., 2014; PINTO, 2017)
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Ao realizar este transporte de soluto contra o gradiente de concentração será necessário empregar mais força ao transporte, gerando este gasto energético para a célula. As proteínas de membrana que irão auxiliar neste transporte serão todas proteínas carreadoras, pois elas controlam a entrada dos solutos. Com este transporte é possível manter concentrações internas diferentes das concentrações encontradas no meio externo (ALMEIDA; PIRES, 2014; PINTO, 2017). O exemplo mais clássico de transporte ativo é a bomba de sódio e potássio (Bomba de Na/K). O potássio (K) em seus níveis basais se encontra muito mais concentrado no interior da célula do que fora dela, então a tendência natural do K seria ir do mais concentrado para o menos concentrado, só que a célula não permitirá, pois ela quer manter a quantidade de K alta dentro dela. Para isso, como esse transporte vai contra a sua estabilidade, teremos um gasto energético. O mesmo acontece com o sódio (Na) (OLIVEIRA et al., 2014; PINTO, 2017). Vamos observar o esquema: FIGURA 17 – REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA BOMBA DE NA/K FONTE: Adaptado de Oliveira et al. (2014) Explicação da representação esquemática: Três íons sódio penetram na membrana celular, por difusão, onde então a conformação E1 é capaz de captura-los, fosforilando um ATP. Em presença de Mg, E1 altera sua conformação para E2, perdendo afinidade com os íons de sódio e liberando-os no meio extracelular. No momento em que os dois íons de potássio adentram na membrana E2 liga-se a eles. Em presença de água, a conformação E2 é alterada novamente para E1, que, por não possuir afinidade com potássio, libera-o no meio intracelular (OLIVEIRA et al., 2014, p. 45).
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Existe ainda o transporte ativo secundário, o qual utiliza a fonte de energia gerada primeiramente por um outro transporte. Um exemplo de transporte ativo secundário é o transporte de duas moléculas de cloro (2Cl-), utilizando a energia gerada pela Bomba de Na/K (OLIVEIRA et al., 2014). FIGURA 18 – REVISÃO: TRANSPORTES PASSIVO E ATIVO FONTE: Adaptado de Reece et al. (2015) Pesquise sobre as injeções letais utilizadas como pena de morte em alguns países. Elas possuem em sua fórmula 5 g de tiopentato de sódio (anestésico), 100 mg de brometo de pancurônio (impede contração das fibras musculares) e 100 mEq (miliequivalente) de cloreto de potássio (desequilíbrio eletrolítico). Agora você tem uma maior compreensão de como elas agem no organismo. ESTUDOS FUTUROS
TÓPICO 2 | TRANSPORTE ATRAVÉS DE MEMBRANAS CELULARES
4.3 TRANSPORTE DE GRANDES MOLÉCULAS
A célula é capaz de internalizar ou liberar para o fluido extracelular as moléculas grandes com o auxílio de vesículas, pois as partículas não conseguiriam passar através da bicamada lipídica ou de proteínas. Ocorre a deformação da membrana plasmática para que a célula consiga englobar as partículas. A forma como a célula internaliza partículas se chama endocitose e exocitose, que se refere a eliminação dessas partículas de dentro da célula (REECE et al., 2015). Começaremos pela endocitose, que se divide em fagocitose e pinocitose. Ambas se referem a entrada de partículas grandes na célula, o que irá diferenciálas é o tipo de material que entra. Na fagocitose ocorre a entrada de partículas sólidas e na pinocitose as partículas estão dissolvidas na água. Outra diferença muito importante entre as duas é que na fagocitose, para a célula poder englobar as partículas grandes sólidas, emitirá os seus pseudópodes conhecidos como “falsos pés”; já na pinocitose não há emissão de pseudópodes e a membrana plasmática vai invaginar para seu interior para conseguir englobar a partícula dissolvida em líquido. No interior da célula será formado uma vesícula com a partícula no seu interior, essa vesícula é formada também por uma bicamada lipídica (REECE et al., 2015; PINTO, 2017). A fagocitose é realizada em nosso organismo pelas células do sistema imunológico (os fagócitos), que são leucócitos e agem englobando e neutralizando partículas grandes estranhas, como bactérias, tornando-se essenciais frente a uma infecção. A célula irá realizar a fagocitose através das fibras do citoesqueleto que se contraem, formando os pseudópodes, para então englobar a bactéria. Assim que passa para o interior celular formará uma vesícula que se separa da membrana plasmática. Dentro da vesícula se encontra a bactéria (esta vesícula se chama fagossoma). No citoplasma, os lisossomos passam a se fundir na vesícula liberando enzimas digestivas para a completa destruição da bactéria. Este processo envolve gasto de ATP, pois terá a contração da membrana plasmática e o transporte da vesícula (MORAN et al., 2013; PINTO, 2017). Já a pinocitose, que envolve líquidos, ocorre em diversas células do nosso organismo (como os macrófagos e células dos capilares sanguíneos). Lembrando que, diferente da fagocitose, ocorrerá neste processo a invaginação da membrana para englobar as partículas e, após o líquido estar dentro do citoplasma da célula, pinocitose poderá ser dividida ainda em seletiva e não seletiva; a primeira necessita de receptores específicos na membrana para sinalizar para as partículas, somente depois que será gerado a invaginação, este processo evita o gasto energético desnecessário da célula. E a não seletiva, como já diz no nome, irá englobar as partículas líquidas sem distinção, o que torna este processo inespecífico, portanto, sem tanta eficácia quanto a seletiva. A vesícula pinossoma também irá se fundir ao lisossomo para a digestão (MORAN et al., 2013).
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A exocitose terá como função eliminar essas partículas das células e poderá ser classificada em excreção e secreção. A primeira diz respeito às excretas da célula que são provenientes da digestão, nomeada como clasmocitose. A secreção, como o nome já diz, é muito comum em nossas células secretoras, um exemplo é o suor. As células da pele que secretam o suor, as células do fígado, do pâncreas e todas as células glandulares são exemplos desse processo, pois elas secretam substâncias que utilizaram da exocitose (MORAN et al., 2013; REECE et al., 2015). O processo de exocitose irá ocorrer quando no interior da célula for gerado uma excreção ou secreção, que será englobado por uma vesícula. Como já falado neste tópico, a parede da vesícula é formada por uma bicamada lipídica igual à da membrana plasmática, utilizando-se de ATP a vesícula irá em direção a membrana, assim que ambas realizarem o contato, com o auxílio de proteínas, as membranas serão fundidas possibilitando que o conteúdo seja liberado no meio exterior. E a vesícula? Por ser da mesma constituição da membrana, elas se fundem e a vesícula começa a fazer parte da membrana plasmática (MORAN et al., 2013; REECE et al., 2015). FIGURA 19 – DESENHO ESQUEMÁTICO TRANSPORTE DE PARTÍCULAS GRANDES FONTE: Reece et al. (2015, p. 138)
RESUMO DO TÓPICO 2 Neste tópico, você aprendeu que: • A água dispõe de propriedades macroscópicas e microscópicas, e características as quais conferem a esta molécula o título de solvente universal. • Os transportes que ocorrem através da membrana plasmática podem ser passivos ou ativos, sem ou com gasto de energia, respectivamente. • Partículas grandes conseguem atravessar a membrana plasmática, utilizando os processos de endocitose e exocitose.
1 A bomba de sódio-potássio provavelmente é a proteína transportadora
mais importante nas células animais porque mantém os gradientes de concentração do Na+ e do K+, através da membrana celular. Estabelece a diferença de carga elétrica entre os dois lados da membrana que é fundamental para as células musculares e nervosas e promove a facilitação da penetração de aminoácidos e açúcares. Pensando nos princípios do funcionamento da bomba de NA/K ATPase analise as afirmativas a seguir: I- O transportador é arranjado na membrana celular de modo que para cada três sódios bombeados para fora, dois potássios são bombeados para o interior da célula. II- Se utiliza de proteínas canais para o transporte durante a bomba de NA/K. III- Processo que transporta moléculas contra o seu gradiente de concentração. IV- A ATPase é fosforilada e com isso há uma mudança conformacional da proteína, alterando as suas afinidades. V- O tipo de transporte utilizado é o simporte. A seguir assinale a alternativa que contém as frases CORRETAS: a) ( ) Todas estão corretas. b) ( ) As frases I, II, IV estão corretas. c) ( ) As frases I, III e V estão corretas. d) ( ) As frases I, III e IV estão corretas. e) ( ) As frases I, II e III estão corretas.
2 A estrutura de uma célula é composta por núcleo, citoplasma e membrana
plasmática. A membrana plasmática tem três funções principais: revestimento, proteção e permeabilidade seletiva, sendo esta última com função de selecionar quais são as substâncias que vão entrar e sair da célula. Esse transporte de solutos através da membrana plasmática pode ocorrer por dois mecanismos: transporte passivo e transporte ativo. Explique o que diferencia estes transportes e utilize exemplos.
3 Duas fatias iguais de batata, rica em amido, foram colocadas em dois
recipientes, um com NaCl 5M e outro com H2O. A cada 30 minutos as fatias eram retiradas da solução de NaCl 5M e da água, enxugadas e pesadas. A variação de peso dessas fatias é mostrada no gráfico a seguir.
Explique a variação de peso observada na fatia de batata colocada em NaCl 5M e a observada na fatia de batata colocada em água.
TÓPICO 3
LABORATÓRIO DE BIOQUÍMICA
1 INTRODUÇÃO
2 VIDRARIAS
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Você deve estar se perguntando: mas e a precisão? Bom, você realiza a primeira parte da mistura, todo o reagente sólido com apenas uma parte do líquido no béquer e a finaliza (completa) no balão volumétrico para ter a quantidade exata necessária (MERCE, 2012). • Erlenmeyer: utilizado em titulações (vamos ver sobre este assunto na Unidade 3) e aquecimento de líquidos, pode ser aquecido sobre a tela de amianto, bem como dissolver substâncias. São utilizados para volumes NÃO críticos, “frascos graduados” adequados para estimar volumes (MERCE, 2012). • Proveta: frasco com graduações destinado às medidas aproximadas de um líquido ou solução. Sendo usado para medidas aproximadas, não realiza medições críticas (MERCE, 2012). FIGURA 20 – VIDRARIAS (1) (a) Béquer e bastão de vidro; (b) Balão volumétrico; (c) Erlenmeyer; (d) Proveta. FONTE: <www.pixabay.com>; <www.pixabay.com>; <www.pixabay.com>; <https://www. didaticasp.com.br/proveta-de-plastico-500ml>. Acesso em: 19 set. 2019. • Vidro relógio: recipiente de vidro circular e côncavo, utilizado para realizar pesagem de materiais. É funcional por ser de vidro sendo fácil realizar a sua limpeza e garantindo a não contaminação de materiais (MERCE, 2012). • Funil de vidro: tem a finalidade de auxiliar nas transferências de líquidos quando necessário passar de um frasco para o outro. Pode ser também utilizado para realizar filtrações simples (MERCE, 2012). • Bureta: equipamento calibrado para medida exata de volume de líquidos e soluções; permite o escoamento do líquido ou solução através de uma torneira; é utilizado em um tipo de análise química, denominada titulação (MERCE, 2012).
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• Placa de Petri: muito utilizado no laboratório de microbiologia, é usado para incubar e visualizar o crescimento de microrganismos, como também é utilizado para secagem de compostos. Sempre que incubado ou em repouso, mantenha a sua tampa (porção externa, sem meio de cultura) virada para baixo. Essa recomendação é necessária, pois quando a tampa está virada para cima cria gotículas em sua superfície e acaba pingando no material, o que pode vir a interferir no resultado (MERCE, 2012). FIGURA 21 – VIDRARIAS (2) (a) Funil de vidro; (b) Bureta presa em haste universal com Erlenmeyer; (c) Placa de Petri. FONTE: https://www.didaticasp.com.br/funil-analitico-de-vidro-haste-curta-100mm-125ml; <www.shutterstock.com >; <www.pixabay.com>. Acesso em: 19 set. 2019. • Tubo de ensaio: empregado para fazer reações em pequena escala, principalmente em testes de reação em geral. Pode ser aquecido quando em material específico. Recipientes para sangue, urina ou soro. Na sua maioria são de vidro e possuem tampas, o que facilita seu transporte e seu armazenamento (MERCE, 2012). • Pipeta volumétrica: possui uma ampla abertura na extremidade de sucção, um bulbo oval no centro e uma ponta cônica na extremidade de liberação. Usada para medidas críticas, como para preparar uma solução padrão e como pipetadores. Sua desvantagem é que podem medir um único volume. Possui uma porção para a pipeta até a marcação no tronco acima deste bulbo central, é necessário realizar a secagem de fluido excedente que permanece na parte externa do corpo da pipeta, com cuidado para não entrar em contato com o líquido interno. As pipetas são mantidas na vertical, e a ponta é encostada na superfície interna do recipiente para qual o líquido será transferido (MERCE, 2012). • Pipeta graduada: utilizada para medir pequenos volumes; mede volumes variáveis; são utilizadas com pipetadores; são utilizadas para transferir a capacidade total ou parcial. São utilizadas da mesma forma que a volumétrica, utiliza-se através da sucção por pipetador em que o líquido é puxado até a linha referente a quantidade desejada. Para liberar o volume total da pipeta é preciso deixar o líquido sair enquanto a pipeta é mantida quase na vertical (MERCE, 2012).
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3 TÉCNICAS DE PIPETAGEM
Regras básicas para utilização de pipetas automáticas: • quando utilizar pipeta automática, a pipeta utilizada deve ser adequada ao volume que se deseja pipetar; • sempre verificar se as ponteiras a serem utilizadas estão limpas e são adequadas para a pipeta que está em uso; • toda pipeta automática tem dois estágios no seu êmbolo. No momento de sugar o líquido, o êmbolo deve ser colocado no primeiro estágio ou trava. Para descartar o líquido das ponteiras, o êmbolo tem que ser levado ao segundo estágio. Portanto, NUNCA sugar um líquido ou solução colocando o êmbolo no segundo estágio, pois, caso isso ocorra, o volume pipetado será maior que o valor nominal e, além disso, seu excesso pode penetrar dentro da pipeta automática e danificá-la seriamente; • trocar a ponteira toda vez que uma solução diferente for pipetada para evitar contaminações; • Ponteiras utilizadas na pipetagem de amostras biológicas devem ser SEMPRE descartadas nos descartes apropriados para lixo biológico (solução de hipoclorito de sódio 2%) (ZUBRICK, 2016). Protocolo de execução para pipetagem com pipetas automáticas: 1) selecionar uma pipeta adequada ou ajustar o volume a ser pipetado; 2) colocar a ponteira indicada para a pipeta; 3) pressionar o êmbolo da pipeta até a primeira trava; 4) introduzir a pipeta no líquido na posição vertical e soltar o êmbolo, aspirando o líquido para dentro da ponteira; aguarde 3 segundos após a aspiração para que o líquido se acomode na ponteira. 5) levar a pipeta até o tubo de ensaio, inclinar o tubo e apertar o êmbolo até o final para descartar o líquido pela parede interna do tubo (não deve restar líquido na ponteira); 6) dispensar a ponteira utilizada no descarte (ZUBRICK, 2016).
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Regras básicas para utilização de pipetas de vidro: • certifi que-se sempre se a pipeta está limpa, seca e livre de qualquer avaria antes de introduzi-la nos frascos que contenham soluções ou reativos químicos puros; • nunca pipetar com a boca. Utilizar o pipetador ou a pera. • o pipetador ou a pera deve ser acoplado na extremidade superior da pipeta de vidro. Se a pera estiver sendo utilizada, esvaziar o ar contido dentro dela antes de acoplá-la na pipeta. • sempre utilizar o menisco (curvatura exibida pelo líquido) da solução na altura dos olhos para determinar o volume a ser pipetado com precisão (verifi car fi gura seguinte); • para pipetar o volume desejado com precisão, evitar a formação de bolhas no líquido pipetado (ZUBRICK, 2016). FIGURA 24 – ACERTO DO MENISCO FONTE: Infotec (2010, s.p.) Protocolo de execução para pipetagem com pipetas de vidro: 1) colocar água destilada em um béquer; 2) acoplar o pipetador ou pera de sucção na pipeta graduada ou volumétrica; 3) introduzir a pipeta na água destilada; 4) aplicar sucção e encher a pipeta acima da marca de calibração; 5) remover a pipeta da água destilada; 6) segurar a pipeta na posição vertical, na altura dos olhos, e esvaziar vagarosamente até que o menisco inferior apenas toque a marca de calibração; 7) limpar com papel ou gaze, se necessário; 8) levar a pipeta até o tubo de ensaio, incliná-lo e colocar a ponta da pipeta junto à parede interna do tubo receptor, na posição vertical, deixando-a esvaziar lentamente (ZUBRICK, 2016).
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Quer mais dicas técnicas de pipetagem? Então faça a leitura de Uso Correto de Pipetas, disponível em https://labtest.com.br/wp-content/uploads/2016/09/INFOTEC___ Uso_correto_de_pipetas-1.pdf. DICAS
4 AMOSTRAS BIOLÓGICAS
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5 TÉCNICAS UTILIZADAS NO LABORATÓRIO DE
BIOQUÍMICA As técnicas utilizadas neste setor dizem respeito a investigações nos materiais orgânicos do paciente. É preciso verificar alterações relacionadas ao metabolismo que podem causar patologias.
5.1 CROMATOGRAFIA
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5.2 QUÍMICA LÍQUIDA – ESPECTROFOTOMETRIA
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a) Branco: solução que contém todas as espécies químicas menos a substância a ser dosada (serve para zerar o aparelho). b) Padrão: solução contendo uma concentração conhecida da espécie química a ser analisada. c) Amostra: solução teste. Caso o equipamento não apresente os cálculos finais é possível utilizar fórmulas e cálculos para determinar a concentração de colesterol na amostra a partir das absorbâncias do padrão e da amostra. Colesterol da amostra (mg/dL) = absorbância da amostra X Concentração do padrão Absorbância do padrão Exemplo: Absorbância da amostra = 0,40 Absorbância do padrão = 0,32 Conc. Padrão = 200 mg/dL Colesterol da amostra (mg/dL) = 0,40X 200 = 250 mg/dL 0,32
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Portanto, a espectrofotometria se define como o método que utiliza a capacidade que determinados compostos químicos têm de absorver e refletir determinados comprimentos de onda, para analisar qualitativamente ou quantitativa de amostras biológicas ou moléculas (SILVERSTEIN; WEBSTER; KIEMLE, 2010).
5.3 QUÍMICA SECA
Atualmente, é a técnica mais tecnológica utilizada neste setor de bioquímica, ela vai realizar as mesmas funções que serão conhecidas no espectrofotômetro, no próximo item, porém garantindo uma redução significativa na utilização de reagentes e rejeitos, menor quantidade de amostra para conseguir um resultado confiável e além de ser uma técnica que garante a minimização de erros (JOHNSON & JOHNSON, 2004). Como o nome já diz ela é seca, o reagente é um slide e o único líquido que terá contato com este slide será uma gota de microlitros da amostra do paciente, então somente este resíduo, o slide, será tratado como resíduo infectante. A qualidade do resultado é proveniente da tecnologia utilizada nos slides para reação, eles possuem 6 camadas e a primeira irá minimizar todos os interferentes da amostra. Tem a ausência de processos humanos para fabricação de reagentes e, como o slide vem pronto, diminui as chances de erro também. A sua única desvantagem até o momento é o alto custo do equipamento e dos slides (reagentes), tornando inviável até o momento sua utilização por grande parte dos laboratórios de análises clínicas (JOHNSON & JOHNSON, 2004). FIGURA 29 – SLIDE DE QUIMICA SECA FONTE: https://www.orthoclinicaldiagnostics.com/en-us/home/solutions-products/advancingdry-technologies. Acesso em: 19 set. 2019.
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Veja como é o funcionamento do aparelho da nova geração neste link: https:// www.youtube.com/watch?v=ztCbDUStONc. DICAS
1 A espectrofotometria utilizada no setor de bioquímica pode ser definida
como toda técnica analítica que usa a luz para medir as concentrações das soluções através da interação da luz com a matéria. No laboratório de análises bioquímicas, ela é a principal técnica empregada para transformar os resultados de reações bioquímicas em resultados de laboratório expressos em unidades como mg/dL, mmol/L, nos laudos finais. Explique a “força vital” da espectrofotometria que está fundamentada na lei de Lambert-Beer.
2 O aparelho de espectrofotometria é o principal em um setor de bioquímica
do laboratório, visto que ele consegue realizar diversos testes como: glicose, colesterol, hormônios etc. O aparelho só consegue realizar essa grande gama de exames devido ao seu funcionamento com componentes especializados e que podem ser programados para diferentes ondas. Sabendo do seu funcionamento, relacione as colunas de seus componentes com suas funções:
I- Colimador II- Prisma III- Fenda de passagem IV- Fotocélula(detector) V- Galvanômetro (mostrador) ( ) Detecta e mede a luz transmitida, convertendo o sinal óptico em sinal elétrico = TRANSDUTOR DE ENTRADA. ( ) Decompõe o feixe de luz em violeta, azul, verde, amarelo, laranja, vermelho e infravermelho. ( ) Focaliza o feixe de luz. ( ) Converte a medida do sinal elétrico em números de Absorbância – 0,0 a 2,0 = TRANSDUTOR DE SAÍDA. ( ) Isola comprimentos de onda específicos. Agora escolha a alternativa que possui a ordem CORRETA: a) ( ) I, II, III, IV e V b) ( ) V, II, IV, III e I c) ( ) IV, II, I, V e III d) ( ) IV, I, V, III e II
TÓPICO 4
LABORATÓRIO DE PARASITOLOGIA
1 INTRODUÇÃO
2 AMOSTRAS BIOLÓGICAS
As amostras biológicas pertinentes à parasitologia, há muito tempo não se restringem a somente amostras de fezes, por mais que nos focaremos em técnicas utilizadas para detecção de parasitas nas fezes. Temos atualmente parasitas que se encontram no interior das hemácias, sendo assim, para realizar o seu diagnóstico será necessária uma coleta de sangue. Um exemplo clássico é a visualização de esporozoítos, parasitas causadores da malária nas hemácias que são detectados através de esfregaços sanguíneos (BRENER, 2015). Na forma mais clássica de material biológico para este setor, as fezes, e tanto fezes formadas quanto as liquefeitas podem ser analisadas para pesquisa de parasitas. Só precisamos saber qual a melhor técnica para obter o resultado mais confiável.
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3 FORMAS PARASITÁRIAS
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4 TÉCNICAS NA PARASITOLOGIA
Existem algumas técnicas no setor de parasitologia, pois como vimos, temos diversas formas parasitárias que podemos encontrar nas fezes e cada uma delas tem uma técnica que favorece o seu encontro. FIGURA 32 – TÉCNICAS PARA EXAME PARASITOLÓGICO DE FEZES FONTE: A autora
4.1 EXAME DIRETO OU FRESCO
Técnica específica para pesquisa de trofozoítos em fezes frescas. Para realizar a técnica: • fezes recém emitidas; • lâmina de vidro e lamínula; • espátula de madeira; • solução de NaCl (salina) a 0,85%. Utilizar a espátula de madeira para retirar um fragmento de fezes recém emitidas, aplicar diretamente pequena quantidade na lâmina de vidro e misturar com algumas gotas de solução salina, homogeneizando suavemente. Cobrir com lamínula e observar imediatamente ao microscópio óptico (DE CARLI, 2007).
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4.2 TÉCNICA DE FAUST
Técnica específica para pesquisa de cistos, permitindo também o encontro de ovos leves. Para o procedimento, são necessários os seguintes materiais: • copo plástico descartável; • espátula de madeira; • água; • cálice; • tubo cônico de centrífuga; • gaze; • peneira; • solução de Sulfato de Zinco a 33%; • centrífuga; • alça bacteriológica; • lâmina de vidro e lamínula; • Lugol. É necessário utilizar cerca de 5 g da amostra. Com o auxílio da espátula de madeira colocar a quantidade em um copo plástico descartável e dissolver em cerca de 10 ml de água. Após estar homogeneizado, em uma peneira depositar uma gaze com 4 dobras para a retirada de grandes sedimentos, e passar o filtrado para o cálice. Com a mistura filtrada, colocar em tubo cônico até a marca de 10 ml, fechar o tubo e levar para a centrífuga por 1 minuto a 2500 rpm. Quando o tubo sair da centrífuga será possível observar que o material se depositou no fundo do tubo. Na sequência, verter o líquido (sobrenadante) e voltar a preencher o tubo com 10 ml de água. Homogeneizar o fundo novamente com a água para novamente centrifugar; repetir este processo até que o sobrenadante esteja límpido. Quando chegar ao sobrenadante límpido verter a água e preencher o tubo com 10 ml de Solução de Sulfato de zinco 33% e centrifugar novamente. Após a centrifugação não verter o sobrenadante, o sulfato de zinco exerce uma diferença de gravidade na amostra, os cistos que são mais leves ficam na superfície da amostra enquanto os detritos se depositam no fundo do tubo (FREITAS; GONÇALVES, 2015). Depois de centrifugada, a amostra com o sulfato de zinco 33% formará uma película na superfície do tubo, a qual será coletada com a alça bacteriológica e depositada em cima da lâmina de vidro e acrescida de uma gota de Lugol. Sobrepor a lamínula e analisar diretamente no microscópio (FREITAS; GONÇALVES, 2015).
4.3 TÉCNICA DE HOFFMANN
Técnica também conhecida como sedimentação espontânea ou Lutz, é utilizada para a pesquisa de ovos e alguns cistos. Na técnica, vamos utilizar os seguintes materiais:
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• copo plástico descartável; • espátula de madeira; • água; • cálice; • gaze; • peneira; • pipeta de Pasteur; • lâmina de vidro e lamínula; • Lugol. A técnica se inicia da mesma forma que a de Faust: é necessário dissolver cerca de 5 g da amostra em um copo plástico com água e após peneirar com gaze de 4 dobras para a retirada de grandes detritos. Passar o filtrado para o cálice e aguardar de 2 a 24 horas para então, com a pipeta de Pasteur, retirar o fundo que se formou no cálice. Pingar uma gota em lâmina de vidro juntamente com uma gota de Lugol. Sobrepor a lamínula e analisar imediatamente em microscópio ótico (DE CARLI, 2007).
4.4 TÉCNICA DE WILLIS
É um método de pesquisa, assim como o Faust, para ovos leves. É muito utilizada na suspeita de Ancilostomídeos. O seu princípio se baseia novamente na diferença de gravidade, fazendo com que os ovos leves flutuem. Para a sua realização, os materiais utilizados serão: • copo plástico descartável; • espátula de madeira; • água; • sal ou açúcar; • lâmina de vidro e lamínula; • Lugol. Pode ser realizado no mesmo frasco que foram recebidas as fezes. Homogeneizar com uma solução saturada de sal ou açúcar. Assim que homogeneizado completar o volume total do recipiente (até a borda), apoiar na sua superfície uma lâmina que fique em contato com o líquido e deixar repousando por 5 minutos. Ao final do tempo, retirar rapidamente a lâmina, pingar o Lugol, sobrepor a lamínula e levar ao microscópio óptico (FREITAS; GONÇALVES, 2015; DE CARLI, 2007).
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4.5 TÉCNICA DE BAERMANN & MORAES
Técnica de sedimentação por centrifugação, ou seja, a sedimentação do material desejado vai ocorrer depois que a amostra for centrifugada. Método que se utiliza do hidrotermotropismo (preferência por água quente) das larvas vivas do Strongyloides stercoralis. Os materiais necessários para a técnica são: • estante para Baermann; • tubos de cônico; • peneira e gaze; • lâminas e lamínulas; • tubo de látex e pinça de Mohr; • funil; • água aquecida a 45ºC. Em um funil com extremidade inferior fechada, pode ser utilizado uma pinça de Mohr, preencher a mesma com a água aquecida até a quantidade para que, ao apoiar uma peneira com a gaze as fezes, ambas estejam em contato. Aguardar no mínimo 3 horas e após o tempo de repouso abrir a extremidade inferior do funil e passar o conteúdo para um tubo cônico. Com o material no tubo realizar uma centrifugação com baixa rotação (DE CARLI, 2007). Depois de centrifugado, coletar o material sedimentado no fundo do tubo cônico para depositar em lâmina de vidro com gota de Lugol, sobrepor a lamínula e observar em microscópio óptico imediatamente (DE CARLI, 2007).
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TÓPICO 4 | LABORATÓRIO DE PARASITOLOGIA
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No diagnóstico de alterações parciais dos mecanismos de controle endócrinos, é possível utilizar três tipos de testes funcionais: dosagens hormonais seriadas; dosagens de pares hormonais; e testes de reserva endócrina e retroalimentação. Todos são de máxima importância para o diagnóstico, mas podem sofrer a influência de inúmeros fatores que tornariam sua interpretação bastante complexa: • Dosagens hormonais seriadas: em algumas circunstâncias, a variação da secreção hormonal reflete processos pouco compreendidos de exacerbação ou de remissão de patologias. Por exemplo, em alguns casos, para o diagnóstico confirmatório de hiperparatireoidismo, podem ser necessárias dosagens seriadas dos níveis de cálcio e PTH (paratormônio) por períodos prolongados • Dosagem de pares hormonais: como o sistema endócrino funciona basicamente em razão de respostas de retroalimentação (feedback), o doseamento de pares hormonais permite uma avaliação mais adequada dos níveis individuais. Elevados níveis de ambos os pares hormonais são compatíveis com os mecanismos de várias doenças • Testes dinâmicos da função endócrina: baseiam-se em estímulo ou supressão da produção hormonal, de modo que um agente estimulador da secreção hormonal é administrado e a resposta secretória da glândula-alvo avaliada • Testes de estímulo: são utilizados na suspeita de hipofunção endócrina para avaliar a capacidade de reserva de síntese e secreção hormonal. Esses testes são realizados de duas maneiras: administração de um hormônio trófico para testar a capacidade de o órgão-alvo aumentar a produção hormonal; estimulação da secreção de um hormônio trófico endógeno ou fator estimulador e medição do efeito desses estímulos. • Testes de supressão: são utilizados em casos de suspeita de hiperfunção endócrina. A falência da supressão nesses testes indica a presença de secreção autônoma do hormônio da glândula-alvo ou de hormônios tróficos (hipofisários ou de sítios ectópicos) que não estão sob retrorregulação normal, situação presente em adenomas, por exemplo. Provas da função endócrina pancreática A porção endócrina pancreática está diretamente envolvida na manutenção da glicemia plasmática por meio da secreção de insulina e do glucagon. Condições de hiperglicemia ou hipoglicemia são fortes indicadores de diabetes melito. A confirmação do diagnóstico de diabetes melito envolve a constatação da glicemia de jejum igual ou superior a 126 mg/dℓ em duas ocasiões de mensuração, ou glicemia igual ou superior a 200 mg/dℓ após 2 h no teste de sobrecarga oral de glicose, ou glicemia igual ou superior a 200 mg/dℓ coletada em qualquer horário desde que haja sintomas de diabetes, como polidipsia, poliúria, entre outros.
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• Aumento do pH, decorrente da degradação da ureia e sua conversão em NH3 por bactérias produtoras de urease • Redução da glicose na amostra, em decorrência da glicólise por parte de bactérias • Redução dos níveis de cetonas, uma vez que essas substâncias podem sofrer volatilização • Diminuição da bilirrubina, por exposição à luz • Diminuição do urobilinogênio, por sua oxidação e conversão em urobilina • Bactérias reduzem nitrito a nitrato e este pode aumentar sobremaneira na amostra • Aumento da população bacteriana, pela disponibilidade de substrato para o seu crescimento • Aumento da turvação da amostra, decorrente da maior população bacteriana e da precipitação de materiais amorfos • Ruptura de eritrócitos e desintegração dos cilindros, em virtude do aumento do pH da amostra • Alterações da coloração da amostra, por oxidação ou redução de seus compostos. Aspecto da amostra Interpretação Transparente Normal Ligeiramente turva Cristaúria, bacteriúria, leucocitúria, células epiteliais, hematúria, filamentos de muco Nitrito Interpretação Ausente Normal Presente Infecção bacteriana, especialmente após Gram-negativo (especialmente E. coli) Cor Interpretação Incolor Normal Verde Recente ingestão de líquidos Avermelhada Presença de sangue/contaminação menstrual Marrom-escura Eritrócito oxidado, uso de metildopa e metronidazol Âmbar-alaranjada Consumo de cenoura, vitamina A, medicamentos Tabela R34.1 Amostras de urina: aspecto, presença ou ausência de nitrito e coloração. Caracteres físicos Parâmetros Valores de referência Volume 50 mℓ
Densidade 1.030 1.005 a 1.025 Ph 6.0 5.0 a 6.5 Cor Amarelo-citrino
Aspecto Límpido Límpido Tabela R34.2 Parâmetros avaliados na urina 1.
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Análise química
Glicose Negativa Negativa Proteínas Negativas Negativas Corpos cetônicos Negativos Negativos Pigmentos biliares Negativos Negativos Urobilinogênio 0,2 mg/dℓ Até 1 mg/dℓ Hemoglobina livre Negativa Negativa Nitrito Negativo Negativo Análise microscópica
Células epiteliais Raras Raras Leucócitos < 1/campo < 5/campo Hemácias < 1/campo < 5/campo Cilindros Ausentes Raros hialinos Cristais Ausentes Ausentes Corpos cetônicos urinários Os corpos cetônicos surgem na urina a partir das seguintes situações: quando a ingestão de carboidratos da dieta é insuficiente, em estados de desnutrição ou quando os carboidratos não podem ser aproveitados como fonte de energia, como ocorre no diabetes melito. Normalmente, a presença de corpos cetônicos na urina ocorre em quantidades desiguais, sendo 78% de ácido beta-hidróxibutírico, 20% de ácido acetoacético e 2% de acetona. A principal ocorrência de corpos cetônicos na urina é no diabetes melito descompensado, uma vez que, nessa condição, a carência de insulina impede a internalização da glicose nas células para que esta seja oxidada e o ATP produzido. Exame de fezes e provas da função gastrintestinal Coleta de amostra fecal É feita em recipiente adequado, em geral fornecido pelo laboratório. O paciente deve ser orientado a impedir que as fezes se misturem com a urina ou mesmo com outras substâncias utilizadas na higiene pessoal. A coleta pode ser feita no dia do exame ou na véspera, desde que o recipiente seja armazenado na porta da geladeira por até 12 h. Pode-se avaliar as condições do trato gastrintestinal, bem como diagnosticar diversas morbidades em virtude dos exames laboratoriais. As amostras fecais coletadas ao acaso são adequadas para realização de provas qualitativas para a detecção de sangue e exame microscópico para a detecção de leucócitos e matéria não digerida, como as fibras alimentares. No entanto, para uma avaliação quantitativa, é necessária a obtenção de amostras com tempo determinado, para avaliar a produção diária. Em vista da variabilidade dos hábitos intestinais, a amostra mais representativa com tempo marcado é a de 3 dias.
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Gênero Gás em glicose Lactose Manita Mobilidade Indol Citrato H2O Urease DA LDC Escherichia +/– +/– + +/– + – – – – + Aerobacter + +/– + + – + – – – + Klebsiella + +/– + – – + – + – + Hafnia + – + + – + – – – + Citrobacter + +/– + + – + + – – – Arizona + +/– + + – + + – – + Salmonella + – + + – + +/– – – + Shigella – – +/– – +/– – – – – – Providence +/– – +/– + + + – – + – Proteus +/– – – + + – + +
Tabela R34.3 Identificação bioquímica – provas de identificação rápida. Sangue oculto A presença de mais de 2 mℓ de sangue por 150 g de material fecal indica uma condição patológica. Como o sangue pode não ser visível e, portanto, estar oculto no material fecal, deve-se proceder à investigação da presença de hemoglobina, que indica a presença do sangue. Esse teste é útil para diagnosticar processos tumorais no TGI, como os cânceres de cólon do intestino. Coprocultura É o exame bacteriológico das fezes, geralmente humanas, muito utilizado em casos de gastrenterite adulta. A classificação das bactérias que podem provocar diarreia pode ser resumida em invasoras e toxigênicas. Após a coleta, é realizado o plantio do material em um meio de enriquecimento ou um meio seletivo. • Bactérias invasoras: são bactérias colonizadoras do tubo gastrintestinal. Podem produzir toxinas e evoluir atingindo outros locais. Exemplos: Shigella, Salmonella, Yersinia enterocolitica, Campylobacter jejuni e alguns sorotipos de Escherichia coli • Bactérias toxigênicas: libera uma toxina para dissolver alimentos para sua nutrição, provocando, assim, atividade patogênica no indivíduo. São exemplos de bactérias que produzem toxinas Clostridium difficile, Clostridium perfringens, Vibrio parahemoliticus, Sthapylococcus aureus e Escherichia coli. Parâmetros mais frequentes no exame de fezes Os parâmetros mais frequentemente observados no exame de fezes são a coloração, a consistência e o aspecto.
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1 Em relação à técnica para exame parasitológico, analise as afirmativas:
I- A motilidade dos trofozoítos presentes em fezes recentemente emitidas podem ser observados ao exame direto a fresco. II- Em fezes formadas, a pesquisa de cistos Giardia lamblia podem ser pesquisados pela técnica de Faust, porém é necessário que sejam coletadas três amostras em dias alternados para evitar falsos-negativo. III- Para pesquisa de ovo do Ancilostomídeo (Ancylostoma duodenale) a técnica mais específica seria a de Willis, que usa o princípio de utilizar soluções de densidade elevada para levitação de ovos leves. Indique a alternativa contenha as afirmativas CORRETAS. a) ( ) Somente a I e II. b) ( ) Somente a II e III. c) ( ) Somente I e III. d) ( ) Somente II. e) ( ) Todas estão corretas.
2 No setor de parasitologia quando realizamos técnicas para analisar
TÓPICO 1 – pH E SISTEMA TAMPÃO
TÓPICO 2 – TRANSMISSÃO DO IMPULSO NERVOSO
TÓPICO 3 – ELETRODOS NOS EXAMES
TÓPICO 4 – LABORATÓRIO DE HEMATOLOGIA
TÓPICO 5 – LABORATÓRIO DE IMUNOLOGIA
TÓPICO 6 – LABORATÓRIO DE MICROBIOLOGIA
vamos em frente! Procure um ambiente que facilite a concentração, assim absorverá melhor as informações.
TÓPICO 1
pH E SISTEMA TAMPÃO
1 INTRODUÇÃO
Caro acadêmico, vamos começar esta unidade relembrando da molécula de água, tão comentada na unidade anterior. Vamos aprender o conceito de pH (potencial hidrogeniônico), tão importante para o meio ambiente como para o nosso organismo. Mesmo sem perceber, constantemente nosso organismo está produzindo e liberando substâncias, tanto ácidas como básicas e, dessa forma, necessita que ocorra constantemente um equilíbrio para manter o bom funcionamento do corpo humano. Como o organismo pode manter esse equilíbrio? Você lembra do chamado sistema tampão? Isso mesmo, através de reações e ligações químicas, nosso organismo consegue manter o equilíbrio quando em estado saudável. O pH sanguíneo é 7,4, aproximadamente, sendo considerado discretamente básico, pois qualquer leve mudança pode vir a prejudicar o funcionamento das células, visto que possuem atividades bem sensíveis. Mas, você de fato lembra o que são substâncias ácidas, básicas e o funcionamento de uma substância tampão? Vamos começar nosso estudo relembrando as defi nições.
2 IONIZAÇÃO DA ÁGUA
Ionização é quando uma molécula adquire uma característica carregada, sejam cargas positivas ou negativas. A água é uma molécula que pode se ionizar, pois é uma molécula que se dissocia formando um íon hidrogênio (H+) e o íon hidróxido (OH-). Esses dois íons, por sua vez, podem voltar a se associar para formar novamente a molécula de água. Esse fenômeno pode ocorrer, apesar de ser extremamente raro, pois apenas 2 em cada 1 bilhão de moléculas a 25 oC irão sofrer a ionização (NELSON; COX, 2019). Com essas informações já é possível calcular o valor do pH e entender como realizar esses cálculos. Iniciaremos pela ionização da água, sendo que é necessária a realização de cálculos como a constante de equilíbrio de dissociação da água (PICOLO, 2014):
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Keq (constante de equilíbrio) = [H+] [OH-] mols/L
[ H2O] Sempre que representamos, por exemplo, a molécula da água como: [H2O], entre os colchetes, estamos nos referindo à concentração de tal substância. IMPORTANTE Dessa forma, é possível determinar a concentração de moléculas de água nela mesma: a concentração da água pura a 25 oC é de 55,5 M. Você lembra, acadêmico, que na Unidade 2 discutimos a respeito de como calcular essa concentração? Na ocasião, vimos também que 1 grama de água equivale a 1 ml de água, junto com o cálculo da molaridade, que utiliza a unidade de mols/L através da equação (REECE et al., 2015): C = m/MM.v C = 1/18.0,001 C = 1/0,018 C= 55,5 mols/L Nessa condição, podemos substituir na equação anterior: Keq (constante de equilíbrio) = [H+] [OH-] mols/L -> [H+] [OH-] mols/L
[ H2O]
55,5M O produto iônico da água representado por Kw (sendo que w significa water - água em inglês), como todas as outras constantes, necessita de uma temperatura padrão, sendo neste caso 25 oC. Qualquer alteração nesta temperatura irá alterar o Kw. É possível obter a constate de Kw multiplicando as concentrações dos íons H+ e OH-. Para chegar no valor exato de Kw, precisamos dos valores das concentrações exatas dos íons, bem como o valor da constante de equilíbrio. Quando mensuramos a condutividade elétrica da água, ou seja, o quanto a água é capaz de carregar elétrons através dela, o valor encontrado é o da constante de equilíbrio. Para que a água possa transferir elétrons através dela, a mesma precisa estar ionizada e a ionização da água é uma constante de dissociação, assim podemos determinar, através da condutividade da água, a constante de equilíbrio, que a 25 oC é 1,8 X 10-16M (OLIVEIRA et al., 2014).
Novamente, vamos substituir na fórmula:
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(55,5 M) . (Keq) = = [H+] [OH-] = Kw Kw = (55,5M) . (1,8 x 10-16) = 1,0 x 10-14 M2 O molar final se encontra ao quadrado (2), pois temos duas notações de molar nesta fórmula, o que gera o M2. Quando chegamos neste valor estamos falando da multiplicação da concentração de íons H+ x OH-, ou seja, o valor de 1 x 10-14 M2 é a representação da água neutra. Ao separar os íons, pode-se utilizar a raiz quadrada, sendo Kw = raiz quadrada de 1 x 10-14 M2. Desta forma chegaremos à concentração de 1 x 10-7 M. O cálculo tem o intuito de demonstrar que a água é neutra, possui concentrações de íons H+ e OH- sempre iguais. Quando houver o aumento da concentração de H+ a concentração de OH- diminui e vice-versa (OLIVEIRA et al., 2014). Devido à notação de 1 x 10-7 M ser muito pequena, os cientistas transformaram o valor da concentração de íons H+ em pH, pois a letra “p” em notação logarítmica significa – log da concentração de algum componente, ou seja, quando falamos de pH estamos nos referindo a – log da concentração de H+. Em uma situação neutra, podemos representar da seguinte maneira (PINTO, 2017): [H+] = [OH-] = 1 x 10-7 M Substituindo: pH = -log [H+] pH = - log 1 x 10-7 M pH = - (-7) pH = 7 pOH = -log [OH-] pOH = - log 1x 10-7 M pOH = - (-7) pOH = 7 Portanto, tanto o pH quanto o pOH são iguais a 7 para a água neutra. Quando o pH cai a concentração de íons H+ sobe e OH- cai (lembre-se: pH é – log da concentração), e, desta maneira, é inversamente proporcional. Da mesma maneira, quando o pH eleva, a concentração de íons H+ cai e OH- sobe (REECE et al., 2015). Agora que conseguimos decifrar de onde vieram esses números e comentamos que a água neutra tem pH 7, vamos verificar como isso fica em uma escala de pH.
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3 ESCALA DE pH
TÓPICO 1 | pH E SISTEMA TAMPÃO
precisa ser finamente regulado em todos os sistemas biológicos para que ocorra o bom funcionamento do organismo, sendo controlado através de sistemas tampão (NELSON; COX, 2019). Antes de aprendermos como os sistemas tampão vão agir no organismo, vamos deixar bem claro as definições do que é ácido e base.
4 DEFINIÇÃO DE SUBSTÂNCIAS ÁCIDAS
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5 DEFINIÇÃO DE SUBSTÂNCIAS BÁSICAS OU ALCALINAS
6 SISTEMA TAMPÃO
As soluções tampão são aquelas que não sofrem grandes alterações em seu pH ou pOH quando recebem um ácido forte ou base forte. Em outras palavras, ao adicionarmos um ácido forte ou uma base forte no sangue humano, ele não vai sofrer grandes alterações em seu pH ou pOH já que o sangue humano é um exemplo de solução tampão, como veremos ainda neste tópico (NELSON; COX, 2019). Então, o que é a solução tampão? Ele é basicamente uma mistura que contém um sal associado com um ácido ou com uma base. Será associado com um ácido quando o tampão for ácido, ou seja, um pH menor que 7. Já o tampão básico é o sal associado com uma base, ou seja, o pH será maior que 7 (MORAN et al., 2013).
TÓPICO 1 | pH E SISTEMA TAMPÃO
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substância sempre vai tentar primeiramente manter a sua constante, dissociando e associando os componentes para não haver alteração de pH no meio (REECE et al., 2015). Sabendo que a solução tampão fará o possível para manter o Ka em equilíbrio, assim, a base conjugada irá se deslocar para consumir o H+ que estará em excesso na solução. Este movimento de associação das bases com os H+ livres pode parar de ocorrer, fazendo com que o pH deste meio comece a sofrer alterações (OLIVEIRA, 2014). Quando trabalhamos com uma base fraca juntamente a um ácido conjugado, supomos que as quantidades de bases conjugadas no meio irão aumentar, interferindo no valor final de Ka e do pH do meio. Contudo, isso não irá acontecer, pois o Ka é a nossa constante. Nesta reação irá acontecer o inverso, o ácido irá se dissociar para aumentar a concentração de íons H+, assim com o aumento desses íons poderão captar as bases que estão em excesso no meio, fazendo assim com que a sua concentração de bases diminua e mantendo o Ka constante (PINTO, 2017). FIGURA 2 – ESQUEMA DE ASSOCIAÇÃO DE SOLUÇÃO TAMPÃO BÁSICA FONTE: A autora Podemos concluir então que mesmo adicionando ácido ou base a um meio contendo solução tampão, o pH sempre tenderá a se manter estável em decorrência da constante de equilíbrio, a qual se mantém devido à dissociação do denominador e a associação dos numeradores. Logo, tampão será todas as soluções que impedem a ocorrência de variações bruscas de pH em uma determinada faixa quando adicionado ácido ou base ao meio (MORAN et al., 2013).
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7 TITULAÇÃO ÁCIDO-BASE
Titulação nada mais é do que o procedimento no qual adicionamos um ácido ou uma base ao meio que contem ácido ou base. Antes de começarmos a ver exatamente como isso vai ocorrer, vamos entender como ocorre a neutralização para verificar como podemos nos utilizar desta técnica, pois a neutralização é quando o H+ do ácido vai reagir com OH- da base formando água (H2O), por isso, o nome de neutralização (NELSON; COX, 2019). Lembrando que o ácido irá começar sempre com o elemento H e sempre irá liberar H+ e as bases sempre terão no seu final o elemento OH e irão liberar OH-. NOTA Vamos observar através do exemplo: Temos: HCl (ácido clorídrico) + NaOH (hidróxido de sódio), verifique o que cada um está liberando: H+ do ácido e OH- da base, assim um vai reagir com o outro e associando H++ OH-, temos como resultado H2O. Devido a esta formação, cuja reação é e produzimos água que é um componente, como vimos anteriormente, neutro (REECE et al., 2015). Junto com a reação de neutralização temos a reação de salinização, caracterizada pela formação de sal. Vejamos o mesmo exemplo citado acima: tirando o H+ do ácido e OH- da base que já formaram a água, o que sobra? O Cle o Na+, certo? São elementos que podem se associar formando o NaCl (cloreto de sódio). No final da reação temos então a formação de água e cloreto de sódio (PICOLO, 2014). Agora que já vimos como esta reação ocorre, vamos falar sobre a titulação ácido-base, mas para que serve a titulação? A titulação irá determinar a concentração de uma substância em uma solução. O que vamos utilizar para realizar este procedimento? Vamos precisar de uma bureta, suporte universal e Erlenmeyer (vistos na Unidade 2 deste livro).
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TÓPICO 1 | pH E SISTEMA TAMPÃO
próxima gota cair no Erlenmeyer, irá ocorrer a mudança de cor devido à presença da fenolftaleína. Isso acontece porque a solução não é mais ácida, agora ela passou a ter mais moléculas de OH-, caracterizando uma solução básica. Este é o momento chamado de ponto de viragem e devemos fechar a torneira da bureta. Este processo poderia ocorrer ao contrário também, pois serve para indicar quando um meio muda a sua cor e desta forma identificamos quando parar a titulação (MORAN et al., 2013). Ao fechar a torneira da bureta podemos avaliar o quanto gastamos da solução básica, como esta possuía a concentração conhecida, e o volume utilizado. Podemos, a partir da equação de concentração, calcular quantos mols de base foram utilizados. É importante ressaltar que eles são proporcionais, ou seja, para cada 1 mol de base é preciso de 1 mol de ácido. Desta forma, podemos saber exatamente quantos mols de base foram utilizados, sendo a proporção 1 para 1, o número de mols de base utilizados condiz com o número de mols de ácido que tinha na solução de concentração desconhecida (REECE et al., 2015). Agora com o número de mols de ácido, o valor do volume utilizado (desconsidere o que foi acrescentado na diluição, utilizar o valor inicial) pronto, podemos utilizar a fórmula e calcular a concentração molar do ácido também. Para visualizar na prática como esta reação é feita no laboratório veja o vídeo disponível no link: https://www.youtube.com/watch?v=14A4BO79KpY. DICAS
8 SISTEMA TAMPÃO BIOLÓGICO BICARBONATO/ÁCIDO