Vídeo de aula prática - Osmoticidade e Tonicidade

variações do volume celular dentro de um organismo as células estão banhadas por um líquido conhecido como líquido extracelular que nada mais é do que uma mistura de água sais e alguns nutrientes o líquido extracelular está sujeito a variações na sua composição e concentração seja por um aumento ou por uma redução Na quantidade de água ou ainda por uma variação na porção de sais no nosso dia a dia várias são as situações que podem levar a variações na concentração do líquido extracelular podemos considerar aqui por exemplo o excesso de suor a diarreia o vômito o excesso

de ingestão de água a ingestão de muito sal e o excesso de urina comum em pacientes com diabetes todos estes são fatores que influenciam na composição do líquido extracelular quando há alguma alteração na concentração do líquido extracelular nosso organismo trabalha para corrigir isso e enquanto a concentração do líquido extracelular não é reestabelecida nossas células estão sujeitas a variar seu volume podendo ou não recuperar o seu estado original a regulação de volume Talvez seja um dos mais antigos mecanismos que as células tiveram que desenvolver durante o processo evolutivo e é importante ter em mente que para

uma célula funcionar bem a manutenção de seu volume é fundamental mas antes de darmos início à vamos rever alguns conceitos básicos a respeito do volume celular a primeira questão a ser levantada é em o que consiste os conceitos de meio qualquer reduz esse meio passa a ser hiposmótico em relação à sua situação Inicial por outro lado quando a concentração osmótica de um meio aumenta ele passa a ser hiperosmótico em relação à sua situação Inicial essa variação na concentração osmótica do Meio tem como consequência uma variação do volume celular por osmose a osmose é o fluxo

de água para dentro ou para fora da célula sempre a favor do seu GR de concentração a solução leva a um inchaço celular e é denominada solução hipotônica enquanto que a solução que gera um murchamento da célula é chamada de solução hipertônica o que de fato corresponde a tonicidade do Meio para a célula mas será que essa variação de volume celular ocorre da mesma forma independente da característica do soluto para responder essa segunda questão faremos um experimento com hemácias de rato da espécie ratos norvégien tax um pento par bital que deve ser injetado intraperitoneal o

rato anestesiado é então colocado em decúbito dorsal e uma incisão é feita com a tesoura na sua cavidade abdominal para posição da artéria horta o vaso é puncionado e o sangue é recolhido em seringa previamente heparinizada para evitar coagulação em seguida o sangue é despejado cuidadosamente em um tubo de ensaio para testar se a variação no volume de uma célula Depende das características do soluto dissolvido no meio faremos uso de três diferentes compostos sacarose ureia e cloreto de sódio as soluções de sacarose que serão testadas estão nas concentrações de 0,1 0,3 e 1 molar as

mesmas concentrações de ureia serão testadas 0,1 0,3 e 1 molar e também de cloreto de sódio 0,1 0,3 e um molar 2 ml de cada uma destas soluções são adicionados individualmente em de ensaio antes de colocarmos o sangue começaremos adicionando as soluções de sacarose nos respectivos tubos o mesmo procedimento é feito para as soluções de ureia e para as soluções de cloreto de sódio agora que todas as soluções já foram adicionadas aos tubos passaremos a adicionar as amostras de sangue duas gotas de sangue de rato são colocadas em cada um dos tubos as duas gotas

de sangue correspondem a um volume de aproximadamente M mas não há necessidade de Rigor nesse volume os tubos contendo o sangue e os diferentes meios são gentilmente homogeneizados e levados à centrífuga para separar as células do plasma para esta separação é utilizada uma rotação de 500 G por 5 minutos preservando assim a integridade das células diante da ação mecânica da centrifugação após a centrifugação os tubos são feridos de volta para a estante e organizados por tipo de soluto e concentração testada passaremos agora a analisar os resultados da experimentação Com base no aspecto dos sobrenadantes Vamos

à sacarose podemos ver que na concentração mais baixa de 0,1 molar de sacarose o sobrenadante encontra-se vermelho enquanto que nas outras concentrações o sobrenadante permanece em color no caso da ureia vemos que independente da concentração testada todos os sobrenadantes encontram-se avermelhados mas quando analisamos os tubos com soluções de cloreto de sódio não evidenciamos nenhum sobrenat avermelhado notamos apenas um aglomerado de células no fundo do tubo assim como visto nas duas concentrações maiores de sacarose vamos refletir um pouco sobre o que aconteceu com as células Com base no que observamos dos sobrenadantes aqui devemos lembrar que

as células podem alterar seu volume em função da osmolaridade do Meio aumentando ou diminuindo de tamanho ou ainda permanecendo com o seu volume original também temos que recordar que em condições fisiológicas perfeitas a osmolaridade do líquido extracelular de ratos assim como de outros mamíferos é de aproximadamente 0,3 osmolar Isso significa que a concentração osmótica é de 0,3 m moles de partículas osmoticamente ativas por litro de líquido extracelular iniciaremos a discussão dos resultados focando nos tubos que continham sacarose as soluções de sacarose contendo 0,1 0,3 e 1 molar de fato continham 0,1 0,3 e um osmolar

de sacarose isto quer dizer que as soluções continham 0,1 0,3 e 1 m de partículas osmoticamente ativas por litro de água focando nas células do primeiro tubo o que vemos é que a sacarose é uma molécula grande que não consegue atravessar a membrana celular da hemácia neste tubo a solução de sacarose é hiposmótico assim maior concentração de água fora da célula Do que dentro dela logo ocorre osmose e a água flui da solução para dentro das células que in até estourar esse processo de rompimento da hemácia é conhecido como hemólise e libera a hemoglobina por

isso a solução acaba ficando vermelha no segundo tubo a sacarose está na mesma concentração osmótica que o líquido do interior da célula Isto é a solução está isosmótica em relação à célula nesse caso o fluxo de água é bidirecional a quantidade de água que flui para dentro e para fora da célula é a mesma e a célula não varia seu volume ou seja além de isosmótica Esta é uma solução isotônica já no terceiro tubo a solução de sacarose é hiperosmótica em relação ao meio intracelular e por isso a água sai das células que acabam por

murchar um aglomerado de células murchas fica no fundo do tubo após a centrifugação mas nós não conseguimos detectar esse fenômeno a olho nu por isso em seguida vamos olhar as células no microscópio e confirmaremos se esta solução é hipertônica passaremos agora a discutir os resultados referentes à soluções com ureia quando as células são submetidas à soluções de 0,1 0,3 e 1 molar de ureia elas também estão submetidas às concentrações de 0,1 0,3 e um osmolar de ureia assim como vimos na sacarose a solução de ureia no primeiro tubo é hiposmótico assim um fluxo de água

para dentro da célula mas agora temos uma variável nova as hemácias são permeáveis à ureia e como na célula não há ureia ocorre um fluxo de ureia para o interior da célula por diferença de concentração para cada molécula de ureia que entra na célula é gerado um novo Gradiente osmótico e mais água entra na célula como resultado a célula incha tanto que acaba por estourar por isso que a solução fica vermelha as células estão emol no segundo tubo a concentração de ureia triplica e portanto mais ureia entra na célula e mais água entra também fazendo

com que mais células estourem e mais rapidamente no terceiro tubo a concentração de ureia no meio é ainda maior então há um grande fluxo de ureia para dentro dentro da célula seguido de água as células mesmo nessa condição hiperosmótica em relação ao meio recebem água devido à grande entrada de ureia e incham até estourar assim percebemos que independente das concentrações osmóticas todas as soluções são hipotônicas agora vamos olhar os resultados das células nas soluções de cloreto de sódio quando as células são submetidas às soluções de cloreto de sódio de 0,1 0,3 e 1 molar elas

estão sendo submetidas ao dobro da concentração osmótica Isto é duas vezes mais partículas osmoticamente ativas por litro de água isso ocorre porque o cloreto de sódio ao ser adicionado na água se dissocia em sódio e cloreto originando duas moléculas osmoticamente ativas enquanto que nem a sacarose e nem a ureia se dissociam assim 0,1 molar de cloreto de sódio corresponde a 0,2 osmolar ou seja 0,2 moles de moléculas osmoticamente ativas por litro de água bem voltando aos resultados no primeiro tubo as células estão expostas à solução hiposmótico molar de cloreto de sódio existe uma pequena diferença

de concentração osmótica entre o meio intracelular e o meio externo que promove um pequeno fluxo de água para dentro da célula com isso a célula incha um pouco mas não estoura assim o meio continua transparente logo quanto à tonicidade essa solução é classificada como hipotônica algumas poucas moléculas de sódio e de cloreto conseguem permear a célula enquanto outras são colocadas para fora por processos passivos e ativos que não serão detalhados aqui no segundo tubo a osmolaridade do meio é de 0,6 osmolar e a solução de cloreto de sódio é hiperosmótica em relação à célula aqui

o gradiente osmótico é inverso e o meio está mais concentrado de soluto que a célula isso faz com que a água flua para fora da célula e a célula murche logo temos aqui uma solução hiperosmótica e hipertônica no terceiro Tubo observamos o mesmo processo mas o gradiente osmótico aqui é maior assim como o fluxo de água para fora da célula dessa forma as células murcham ainda mais mais uma vez temos uma solução classificada como hiperosmótica quanto à osmotique com a ureia também observamos que em todos os tubos o meio permanece transparente Porque não houve hemólise

e as células se aglomeram no fundo por conta da centrifugação para confirmar as justificativas acima observaremos as células do nosso experimento no microscópio invertido quando as células estão nas soluções de cloreto de sódio 0,1 molar e de sacarose 0,3 molar elas encontram-se com o seu volume celular normal Pois estes meios são isosmótica a elas Note que a concentração de cloreto de sódio que é praticamente isosmótica em relação às células é menor que a concentração de sacarose Como já comentamos essa diferença se dá porque o cloreto de sódio ao entrar em contato com a água se

dissocia em sódio e cloreto originando duas moléculas osmoticamente ativas e a sacarose não por outro lado quando as células estão nas soluções de sacarose 0,1 molar e em todas as soluções de ureia elas incham até o ponto que estouram no caso a sacarose a 0,1 molar caracteriza um meio hiposmótico em relação ao meio intracelular enquanto a ureia é um soluto permean às células já os meios com cloreto de sódio a 0,3 e 1 molar e de sacarose a 1 molar por serem hiperosmóticos em relação a célula E pelo fato de serem compostos por solutos não

perme Anes acabam por fazer a célula perder água e murchar com esses resultados fica claro que a tonicidade de uma solução depende da solução apresentar um soluto perme a tonicidade dependerá não somente do Gradiente osmótico mas principalmente do Gradiente do soluto perme assim encerramos nossa discussão sobre me. furg.br ou no CD que acompanha o vídeo n