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Tese

Interação entre quitosana e modelos de membrana celular: filmes de Lagmuir e Langmuir-Blodgett (LB) (2010)

  • Authors:
  • Autor USP: PAVINATTO, FELIPPE JOSÉ - Interunidades em Ciência e Engenharia de Materiais
  • Unidade: Interunidades em Ciência e Engenharia de Materiais
  • Subjects: PROTEÍNAS (ESTUDO); FILMES FINOS; QUITOSANA; FOSFOLIPÍDEOS
  • Language: Português
  • Abstract: Quitosana é um polissacarídeo usado em diversas aplicações biológicas, por exemplo, em entrega controlada de drogas, transfecção, aceleração da cicatrização de feridas e como agente bactericida, entre outras. Em todas essas aplicações, o polímero interage com tecidos e células. Entretanto, embora sua ação seja comprovada, os mecanismos de ação e a interação do polímero com células e biomembranas no nível molecular ainda não são conhecidos. Nesta tese de doutorado, filmes de Langmuir e Langmuir-Blodgett (LB) de lipídios foram usados como modelos de membrana celular para estudar em nanoescala a interação e os efeitos causados pela quitosana. Primeiramente, observou-se que a quitosana, um polieletrólito solúvel em pH ácidos, possui atividade superficial induzida na presença de um filme interfacial de lipídio, demonstrando que o polímero possui interação favorável com membranas. Após adsorver sobre as monocamadas, a quitosana expande as mesmas, o que ocorre apenas até uma determinada concentração de polímero, denominada concentração de saturação. A magnitude dessa expansão é menor para filmes compactos, o que sugere que a quitosana é parcialmente expulsa da interface, localizando-se na subsuperfície. Isso foi comprovado com o uso de filmes LB, que mostraram que filmes mistos com quitosana têm rugosidade cerca de 10 vezes a de filmes puros de ácido dimiristoil fosfatídico (DMP A). Foi possível confirmar que a quitosana penetra na monocamada, formando agregados com até 150 nm de altura. Além disso, a maior orientação das moléculas de fosfolipídios, sugerida por isotermas de potencial de superfície (ilV-A) para filmes de Langmuir, também foi comprovada para os filmes LB por medidas de espectroscopia de geração de soma de freqüências (SFG). Filmes mistos de DMPA e colesterol também foram estudados, sendo que o colesterol provoca condensação nos filmes de DMP A a baixas pressões, mas expande asas monocamadas em altos estágios de compactação. Quando a quito sana interage com os filmes mistos, ela provoca a mesma expansão para todas as monocamadas independentemente da proporção de colesterol na mistura. Embora esse comportamento possa sugerir um papel inerte do colesterol, ele é explicado pela modulação da penetração da quitosana nos filmes pelo colesterol. Isso ocorre porque há um número fixo de pontos de interações eletrostáticas entre os grupos NH3+ da quitosana e P02- do DMP A, o que foi comprovado por medidas de espectroscopia de reflexão-absorção na região do infravermelho com modulação da polarização (PM-IRRAS). Com esta técnica para filmes de Langmuir, e espectroscopia SFG para filmes LB, pôde ser traçado um panorama dos efeitos da inserção de colesterol na membrana de DMP A, seguido da interação da quitosana com a membrana mista. A adição do colesterol ao filme de fosfolipídio acarreta em diminuição da ordem das cadeias de DMP A, detectado por variações nas bandas de us(CH2) e us(P=O) do fosfolipídio no espectro de PMIRRAS, e pela razão u/CH3)/us(CH2) nos espectros de SFG. Por outro lado, a interação da quitosana com esse filme misto causa recuperação da orientação das caudas polares do fosfolipídio, verificada pela análise das mesmas bandas de PM-IRRAS e pela razão u/CH3)/us(CH2), que diminui de 6,62 para 4,58 com a adição de colesterol, mas volta a 5,97 após a interação com o polímero. De forma geral, a ação da quitosana sobre biomembranas é governada principalmente por interações eletrostáticas com lipídios carregados negativamente, na superfície externa das mesmas. Dentre os principais efeitos causados pelo polímero, destaca-se a diminuição da elasticidade da membrana e o aumento da orientação das moléculas de lipídio, que podem ter importantes implicações biológicas. A observação de uma concentração de saturação dos efeitos, na maioria dos casos, sugere quea dosagem e a estrutura química da quitosana devem ser bem controladas para alcançar o efeito biológico desejado
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 13.12.2010
    • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      PAVINATTO, Felippe José. Interação entre quitosana e modelos de membrana celular: filmes de Lagmuir e Langmuir-Blodgett (LB). 2010. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2010. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/88/88131/tde-17122010-152254/. Acesso em: 01 jan. 2026.

    • APA

      Pavinatto, F. J. (2010). Interação entre quitosana e modelos de membrana celular: filmes de Lagmuir e Langmuir-Blodgett (LB) (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/88/88131/tde-17122010-152254/

    • NLM

      Pavinatto FJ. Interação entre quitosana e modelos de membrana celular: filmes de Lagmuir e Langmuir-Blodgett (LB) [Internet]. 2010 ;[citado 2026 jan. 01 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/88/88131/tde-17122010-152254/

    • Vancouver

      Pavinatto FJ. Interação entre quitosana e modelos de membrana celular: filmes de Lagmuir e Langmuir-Blodgett (LB) [Internet]. 2010 ;[citado 2026 jan. 01 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/88/88131/tde-17122010-152254/

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