A avaliação da ocorrência de interações hidrofóbicas em substâncias húmicas toma-se importante pois este tipo de interação pode afetar a dinâmica e a reatividade de contaminantes apoIares no ambiente e influenciar no controle biogeoquímico do carbono no solo, podendo contribuir para a mitigação do efeito estufa. Entretanto, devido à heterogeneidade química das substâncias húmicas associada à baixa energia envolvida neste tipo de interação, evidências ou detecções experimentais são difíceis. Neste trabalho avaliou-se a ocorrência de interações hidrofóbicas em substâncias húmicas e também em alguns componentes do solo utilizando a metodologia de marcador de spin, detectável por ressonância paramagnética eletrônica, e a supressão de fluorescência. A utilização de diferentes marcadores de spin (TEMPO, 5-SASL, 16-SASL e 5-MSSL) possibilitou avaliar que a interação estabelecida com o ácido húmico é predominantemente hidrofóbica. A forte imobilização do marcado r 5SASL no ácido húmico foi confirmada pela diminuição dos valores da taxa de difusão rotacional obtida por simulação espectral (109 s-1 em água e 106 s-1 em presença do ácido húmico). Da análise do comportamento espectral do marcador de spin, observou-se que a conformação estrutural do ácido húmico depende, além do pH, da concentração iônica. Em pH 7,5, foi observado que a utilização de concentrações iônicas acima de 0,1 moI L-1 de c1oreto de sódio favoreceu a formação de sítios hidrofóbicos menos expostos ao meio aquoso (internos). O tempo de hidratação e a concentração de ácido húmico também influenciaram na formação destes sítios. Os experimentos com variação de concentração de ácido húmico e de marcador de spin sugeriram que a estruturação de sítios hidrofóbicos internos, observados principalmente abaixo de pH 5, seja devida à agregação de várias estruturas húmicas menores. Embora tenha sido observada a existência de sítios hidrofóbicos no ácido fúlvico, este apresentou maior dificuldade de agregação em comparação ao ácido húmico, o que foi atribuído ao seu caráter mais hidrofílico. Dos experimentos de supressão de fluorescência, observou-se que a interação do pireno foi influenciada pelas características químicas dos ácidos húmicos extraídos de diferentes solos e sistemas de manejo. Os dados mostraram que quanto maior a aromaticidade do ácido húmico maior foi a interação, sugerindo que as interações estabelecidas ocorrem predominantemente por meio de forças de van der Waals. Não se obteve correlações significativas entre a porcentagem estimada de moléculas de marcadores de spin imobilizadas nos sítios hidrofóbicos internos com as características químicas dos ácidos húmicos. Este comportamento sugeriu que estes sítios podem estar mais associados à conformação estrutural do que à composição química dos ácidos húmicos. Também foi analisado o comportamento espectral do marcador de spin na presença de alguns componentes do solo (fração argila, solo tratado com ácido fluorídrico e ácido húmico). Pelos resultados não se observou imobilização do marcador de spin na fração argila (caulinita), diferentemente do que foi observado para o solo tratado com ácido fluorídrico e ácido húmico. As diferenças na imobilização dos marcadores de spin foram atribuídas aos diferentes teores de carbono de cada amostra. / Hydrophobic interactions can play an important role on the dynamics and reactivity of the apoIar organic compounds in the environrnent as well as the organic carbon dynamic in the global system, and eventually contribute to mitigation of greenhouse effect. However, due to the chemical heterogeneity of humic substances and the low energy involved in the hydrophobic interactions experimental evidences are very difficult to be obtained. ln this work, hydrophobic interactions in the humic substances and some soil components were evaluated through spin labeling, detected by electronic paramagnetic resonance, and fluorescence quenching. Using different spin labels (TEMPO, 5-SASL, 16-SASL and 5-MSSL), it was possible to observe that the interactions established with humic acids are mainly hydrophobic. The decrease of the values of the rotational diffusion rates, obtained from spectral simulation, from 109 s-1 Iin water to 106 s-1 in the presence of humic acid indicated that the spin label was strongly immobilized in the humic acid. The results from the analysis of spectral anisotropy of the spin label showed that conformational aspects of the humic acid are dependent on pH value and ionic strength. For pH around 7.5 and using ionic strength above 0.1 moI L-1 of sodium chloride was noticed an increase in the formation of inner hydrophobic sites. It was noticed that the formation of inner hydrophobic sites also was influenced by hydration time and humic acid concentration. Data obtained using different humic acids and spin label concentration suggested that the inner hydrophobic sites formation (mainly at pH below 5) is due to the aggregation of small humic structures. The existence of inner hydrophobic sites was noticed in the fulvic acid. However, the fulvic acid presented more difficulty to form aggregates, in comparison with humic acid, due to its major hydrophilic characteristic. From data obtained by fluorescence quenching it was observed that the interaction of pyrene was influenced by chemical composition of humic acid samples extracted from different soils and tillage systems. An increase of interactionin samples with higher aromaticity degree was shown, which indicates that the van der Waals forces are prevailing. No correlation between the estimated percentages of spin label molecules immobilized in the inner hydrophobic sites and the chemical characteristics of humic acid samples was obtained. This behavior suggested that the hydrophobic sites in the humic acid are mainly related to structural conformation instead of chemical composition. The mobility trend of spin label in the presence of soil components (clay fraction, fluoridric acid treated soil and humic acid) was also analyzed. No spin label immobilization was noticed in the clay fraction (kaolinite). On the other hand strongly immobilized spin label in the fluoridric acid treated soil and humic acid were observed. The differences in the immobilization were attributed to the carbon content.

A avaliação da ocorrência de interações hidrofóbicas em substâncias húmicas toma-se importante pois este tipo de interação pode afetar a dinâmica e a reatividade de contaminantes apoIares no ambiente e influenciar no controle biogeoquímico do carbono no solo, podendo contribuir para a mitigação do efeito estufa. Entretanto, devido à heterogeneidade química das substâncias húmicas associada à baixa energia envolvida neste tipo de interação, evidências ou detecções experimentais são difíceis. Neste trabalho avaliou-se a ocorrência de interações hidrofóbicas em substâncias húmicas e também em alguns componentes do solo utilizando a metodologia de marcador de spin, detectável por ressonância paramagnética eletrônica, e a supressão de fluorescência. A utilização de diferentes marcadores de spin (TEMPO, 5-SASL, 16-SASL e 5-MSSL) possibilitou avaliar que a interação estabelecida com o ácido húmico é predominantemente hidrofóbica. A forte imobilização do marcado r 5SASL no ácido húmico foi confirmada pela diminuição dos valores da taxa de difusão rotacional obtida por simulação espectral (109 s-1 em água e 106 s-1 em presença do ácido húmico). Da análise do comportamento espectral do marcador de spin, observou-se que a conformação estrutural do ácido húmico depende, além do pH, da concentração iônica. Em pH 7,5, foi observado que a utilização de concentrações iônicas acima de 0,1 moI L-1 de c1oreto de sódio favoreceu a formação de sítios hidrofóbicos menos expostos ao meio aquoso (internos). O tempo de hidratação e a concentração de ácido húmico também influenciaram na formação destes sítios. Os experimentos com variação de concentração de ácido húmico e de marcador de spin sugeriram que a estruturação de sítios hidrofóbicos internos, observados principalmente abaixo de pH 5, seja devida à agregação de várias estruturas húmicas menores. Embora tenha sido observada a existência de sítios hidrofóbicos no ácido fúlvico, este apresentou maior dificuldade de agregação em comparação ao ácido húmico, o que foi atribuído ao seu caráter mais hidrofílico. Dos experimentos de supressão de fluorescência, observou-se que a interação do pireno foi influenciada pelas características químicas dos ácidos húmicos extraídos de diferentes solos e sistemas de manejo. Os dados mostraram que quanto maior a aromaticidade do ácido húmico maior foi a interação, sugerindo que as interações estabelecidas ocorrem predominantemente por meio de forças de van der Waals. Não se obteve correlações significativas entre a porcentagem estimada de moléculas de marcadores de spin imobilizadas nos sítios hidrofóbicos internos com as características químicas dos ácidos húmicos. Este comportamento sugeriu que estes sítios podem estar mais associados à conformação estrutural do que à composição química dos ácidos húmicos. Também foi analisado o comportamento espectral do marcador de spin na presença de alguns componentes do solo (fração argila, solo tratado com ácido fluorídrico e ácido húmico). Pelos resultados não se observou imobilização do marcador de spin na fração argila (caulinita), diferentemente do que foi observado para o solo tratado com ácido fluorídrico e ácido húmico. As diferenças na imobilização dos marcadores de spin foram atribuídas aos diferentes teores de carbono de cada amostra. / Hydrophobic interactions can play an important role on the dynamics and reactivity of the apoIar organic compounds in the environrnent as well as the organic carbon dynamic in the global system, and eventually contribute to mitigation of greenhouse effect. However, due to the chemical heterogeneity of humic substances and the low energy involved in the hydrophobic interactions experimental evidences are very difficult to be obtained. ln this work, hydrophobic interactions in the humic substances and some soil components were evaluated through spin labeling, detected by electronic paramagnetic resonance, and fluorescence quenching. Using different spin labels (TEMPO, 5-SASL, 16-SASL and 5-MSSL), it was possible to observe that the interactions established with humic acids are mainly hydrophobic. The decrease of the values of the rotational diffusion rates, obtained from spectral simulation, from 109 s-1 Iin water to 106 s-1 in the presence of humic acid indicated that the spin label was strongly immobilized in the humic acid. The results from the analysis of spectral anisotropy of the spin label showed that conformational aspects of the humic acid are dependent on pH value and ionic strength. For pH around 7.5 and using ionic strength above 0.1 moI L-1 of sodium chloride was noticed an increase in the formation of inner hydrophobic sites. It was noticed that the formation of inner hydrophobic sites also was influenced by hydration time and humic acid concentration. Data obtained using different humic acids and spin label concentration suggested that the inner hydrophobic sites formation (mainly at pH below 5) is due to the aggregation of small humic structures. The existence of inner hydrophobic sites was noticed in the fulvic acid. However, the fulvic acid presented more difficulty to form aggregates, in comparison with humic acid, due to its major hydrophilic characteristic. From data obtained by fluorescence quenching it was observed that the interaction of pyrene was influenced by chemical composition of humic acid samples extracted from different soils and tillage systems. An increase of interactionin samples with higher aromaticity degree was shown, which indicates that the van der Waals forces are prevailing. No correlation between the estimated percentages of spin label molecules immobilized in the inner hydrophobic sites and the chemical characteristics of humic acid samples was obtained. This behavior suggested that the hydrophobic sites in the humic acid are mainly related to structural conformation instead of chemical composition. The mobility trend of spin label in the presence of soil components (clay fraction, fluoridric acid treated soil and humic acid) was also analyzed. No spin label immobilization was noticed in the clay fraction (kaolinite). On the other hand strongly immobilized spin label in the fluoridric acid treated soil and humic acid were observed. The differences in the immobilization were attributed to the carbon content.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-01-16T17:25:01Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Rodrigo Alves Moreira - 2014.pdf: 6048324 bytes, checksum: 289d0c70e7ed1db107b03924d35a81de (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-01-16T17:37:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Rodrigo Alves Moreira - 2014.pdf: 6048324 bytes, checksum: 289d0c70e7ed1db107b03924d35a81de (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-16T17:37:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese - Rodrigo Alves Moreira - 2014.pdf: 6048324 bytes, checksum: 289d0c70e7ed1db107b03924d35a81de (MD5) Previous issue date: 2014-06-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Cutaneous leishmaniasis is a neglected tropical disease that infects millions of people worldwide, representing a serious public health problem. The miltefosine (MT) is an alkylphospholipid that has been approved for the treatment of breast cancer metastasis and visceral leishmaniasis, although the mechanism of action at the molecular level is poorly understood. Electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy of the lipid spin lebel analog of stearic acid (5-DSA) and the maleimide derivative spin label (6-MSL) covalently bound to membrane proteins showed that the MT causes a large increase in the molecular dynamics of erythrocyte membranes (ghosts) and detergent resistant membranes (DRMs) prepared from erythrocyte membranes. In the vesicles of lipid raft constituents, it was shown that 20 mol% sphingomyelin could be replaced by 20 mol% MT with no change in the molecular dynamics. Furthermore, the effect of MT on DRMs was more pronounced than in erythrocyte ghosts, supporting the hypothesis that MT is a lipid raft modulator. At the reported MT-plasma concentrations found during the treatment of leishmaniasis (31-52μg/mL), our measurements in blood plasma indicated a hemolytic level of 2-5% and also showed that the MT concentration that changes the erythrocyte membrane fluidity to an extent that is detectable by EPR spectroscopy causes about 46% hemolysis. Subsequently, EPR studies performed with the same spin labels in the membrane of Leishmania (L.) amazonensis (promastigote) showed changes similar to those found in erythrocyte membranes. Cytotoxic effects on the parasites were also evaluated to investigate the relationships between the cytotoxic potential of MT and its ability to alter membrane fluidity. The EPR data showed that the minimum concentration of MT required to cause a change in the parasite membrane occurred near the values of MT concentration which inhibits 50 % of cell growth (IC50); thus, there is a correlation between the cytotoxicity and changes in the membrane. Although these III membrane alterations can be detected using a spin-labeled lipid, our experimental results indicated that MT interacts predominantly with the protein component of the membrane. Cell lysis was also detected by analyzing the supernatants of centrifuged samples for the presence of spin-labeled membrane fragments and cytoplasmic proteins. Using a method for the rapid incorporation of MT into the membrane, these effects were measured immediately after treatment under the same range of MT concentrations that cause cell growth inhibition. Cytotoxicity, estimated via microscopic counting of living and dead cells, indicated ∼ 70% cell death at the concentration of MT at which EPR spectroscopy detected a significant change in membrane dynamics. After this initial impact on the number of viable parasites, the processes of cell death and growth continued during the first 4 h of incubation. The EPR spectra of spin-labeled membrane-bound proteins were consistent with more expanded and solvent-exposed protein conformations, suggesting a detergent-like action. Thus, MT may form micelle-like structures around polypeptide chains, and proteins with a higher hydrophobicity may induce the penetration of hydrophilic groups of MT into the membrane, causing its rupture. / A leishmaniose cut ˆanea ´e uma doenc¸a tropical negligenciada que afetamilh˜oes de pessoas em todo mundo, representando um grave problema de sa´ude p´ublica. A miltefosina (MT) ´e um alquilfosfolip´ıdio aprovado inicialmente para tratamento de cˆancer metast ´atico e tamb´em foi licenciada para o tratamento da leishmaniose visceral, embora seu mecanismo de ac¸ ˜ao a n´ıvel molecular permanec¸a pouco compreendido. A espectroscopia de ressonˆancia paramagn´etica eletr ˆonica (RPE) do marcador de spin lip´ıdico an´alogo do ´acido este´arico (5-DSA) e do marcador de spin derivado do maleimido (6-MSL) ligado covalentemente `as prote´ınas de membrana demonstraram que a MT provoca um grande aumento na dinˆamica molecular das membranas de eritr ´ocito (ghosts) e membranas resistentes `a extrac¸ ˜ao por detergente (DRMs) preparadas a partir de membranas de eritr ´ocito. A t ´ecnica tamb´em demonstrou que em ves´ıculas formadas com lip´ıdios constituintes de rafts, 20 mol% de esfingomielina pode ser substitu´ıdo por 20 mol% de MT, sem qualquer alterac¸ ˜ao em termos de dinˆamica molecular. Al ´em disso, o efeito da MT em DRMs foi mais pronunciado do que em ghosts de eritr ´ocito, consistente com a hip´otese da MT ser um modulador de raft. Na concentrac¸ ˜ao de MT presente no plasma sangu´ıneo durante o tratamento de leishmaniose (31-52 μg/mL), as nossas medidas realizadas diretamente no sangue total indicaram um n´ıvel de 2-5% de hem´olise e tamb´em mostrou que a concentrac¸ ˜ao de MT capaz de alterar a fluidez da membrana de eritr ´ocito a n´ıvel detect ´avel pela espectroscopia de RPE causou cerca de 46% de hem´olise. Posteriormente, estudos de RPE realizados com os mesmos marcadores de spin na membrana de Leishmania (L.) amazonensis (forma promastigota) demonstraram alterac¸ ˜oes similares `as encontradas nas membranas de eritr ´ocito. Os efeitos citot ´oxicos sobre os parasitas tamb´em foram avaliados para investigar as relac¸ ˜oes entre os potenciais citot ´oxicos da MT e sua capacidade de alterar I a fluidez da membrana. Os dados de RPE demonstraram que a concentrac¸ ˜ao m´ınima necess´aria de MT para causar alterac¸ ˜ao na membrana do parasito ocorreu pr ´oximo dos valores de concentrac¸ ˜ao que inibe 50% do crescimento celular (IC50), existindo, portanto, uma correlac¸ ˜ao entre as alterac¸ ˜oes na membrana e a citotoxicidade. Embora o marcador de spin lip´ıdico tamb´em tenha detectado alterac¸ ˜oes na fluidez da membrana, os experimentos de RPE indicaram que a MT atua predominantemente no componente prot ´eico da membrana. A lise celular tamb´em foi detectada atrav´es da an´alise dos sobrenadantes das amostras centrifugadas onde foram encontrados fragmentos de membranas marcadas e tamb´em prote´ınas citoplasm´aticas. Usando um m´etodo para a r ´apida incorporac¸ ˜ao da MT na membrana, os efeitos de citotoxidade foram medidos imediatamente ap´os o tratamento e na mesma faixa de concentrac¸ ˜oes de MT que causam a inibic¸ ˜ao do crescimento celular. A citotoxicidade, estimada atrav´es da contagem microsc´opica das c´elulas vivas e mortas, indicou ∼ 70% de morte celular na concentrac¸ ˜ao de MT em que a espectroscopia de RPE detectou uma alterac¸ ˜ao significativa na dinˆamica da membrana. Ap´os o primeiro impacto no n´umero de parasitas vi ´aveis, o processo de morte e crescimento celular continuou durante as primeiras quatro horas de incubac¸ ˜ao. Os espectros de RPE de prote´ınas de membrana marcadas com o 6-MSL foram consistentes com conformac¸ ˜oes de prote´ına mais expandidas e expostas ao solvente, sugerindo uma ac¸ ˜ao t´ıpica dos detergentes. Nossa interpretac¸ ˜ao ´e que a MT pode formar estruturas semelhantes das micelas ao redor das cadeias polipept´ıdicas, expandindo as prote´ınas e que as prote´ınas com maior hidrofobicidade poderiam induzir a penetrac¸ ˜ao de grupos hidrof´ılicos da MT no interior da membrana, causando sua ruptura e consequentemente a morte da c´elula.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-06-09T21:26:35Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Kelly de Souza Fernandes - 2016: 2715711 bytes, checksum: a2c065301e1443bb424fa23c738e43d2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-06-10T13:24:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Kelly de Souza Fernandes - 2016: 2715711 bytes, checksum: a2c065301e1443bb424fa23c738e43d2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-10T13:24:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Kelly de Souza Fernandes - 2016: 2715711 bytes, checksum: a2c065301e1443bb424fa23c738e43d2 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2016-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Miltefosine (MT) is a alkylphospholipid originally developed for treatment of breast cancer and other solid tumors. It is currently used in the treatment of leishmaniasis, an infectious parasitic disease caused by protozoa of the genus Leishmania, being the first oral drug adopted for this purpose. However, its mechanism of action remains unclear. Electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy of a spin-labeled lipid (5-DOXIL stearate) and a thiol-specific spin label (4-maleimido-TEMPO) in the membrane of axenic amastigotes of L.(Leishmania) amazonensis and peritoneal macrophages from Balb/c mice showed that MT causes significant increase in membrane dynamics at similar concentrations that inhibit parasite growth or are cytotoxic to macrophage. Although these alterations can be detected using a spin-labeled lipid, our experimental results indicated that MT interacts predominantly with the protein component of the membrane. Using a method for the rapid incorporation of MT into the membrane, these effects were measured immediately after treatment. Cytotoxicity, estimated via microscopic counting of living and dead cells, indicated ~80% parasites and macrophages death at the concentration of MT at which EPR spectroscopy detected a significant change in membrane dynamics. Cell viability, analyzed using the MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5- diphenyltetrazolium bromide tetrazolium) reduction assay, showed that 50% inhibitory concentration (IC50) of MT depends on the cell concentration used in the assay. This dependence was analyzed using a theoretical equation involving biophysical parameters such as the partition coefficient of watermembrane and MT concentrations on the membrane and in the aqueous medium. The data showed that cells more sensitive to MT are respectively: erythrocytes, Leishmania promastigotes and Leishmania amastigotes and macrophage. The IC50 value of MT for 4 x 107 parasites/mL was 24,35 M. For the same cell concentration, a significant alteration was detected in the membrane lipid fluidity of parasites to 15 M of MT. The EPR spectra of spinlabeled membrane-bound proteins were consistent with more expanded and solvent exposed protein conformations, suggesting a detergent-like action, with a possible formation of micelle-like structures around polypeptide chains. / A Miltefosina (MT) é um alquilfosfolipídio originalmente desenvolvido para o tratamento de câncer de mama e outros tumores sólidos. Atualmente é utilizada no tratamento da leishmaniose, uma doença infecto-parasitária causada pelo protozoário do gênero Leishmania, sendo o primeiro fármaco de uso oral aprovado para tal fim. No entanto, seu mecanismo de ação ainda é pouco conhecido. A espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) de um marcador de spin lipídico (5-DOXIL estearato) e outro específico de grupo tiol (4-maleimido-TEMPO) na membrana de amastigotas axênicas de L. (Leishmania) amazonensis e de macrófagos extraídos de peritônio de camundongos BALB/c, mostrou que a MT causa um aumento significativo na dinâmica destas membranas para concentrações similares àquelas que inibem o crescimento do parasito ou que são citotóxicas ao macrófago. Embora essas alterações possam ser detectadas usando um marcador de spin lipídico, nossos resultados experimentais indicaram que a MT interage predominantemente com a componente proteica da membrana. Utilizando um método para incorporação rápida da MT na membrana, esses efeitos foram medidos imediatamente após o tratamento. Ensaios de citotoxicidade, estimada via contagem microscópica de células vivas e mortas, indicaram que ~80% dos parasitos e dos macrófagos estão mortos na concentração de MT no qual a espectroscopia de RPE detectou uma mudança significativa na dinâmica da membrana. A viabilidade celular, quantificada pela redução do sal MTT ((3-4,5- Dimetiltiazol-2yl)-2,5 difenil brometo de tetrazolina), mostrou que a concentração de MT que inibe 50% da proliferação celular (IC50) depende da concentração celular usada no ensaio. Esta dependência foi analisada utilizando uma equação teórica envolvendo parâmetros biofísicos tais como o coeficiente de partição membrana-água e concentrações de MT na membrana e no meio aquoso. Os dados mostraram que as células mais sensíveis à MT são respectivamente: eritrócitos, formas promastigotas e amastigotas da Leishmania e macrófagos. O valor do IC50 da MT para 4 x 107 parasitos/mL foi de 24,35 M. Para esta mesma concentração de células, foi detectada uma alteração significativa na fluidez lipídica da membrana dos parasitos com 15 M de MT. Os espectros de RPE do marcador de spin ligados a proteínas da membrana foram consistentes com as conformações mais expandidas e dinâmicas das proteínas expostas no solvente, sugerindo uma ação semelhante à de detergente, com uma possível formação de estruturas tipo micelas em volta das cadeias polipeptídicas.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao Heverton.pdf: 3726246 bytes, checksum: d1604716538cf27f6497805271c49501 (MD5) Previous issue date: 2009-03-31 / Terpenes are a very promising class of skin penetration enhancers especially due to their low potential of irritation in the skin. In this work, we have used the electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy of the small spin label di-tert-butyl nitroxide (DTBN), which partitions the aqueous and hydrocarbon phases, to study the interaction of the terpenes ®-terpineol, 1,8-cineole, L(-)-carvone and (+)-limonene with the uppermost skin layer, the stratum corneum, and the membrane models of 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero- 3-phosphatidylcholine (DPPC) and 1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DMPC). The EPR spectra indicated that the terpenes increase both the partition coe±cient and the rotational di®usion rate of the spin labels in the stratum corneum membranes whereas for DMPC and DPPC bilayers were observed similar e®ects only at temperatures below the liquid-crystalline phase. The EPR parameter associated to probe polarity inside the membranes showed thermotropic induced changes, suggesting relocations of spin probe, which were dependent of the membrane phases. While DMPC and DPPC bilayers showed abrupt changes in the partitioning and rotational correlation time parameters at the phase transitions, the SC membranes were characterized by slights changes in whole interval of measured temperatures, presenting the greatest changes or membranes reorganizations in the temperature range of v50 to v74±C. The results suggest that the terpenes act as spacers that weaken the hydrogen-bonded network at the polar interface thus °uidizing the stratum corneum lipids and, in consequence, increase the permeation of small polar molecules across the membranes. 2 / Os terpenos são uma classe muito promissora de facilitadores de permeação da pele devido aos seus baixos potenciais de irritação na pele. Neste trabalho utilizamos a espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica (RPE) do pequeno marcador de spin di-terc-butil nitróxido (DTBN) que particiona na fase aquosa e hidrocarbônica, para estudar a interação dos terpenos ®-terpineol, 1,8-cineol, L(-)-carvona e (+)-limoneno com a camada superior da pele, o estrato córneo, e membranas modelos de 1,2-dimiristoil-sn- glicero-3-fosfocolina (DMPC) e 1,2-dipalmitoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DPPC). Os espectros de RPE indicaram que os terpenos aumentam o coeficiente de partição e a taxa de difusão rotacional do marcador de spin nas membranas de estrato córneo, enquanto que para as bicamadas de DMPC e DPPC o efeito foi semelhante somente nas temperaturas abaixo da fase líquido-cristalina. O parâmetro de EPR associado µa polaridade do marcador de spin no interior das membranas mostrou mudanças induzidas termotropicamente, sugerindo que a posição média da molécula marcada muda com a temperatura e fases das membranas. Enquanto as bicamadas de DMPC e DPPC mostraram abruptas mudanças nos parâmetros da partição e do tempo de correlação rotacional com as transições de fase, as membranas de EC forão caracterizadas por suaves mudanças em todo o intervalo de temperatura medido, apresentando as maiores mudanças ou reorganizações das membranas na faixa de temperatura de ~50 a ~74°C. Os resultados sugerem que a terpenos atuando como espaçadores dos lipídios que compõem as membranas, enfraquecem as redes de ligações de hidrogênio na interface polar, e isto leva a um aumento da °uidez dos lipídios do estrato córneo e, em consequência, a uma maior permeação de moléculas polares através das membranas.