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Type: Tese de Doutorado
Title: Medidas e modelagem do transporte de água e osmorregulação em células renais individuais usando pinça óptica e videomicroscopia
Authors: Aline Duarte Lucio
First Advisor: Oscar Nassif de Mesquita
Abstract: Transporte de água é um processo essencial em qualquer célula. Nós desenvolvemos uma técnica que nos permite medir transporte de água em células únicas isoladas sujeita a um choque osmótico, usando pinça óptica e videomicroscopia. Em nossos experimentos, estamos utilizando células epiteliais renais do tipo MDCK. O uso da pinça óptica juntamente com a videomicroscopia nos permite obter uma medida direta da variação do volume celular em função do tempo, e podemos observar claramente a saída de água da célula devido ao choque hiperosmótico e a subsequente entrada de água na célula devido à processos de regulação do volume celular, sem a interação com outras células ou com o substrato. Como na literatura não encontramos modelos de transporte de água em células onde se leva em conta os mecanismos de regulação de volume, nós propomos neste trabalho um modelo fenomenológico de transporte de água onde se leva em conta a regulação de volume e que ajusta muito bem nossas observações experimentais. De nosso modelo, duas escalas de tempo aparecem naturalmente: um tempo curto relativo ao transporte de água e um tempo longo relativo ao transporte de soluto para regiões osmoticamente ativas que é responsável pela regulação do volume celular. Além disto, em nossos experimentos, além de obtermos a permeabilidade celular da água, obtivemos também a taxa de fluxo de soluto para a regulação do volume celular e o volume regulatório (volume atingido pela célula após a regulação), parâmetros estes que não foram medidos antes e que parecem ser importantes para a análise do efeito de hormônios e drogas nas células, como foi evidenciado por nossos experimentos com a adição do hormônio antidiurético ou arginina-vasopressina.
Abstract: Water transport is an essential process in any cell. We developed a technique that allows us to measure water transport in a single isolated cell under osmotic shock, using optical tweezers and videomicroscopy. We use a well-studied kidney cell (MDCK) for the experiments. The use of optical tweezers together with videomicroscopy allowed us to directly measure cell volume variation as a function of time, and clearly observe the out°ow of water due to osmotic up-shock and the subsequent in°ow of water due to regulation processes, without the interaction withother cells or substract. Since in the literature there is no model of water transport in cells that takes into account cellular volume regulation, we propose in this work a phenomenological model of transport that takes volume regulation into account and that ¯ts very well our experimental observations. From our model, two time scales appear naturally: a fast one related to transport of water and a slow one related to transport of solutes towards osmotically active regions that is responsible for cellular volume regulation. Therefore, in our experiments we are able to obtain in addition to water permeability, the solute in°ux rate for cellular volume regulation and the regulatory volume (cell volume after regulation), parameters not measured before and that seem important to properly analyze the e®ects of hormones and drugs on cells, as evidenced by our measurements with the addition of the anti-diuretic hormone or arginine-vasopressin.
Subject: Física
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/ESCZ-5SJHPG
Issue Date: 5-Sep-2003
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