Análise Termodinâmica da Interação da Nicotina com Modelos de Membranas de Surfactante Pulmonar utilizando Ressonância Magnética Eletrônica

As membranas de surfactante pulmonar são membranas lipídicas especializadas encontradas nos alvéolos dos pulmões e são essenciais para a função respiratória. Essas membranas contêm uma mistura de lipídios, proteínas e carboidratos e sua principal função é reduzir a tensão superficial na interface ar-líquido dentro dos alvéolos. Neste trabalho, usamos dois modelos de membrana de surfactante pulmonar compostos de fosfatidilcolina dipalmitoil (DPPC) pura ou uma mistura de DPPC, fosfatidilcolina palmitoil-oleoil (POPC) e fosfatidilglicerol palmitoil-oleoil (POPG) para estudar os efeitos da droga parassimpatomimética nicotina na coexistência de fases em dois modelos de membrana por ressonância magnética eletrônica (RME) e extensas simulações espectrais de mínimos quadrados não lineares (MQNL). Nossos resultados mostram que a nicotina causa apenas pequenas alterações na ordenação e dinâmica dos lipídios dos modelos de surfactante pulmonar DPPC e DPPC/POPC/POPG, mas amplia a região de coexistência de fases experimentada pelos modelos de membrana, estendendo a faixa de temperatura na qual a coexistência de fases ocorre. Para obter mais informações sobre as interações moleculares subjacentes, a teoria não linear de van't Hoff foi aplicada aos dados RME/MQNL e mostrou que a nicotina modifica as quantidades termodinâmicas que descrevem a coexistência de fases, incluindo as mudanças de entalpia e entropia dos perfis de capacidade térmica. A análise revelou que a nicotina modificou significativamente a dependência da temperatura da mudança de energia livre, o que alterou a força motriz termodinâmica e o equilíbrio de interações não covalentes dos lipídios em equilíbrio. Em geral, nossa análise termodinâmica RME/MQNL/van't Hoff destaca a importância de entender os efeitos de moléculas que interagem com membranas na separação de fases em membranas lipídicas, uma vez que esses efeitos podem ter implicações significativas para a função da membrana.