Incubadora de CO₂: Essencial no cultivo de células animais

A maioria dos trabalhos de cultivo de células e tecidos de mamíferos são conduzidos em Incubadoras de CO₂, onde a temperatura do ar e a concentração de dióxido de carbono são precisamente controladas para garantir o crescimento ideal das células. Mas afinal, o que é uma Incubadoras de CO₂?

É um equipamento que possui controle de temperatura e CO₂ (gás carbônico) cuja função é criar uma atmosfera mais natural possível para o desenvolvimento células e tecidos. Essa forma de cultivo de organismos vivos é chamada de in vitro e é a principal aplicação das incubadoras de CO_2, bastante utilizada na área de medicina, farmacêutica, biotecnológica, engenharia de tecidos, pesquisas, etc.

A concentração de CO₂ é importante para controlar o nível de pH do meio de cultura de células e assim reproduzir as condições de CO₂ semelhantes in vivo. O CO₂ empregado na Incubadora de CO₂ é combinado com temperatura ideal e elevada umidade, fornece as condições adequadas para o desenvolvimento das células: 

·        Temperatura estável (37°C), sendo controle feito por um sistema de jaqueta d’água, que garante estabilidade e homogeneidade de temperatura;

·        pH (7,2 a 7,4) do meio de cultura equilibrado pelo controle do nível de CO_2, realizado através de sensor de alta precisão;

·        Alta umidade relativa, gerada de forma natural, devido a presença de reservatório interno.

TAMPÕES BIOLÓGICOS

A capacidade de tamponamento (ou "poder tampão") é uma propriedade importante em sistemas biológicos e refere-se à capacidade de um meio ou solução resistir a mudanças de pH quando ácidos ou bases são adicionados.

Um dos tampões mais interessantes e importantes no sangue é formado pelo ácido carbônico (H₂CO₃) e pelo sal desse ácido, o bicarbonato de sódio (NaHCO₃). O tampão bicarbonato/ácido carbônico mantém o pH do sangue numa "faixa segura", resistindo às variações de pH para cima ou para baixo desses valores.

O sistema tampão de bicarbonato não é o único eficiente para controlar o pH, porém ocorre naturalmente no corpo humano e, portanto, é usado em cultura de células in vitro para imitar a fisiologia animal, minimizando os efeitos colaterais.

FUNÇÃO DO CO₂

O CO₂ é usado para controlar o pH do meio de cultivo celular e para simular uma condição mais real possível no qual as células podem se desenvolver. Dessa forma, ele não é um requisito metabólico, mas sim um regulador do pH do meio.

O seu objetivo é se dissolver no meio de cultivo, onde uma pequena proporção dele reage com água para formar ácido carbônico, que por sua vez interage com o bicarbonato de sódio (NaHCO₃) ou outro tampão contido no meio, estabelecendo um equilíbrio iônico entre o ácido carbônico (H₂CO₃) e o bicarbonato (HCO₃^-), responsável por manter o pH na faixa adequada. O pH fisiológico considerado ideal está na faixa de 7,2 a 7,4 para tecidos normais.

A quantidade de bicarbonato de sódio (NaHCO₃), ou outra substância com efeito tampão no meio, determina a quantidade de CO₂ que deve ser usado para manter o pH na faixa adequada. O nível de CO₂ normalmente utilizado é de 5 a 10%, porém ao utilizar um meio especial, esse valor pode ser superior. De maneira geral, o aumento do nível de CO₂ diminui o pH do meio, enquanto que a redução de CO₂, eleva o pH do meio.

Como o controle do pH é essencial para o cultivo celular in vitro de células animais é comum o meio de cultura ser suplementado com um corante indicador como o Vermelho de fenol. Esse corante apresenta uma tonalidade amarela no meio quando o pH está muito baixo (ácido), uma tonalidade roxa quando o pH está alto (alcalino) e tonalidade vermelha alaranjada, quando com o pH fisiológico correto (7,2 a 7,4).

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REFERÊNCIAS

UK Health Security Agency. CO₂ concentration and pH control in the cell culture laborator. Disponível em: https://www.phe-culturecollections.org.uk/news/ecacc-news/co2-concentration-and-ph-control-in-the-cell-culture-laboratory.aspx