Método estuda impacto de níveis elevados de
CO2 atmosféricos na saúde
Níveis elevados de
dióxido de carbono (CO2) na atmosfera podem alterar não só o clima do planeta
como também o funcionamento das células humanas. Isso porque o gás interage com
o peróxido de hidrogênio (H2O2), molécula naturalmente presente no corpo, onde
desempenha diversas funções, dando origem a um composto oxidante conhecido como
peroximonocarbonato.
“Acumulam-se
evidências de que o peroximonocarbonato é importante tanto nas respostas
adaptativas das células [sinalização redox] quanto nas disfunções celulares.
Também há evidências epidemiológicas de que os níveis de CO2 que estão perto de
ser atingidos nas sociedades contemporâneas urbanas causam uma série de
problemas fisiológicos. E os mecanismos de toxicidade do CO2 ainda são pouco
conhecidos”, conta Ohara Augusto, professora do Instituto de Química da
Universidade de São Paulo (IQ-USP).
A pesquisadora
coordenou um estudo, publicado na revista Chemical Research in Toxicology, no
qual é descrito um novo método para detectar peroximonocarbonato em células
baseado no uso de sondas moleculares fluorescentes. Trata-se da primeira vez
que a substância foi detectada em células. A pesquisa foi conduzida no âmbito
do Centro de Pesquisa de Processos Redox em Biomedicina (Redoxoma), um Centro
de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) financiado pela FAPESP.
“Esse trabalho é
importante não apenas por fornecer um método para mostrar que o
peroximonocarbonato está sendo produzido numa série de condições, inclusive
celulares, mas também para discuti-lo, considerando a pouca atenção que o CO2
tem recebido na área redox”, afirma Augusto.
• Medidas de fluorescência
Para detectar o peroximonocarbonato,
os pesquisadores usaram medidas de fluorescência com sondas de boronato.
Primeiramente, eles geraram numa reação enzimática concentrações fisiológicas
de peróxido de hidrogênio em estado estacionário, em produção constante, e
mediram a fluorescência de uma sonda de boronato na presença e na ausência de
CO2.
Os boronatos são
usados para detectar oxidantes como peróxido de hidrogênio, peroxinitrito,
ácido hipocloroso e peroximonocarbonato, que reagem com eles em velocidades e
intensidades diferentes, permitindo a identificação desses oxidantes.
O estudo em células
foi feito com macrófagos ativados para gerar peróxido de hidrogênio. Macrófagos
são células do sistema imune que, dependendo do tipo de ativação, geram
diferentes oxidantes.
Os pesquisadores
fizeram vários controles para concluir que as células não estavam gerando nem
peroxinitrito nem ácido hipocloroso, mas sim peroximonocarbonato quando em
presença de CO2.
“Esse é um método
relativamente simples para detectar o peroximonocarbonato em concentrações
fisiológicas de peróxido de hidrogênio e CO2. Antes isso era impossível, mas
hoje pesquisadores podem considerar que alguns efeitos que eles observam em
células, como maior oxidação de determinadas proteínas ou respostas celulares,
se devem ao peroximonocarbonato e eles vão poder testar isso”, comenta a
professora do IQ-USP.
Embora seja um
oxidante conhecido dos químicos desde a década de 1960 e tenha aplicações
tecnológicas como desinfetante e branqueador, não se considerava que o
peroximonocarbonato pudesse ser formado em células, devido às baixas
concentrações de seus precursores e à sua velocidade de formação. Augusto conta
que só a partir dos anos 2000 o oxidante começou a ser investigado em sistemas
biológicos, sendo que, inicialmente, o foco era no dano oxidativo.
• Sinalização redox e CO2
A sinalização redox é
uma resposta adaptativa. “Quando há um ligeiro aumento de estresse, a célula se
adapta. A formação de oxidantes pode, por exemplo, fazer com que genes de
enzimas antioxidantes sejam expressos para responder, no caso, ao estresse oxidativo.
E muitas vias que levam a respostas celulares envolvem tiol proteínas, as quais
o peroximonocarbonato oxida mais rápido que o peróxido de hidrogênio”, explica
Augusto, acrescentando que o dano celular irreversível só ocorre quando a
formação de oxidantes é muito grande.
O dióxido de carbono é
um dos precursores do peroximonocarbonato junto com o peróxido de hidrogênio. O
gás está naturalmente presente na atmosfera e é um constituinte normal do corpo
humano, que exala cerca de um quilo de CO2 por dia como produto do metabolismo.
Do ponto de vista
redox, o CO2 modula a reatividade tanto do peróxido de hidrogênio quanto do
peroxinitrito, dois importantes metabólitos do oxigênio molecular. Além disso,
ele altera a expressão de genes, inclusive daqueles envolvidos em inflamação, e
está envolvido na nitração de proteínas via peroxinitrito e na carbamilação de
proteínas, outra modificação pós-tradução que pode alterar a função biológica
das proteínas.
Embora sejam
necessárias mais evidências de seu papel como oxidante biológico, o
peroximonocarbonato aparece como um dos possíveis intermediários dos efeitos
danosos de níveis aumentados de dióxido de carbono no organismo humano. A
pesquisadora destaca que o CO2 também age por mecanismos não redox.
Fonte: CNN Brasil
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