Oxigénio: bem me quer ou mal me quer?

Apesar de todas as actividades poluidoras e abate massivo de árvores levados a cabo pelo Homem ao longo dos últimos séculos, continuamos a viver numa atmosfera rica em oxigénio comparativamente aos primórdios do nosso planeta.

É também verdade que os organismos superiores respiram oxigénio, i.e. usam-no como aceitador final de electrões na fosforilação oxidativa (OXPHOS) nas mitocôndrias.

A cadeia transportadora de electrões é um sistema existente nas mitocôndrias dos seres eucariotas e na membrana plasmática de alguns procariotas que consiste basicamente num conjunto de complexos proteicos com centros metálicos responsáveis por transportar os electrões fornecidos pelo NADH/H+  e FADH2 produzidos durante o metabolismo aeróbio da glicose e/ou outros compostos, gerando um gradiente protónico que é posteriormente usado na síntese de ATP pela FoF1 ATP sintetase (Teoria Quimiosmótica de Mitchell).

Com tantos compostos possíveis, orgânicos e inorgânicos, endógenos e exógenos, porquê o oxigénio? Existem microorganismos que vivem alegremente fermentando (usando compostos orgânicos endógenos) ou respirando enxofre… Para os apoiantes do evolucionismo, a eventual razão apresentada será de facto convincente: se observarmos uma tabela de potenciais de redução em condições fisiológicas, vemos que a glucose e o oxigénio se encontram quase nos antípodas desta: sendo a glucose um óptimo redutor (dador de electrões) e o oxigénio um óptimo oxidante (aceitador de electrões), a maximização desta distância permite-nos tirar o máximo rendimento energético daquilo que consumimos. Esta estratégia permite, a título de comparação, que uma molécula de glucose sirva para produzir até 32 ATPs, enquanto que os diversos tipos de fermentação conhecidos no mundo vivo não vão além dos 2 ou 3.

Todavia, esta assaz e importante característica do oxigénio justifica também a expressão do Professor Doutor Vítor Madeira, quando diz “fujam do oxigénio como o diabo da cruz, pois ele é um veneno fortíssimo!”.

A reactividade in vivo do oxigénio pode ser facilmente explicada à luz da Mecânica Quântica (afinal de contas, “tudo se propaga como uma onda e troca energia como uma partícula…”). Uma teoria actualmente aceite para explicar a estrutura electrónica das moléculas é a Teoria das Orbitais Moleculares (TOM). Cada electrão pode ser representado por uma função de onda, cujo quadrado fornece a probabilidade de o encontrar no espaço. Estas orbitais moleculares podem também ser interpretadas como sendo combinações lineares das orbitais dos átomos que constituem a molécula (LCAO), obedecendo por isso também ao Princípio de Exclusão de Pauli e às Regras de Hund. O oxigénio (O2) é uma molécula obviamente diatómica homonuclear cujas orbitais ocupadas de mais alta energia (HOMOs) têm cada uma um electrão com spin paralelo ao outro (o spin, tal como a carga e a massa, é uma propriedade fundamental da matéria e assume o valor +0.5 ou -0.5 no caso dos electrões). Esta configuração particular faz com que o oxigénio seja um birradical (2 electrões desemparelhados). Acontece que o conhecimento da configuração electrónica revela-se por vezes insuficiente para explicar certos fenómenos. Electrões que ocupem duas orbitais distintas podem ter diferentes momentos angulares e/ou spins, existindo por isso sempre vários microestados associados a uma dada configuração (cada grupo de microestados com a mesma energia é um termo). A magnitude do número quântico de spin total (S) é dada pelo dobro da soma de todos os spins individuais mais um. Ora a maioria das moléculas no seu estado fundamental estão no estado singleto (S=2×0+1=1), pois têm todos os seus electrões emparelhados, ao invés do oxigénio que é um tripleto (S=2×1+1). Tal facto leva à falta de reactividade do oxigénio com as moléculas que o rodeiam, devido ao Princípio de Proibição de Spin, que nos diz que, em qualquer reacção química, a variação de spin total deverá ser nula.

Existem essencialmente duas maneiras de tornar o oxigénio reactivo: ou lhe fornecemos energia suficiente para os electrões das HOMOs emparelharem numa, passando-o assim a singleto (este é o princípio por detrás da terapia fotodinâmica do cancro, onde o oxigénio é activado para destruir os tecidos tumorais) ou lhe fornecemos electrões, causando eventualmente a formação de espécies com um electrão desemparelhado (os famosos radicais livres) muito instáveis.

Em condições normais, são usados 4 electrões e respectivos protões de cada vez para reduzir o oxigénio a água na OXPHOS. No entanto, podem também ocorrer prontamente reduções de 1 e 2 electrões do oxigénio, originando respectivamente o radical superóxido e peróxido de hidrogénio (este último pode ainda cindir-se homoliticamente em dois radicais hidróxilo). Esta irregularidade ocorre sobretudo ao nível do Complexo III da cadeia transportadora de electrões, uma vez que é aqui que ocorre o ciclo da ubiquinona, em que esta é capaz de aceitar um electrão de cada vez, podendo haver indevidas fugas de electrões para o oxigénio. Estas “espécies reactivas de oxigénio” (ROS) formadas são sobejamente conhecidas por danificarem prontamente as biomoléculas que encontrem pela frente.

O envelhecimento pode ser definido como a acumulação de diversos danos nas células, levando a um progressivo declínio das funções biológicas e da resistência a danos internos. Existem três teorias vigentes para este fenómeno: a teoria mitocondrial, onde este organelo adquire um papel central; a teoria da senescência celular e morte, em que a perda gradual de células activas e poder de regeneração é destacada; e a mais recente teoria da inflamação, em que a sobreexpressão de genes pró-inflamatórios ao longo do anos enfraquece o organismo. Como teremos oportunidade de ver de seguida, todas elas envolvem ROS.

Ao longo dos últimos anos, os dados experimentais apontam para uma mudança do estado redox das células com o envelhecimento, propiciando a ocorrência de stress oxidativo. Este último caracteriza-se pelo excesso de ROS, as quais provocam: peroxidação de lípidos, comprometendo a integridade das membranas celulares e activando vias de sinalização de stress; oxidação de cadeias laterais de aminoácidos, alterando a função de proteínas reguladoras e a actividade de enzimas (exacerbada pela diminuição do turnover proteico com a idade); diversos danos no DNA (e.g. oxidação da desoxirribose e bases azotadas, quebras na cadeia dupla) despoletando apoptose e senescência celular.

A enumeração anterior per se seria já suficiente para entender intuitivamente os danos causados no organismo por ROS, mas passemos a algumas concretizações.

Descobriu-se que existe um grupo de factores de transcrição – proteínas Forkhead (“cabeça de garfo”) – que participam numa miríade de vias de sinalização inerentes a situações de stress, apoptose e controlo do ciclo celular. Curiosamente, as vias intrínseca e extrínseca da apoptose, a p53 e até o encurtamento dos telómeros (cujo estudo valeu um Nobel da Medicina em 2009 e ao qual se atribui um impedimento a priori à possibilidade de imortalidade) são também regulados por ROS. Aliás, o aumento destas activa as ditas Proteínas Forkhead, o que leva à produção de moléculas pró-inflamatórias através da activação de genes, levando à produção de mais ROS como mensageiros químicos. Este retrocontrolo positivo elucida um pouco a correlação da incidência de cancro, doenças neurodegenerativas e outras associadas à presença de inflamação com a idade.

Outro caso também interessante é o da autofagia. Esta caracteriza-se pela captura de proteínas constitutivas, fragmentos membranares e outros eventuais desperdícios celulares por vesículas autofágicas, sendo depois degradados em lisossomas. O seu papel no estudo do envelhecimento tem adquirido um crescente relevo, uma vez que assegura a reciclagem de componentes celulares danificados, tendo sido de facto confirmada a sua importância na extensão artificial de espécies geneticamente modificadas e em doenças neurodegenerativas (a agregação proteica em neurónios com activação excessiva de autofagia é apontada como uma das principais causas destas enfermidades). Apesar disto, este processo tem também um comprovado efeito indutor da apoptose. Um desequilíbrio nesta função causado por danos oxidativos em proteínas reguladoras e dos lisossomas é, então, mais uma característica relacionada com o envelhecimento.

Posto isto, várias investigações decorreram e decorrem no sentido de aumentar a esperança média de vida com qualidade das pessoas. Infelizmente, não se conseguiram ainda obter resultados consistentes acerca do efeito de estratégias relacionadas com estes conhecimentos, tais como a expressão de certos genes, administração de enzimas e pequenas moléculas antioxidantes, etc. Alguma da polémica à volta deste tema tem que ver com o facto de os modelos de envelhecimento usados em laboratório terem tempos de vida demasiado curtos para as conclusões poderem ser extrapoladas para humanos e de ainda não se ter conseguido estabelecer uma relação causa-efeito sólida entre ROS e envelhecimento (e.g. a acumulação de mutações no DNA mitocondrial não causadas por ROS é inequivocamente observada com o passar dos anos, alertando para a hipótese de que o excesso de ROS poderia ser apenas um efeito secundário e não uma causa em si). Parece que apenas a restrição calórica (CR) se tem revelado promissora, pelo menos a curto prazo, num grande número de espécies. As explicações correntes para o modo desta actuar prendem-se sobretudo com uma eventual diminuição da produção de ROS mitocondriais e restabelecimento de níveis normais de actividade autofágica em organismos envelhecidos. Estaremos nós condenados à decadência física e psíquica?

Os mecanismos envolvidos no envelhecimento não devem ser passíveis de ser explicados apenas por uma teoria, havendo já no entanto a noção de que, não só existe um incremento da produção e acumulação de ROS como também um decréscimo da capacidade de reparar os danos provocados por elas. Uma velha máxima diz que “nós somos aquilo que comemos”. Pois eu humildemente sugiro que se reconheça veementemente que também somos aquilo que respiramos!

May Biochemistry be with you!

Egoísmo na hora da morte

É difícil expressar as próximas palavras, não sou ninguém para julgar ou fazer juízos, mas rodeados de tanta euforia para prolongar a vida, talvez estejamos a ignorar algumas simplicidades deste estranho acontecimento que é viver.
«Redução do envelhecimento» e «prolongamento da vida» são dois conceitos diferentes e cuja definição é extremamente importante para um melhor entendimento da matéria. Penso que, à luz do conhecimento actual, o primeiro possa ser definido como «prolongamento da juventude» e o segundo por «prolongamento da velhice». Mas, no nosso estilo de vida actual, que medidas tomamos para favorecer a juventude e que medidas tomamos para favorecer a velhice? Muito sinceramente, na minha análise, os grandes esforços da sociedade remetem desesperadamente para o «prolongamento da velhice».
Pensemos um pouco nos nossos hábitos de vida. Corremos a ciência à procura de uma pastilha milagrosa que nos dê a juventude, nos mantenha activos e nos tire as rugas e os cabelos brancos, mas claro sempre sem abdicar dos nossos hábitos de alimentação, fumos, stress e mal dormir. O que será mais saudável: compreendermos o nosso estilo de vida, analisá-lo e libertarmo-nos dele na procura de um maior equilíbrio para a nossa saúde, ou andar num frenesim desejoso da tal pastilha milagrosa?
Pode ser também que a resposta esteja em aceitarmos a nossa efemeridade. Não tentar fugir da morte nem tão pouco procurá-la. Apenas percebê-la e aceitá-la, não a reter, deixá-la passar. Porque na verdade, em que consiste a procura da juventude, do prolongamento da vida? Não se deverá isso ao facto de não termos ainda aceite a nossa morte?
Pensamos que temos todo o tipo de medicamentos para nos curar da velhice e nos dar uns 80 anos saudáveis. Mas será? Olhando para os velhos que se arrastam na sua velhice doente e que se atolam nesses medicamentos, o que vemos? Doenças e dores incuráveis, que apenas se arrastam ao longo dos anos não deixando nem viver livremente nem morrer em paz. Quem saudável é, saudável vive, mesmo na velhice, mas quem é velho e doente, em que condições viverá?
Umas das técnicas mais utilizadas para prolongar a vida dos velhotes nossos avós é a hemodiálise. A hemodiálise mantém vivas pessoas que já deviam estar mortas. Mas a que custo para as próprias pessoas? Não me interpretem no sentido de querer que as pessoas que fazem hemodiálise morram. A questão não é essa. A questão é quem decide que certo velhote ou velhota vai fazer hemodiálise? Será o velhote em questão ou os familiares que não estão preparados para enfrentar a morte do idoso? Que direito temos nós os mais novos, que gozamos de saúde, manter uma pessoa presa a um sacrifício como o é a hemodiálise? Mais uns anos a viver com dores e a encher-se de medicamentos (e, claro, a encher os bolsos daqueles que os vendem). Não será egoísmo da nossa parte não deixar os velhos morrer? Será que não os deixamos morrer porque não estamos preparados para a nossa própria morte?
Não quero com tudo isto dizer que não se investigue no prolongamento da vida, mas será que deverá ser um tópico prioritário? Não será que falta um pouco de ética e moral quando se decide manter uma pessoa viva ao ponto de esta se tornar completamente dependente, tirando-lhe todo o gozo e condições da sua vivência?
Nota final: gostava que a palavra eutanásia não entrasse na discussão deste texto, pois não é a esse conceito que eu me refiro. Tudo o que escrevi faz sentido neste momento da minha vida, segundo as vivências pelas quais passei. O que coloquei entre parêntesis fi-lo de propósito para evitar misturar um assunto tão delicado com outro tão superficial, como o dinheiro, mas não quero deixar que este passe desapercebido. Não é minha intenção generalizar o que disse a todos os casos, refiro-me apenas a alguns, aos que conheço. Mas é minha intenção pôr a ciência um pouco de parte e, num assunto tão delicado, tentar dar-vos um ponto de partida para uma nova matéria a reflectir. E claro, far-me-á feliz toda e qualquer retribuição.

Cientistas de Seattle desenvolvem uma arma laser capaz de matar mosquitos

Cientistas em Seattle estão a desenvolver uma arma laser que consegue apontar com precisão a alvos em movimento. A arma laser tem o propósito de neutralizar mosquitos, especialmente aqueles que são portadores de malária. Cerca de 1 milhão de pessoas morrem anualmente por malária transmitida por mosquitos. É um grande problema causado por uma criatura tão pequena.
Na conferência TED do ano passado, Bill Gates libertou mosquitos que estavam num frasco para insegurança da plateia. Gates fê-lo para demonstrar como muitos de nós temos sorte por não viver em áreas de risco.
Ao laser foi dado o nome de “weapon of mosquito destruction” (WMD). O design teve a contribuição de Lowell Wood, um astro-físico que trabalhou no projecto Strategic Defense Initiative (SDI) proposto pela administração Reagan em 1983. O SDI foi também apelidado de “Star Wars.”
“Gostamos de pensar que no passado contribuímos para o fim da guerra fria,” declarou Dr. Jordin Kare. “Agora queremos fazer uma marca numa guerra que tirou muito mais vidas.” O laser detecta a frequência audio criada pelo batimento das asas dos mosquitos. Um computador detecta o audio e manda o laser queimar as asas do insecto, que cai ao chão e não chega à sua presa. Bill Gates foi um dos investidores deste projecto.
Estes lasers poderão matar biliões de mosquitos todas as noites.
Fonte: http://pulse2.com/2009/03/15/seattle-scientists-developing-mosquito-laser-gun-with-target-lock/

Insbot, um assistente competente para os profissionais de saúde

Investigadores de Israel desenvolveram um minirrobô que se espera poder ser amplamente aplicado na área da saúde. Medindo apenas 1 mm, o robô pode mover-se dentro de vasos sanguíneos (a uma velocidade de 9mm por segundo) para lidar com obstruções arteriais ou injectar fármacos. Todas as suas acções são controladas por um campo magnético extra-corpóreo, o que significa manipulação em tempo real e uma operação segura. Até agora os cientistas estão a concentrar esforços em avançar a manobrabilidade do robô, equipando-o com uma câmara, por exemplo.
Fonte: http://www.inewidea.com/2009/11/25/12674.html

Discos USB usarão proteína bacteriana para armazenar dados

DVDs revestidos com uma camada de proteína poderão, em breve, conter tanta informação que armazenar dados no disco rígido do seu computador tornar-se-á obsoleto, segundo um investigador a trabalhar nos EUA.

Segundo ele, a camada de proteína, formada a partir de minúsculas proteínas microbianas, poderiam conferir aos DVDs e outros dispositivos de armazenamento externos, capacidades de informação da ordem dos terabytes.
O Professor Venkatesan Renugopalakrishnan, da Universidade da International Florida, publicitou as suas descobertas na recente Conferência Internacional de Nanociência e Nanotecnologia, em Brisbane.
“O que isto irá, eventualmente, fazer é eliminar a necessidade de armazenamento em disco rígido por completo,” diz Renugopalakrishnan, que fez a maioria do trabalho com a Harvard University’s Children’s Hospital em Boston.
Renugopalakrishnan diz que os sistemas de armazenamento como os novos DVDs baseados em proteínas irão ser essenciais para as indústrias da defesa, médica e de entretenimento, pois permitem trocas de informação tais como imagens de satélite, digitalizações de imagens ou filmes. “Nós temos uma grande necessidade que não está a ser satisfeita com a actual tecnologia de armazenamento magnético,” diz ele.
Renugopalakrishnan diz que o novo DVD baseado em proteínas terá vantagens sobre os actuais sistemas de armazenamento (tais como o Blue-ray).
Terá uma capacidade pelo menos 20 vezes maior que o Blue-ray e eventualmente até 50000 gigabytes (cerca de 50 terabytes de informação), diz ele.
A protagonista no centro do DVD de elevada capacidade é uma proteína fotossensível encontrada na membrana do micróbio de ambientes salinos Halobacterium salinarium. A proteína, de nome bacteriorodopsina (bR), captura, armazena e converte luz em energia química. Quando a luz incide na bR, a proteína é sujeita a uma série de estados intermediários cada um com uma forma e cor únicas antes de voltar ao estado de mais baixa energia. Os intermediários geralmente apenas duram algumas horas ou dias.
Mas Renugopalakrishnan e os seus colegas modificaram o DNA que produz a bR de forma a produzir proteínas bR com um estado intermediário capaz de durar vários anos, o que abriu caminho para um sistema binário de armazenamento de dados.
“O estado de mais baixa energia pode ser o zero e qualquer um dos intermediários pode ser o um,” diz ele.
Os cientistas também modificaram a bR de forma a que os seus intermediários sejam mais estáveis às altas temperaturas a que são submetidas aquando da gravação dos terabytes de dados.
O revés
Renugopalakrishnan diz que tornar quantidades tão grandes de informação e tão portáteis em suportes amovíveis fará com que seja mais fácil que a informação caia nas mãos erradas.
“Infelizmente a ciência pode ser usada e abusada. A informação pode ser roubada muito rapidamente,” diz ele. “Tem de se pensar em formas de segurança adequadas.”
Em conjunto com a NEC do Japão, a equipa de Renugopalakrishnan produziu um aparelho protótipo e estima que um disco USB estará no mercado dentro de 12 meses e que um DVD dentro de 18 a 24 meses.
O trabalho foi fundado por uma vasta gama de instituições estado-unidenses militares governamentais, académicas e empresas comerciais, bem como pela União Europeia.
Fonte: http://www.abc.net.au/science/news/stories/s1680304.htm

Legendary Tigerman

“Somewhere in the Mississippi’s Delta, one man just started playing the kick, the hi-hat, the guitar and the kazoo – all at once. Sometimes this old man used to sing. The one-man band was born.”

No meio do panorama musical português, à semelhança do Mississipi Americano, também surgiu uma one-man band, Legendary Tigerman, a banda de um homem só de Paulo Furtado.
Tendo começado a sua carreira musical em Coimbra nos extintos Tédio Boys, Paulo Furtado partiu para novos voos e actualmente encabeça dois projectos de grande sucesso. Nos Wray-gunn, acompanhado por uma banda, e como Legendary Tigerman, sozinho e bombástico.
Com uma forte base de Blues, Paulo Furtado reúne várias influências e colaborações nos já quatro álbuns editados pelo seu alter-ego. Para além da música, Legendary Tigerman incorpora nos seus projectos a fotografia e o cinema, incluindo-os não só nos álbuns, mas também nas apresentações ao vivo.
Em Setembro de 2009 foi lançado o novo álbum de Legendary Tigerman, Femina. Este álbum conta com a colaboração de várias vozes femininas entre as quais a portuguesa Maria de Medeiros, a brasileira Cibelle, a italiana Asia Argento e a canadiana Peaches. Todas estas artistas trazem a sua própria voz à música de Legendary Tigerman, fazendo deste álbum uma mistura de influências brilhantemente conseguida. Contando já com vários espectáculos numa tournée nacional, estes ainda não acabaram, havendo ainda várias oportunidades a não perder de ver este trabalho ao vivo.
Para trás ficaram outros álbuns não menos brilhantes, Naked Blues (2001), Fuck Christmas, I Got the Blues (2003) e Masquerade (2006) que ajudaram a trazer visibilidade a este projecto além fronteiras. A juntar aos fãs anónimos que crescem a cada dia, juntam-se também admiradores célebres como Jarvis Cocker que recentemente confessou a sua actual obsessão musical para a revista Uncut: “There’s another guy, from Portugal, called the Legendary Tigerman, a one-man rockabilly band, with a bass drum, snare drum and guitar. He uses three mics, one normal one, one with a kazoo and one under is neck. You can’t imagine that all of that noise is coming from one person.”
Recentemente, Paulo Furtado abandonou Coimbra por se ter desencantado com a falta de oferta e interesse cultural da cidade, que o próprio tentou dinamizar com projectos como o festival Coimbra in Blues. Por cá espero que, embora adormecida, da cidade de Coimbra consigam ainda brotar novos e tão bons talentos.

O epigenoma e o envelhecimento

O genoma é uma estrutura frágil e altamente conservada que acumula alterações lesivas com a idade, mesmo com um sistema de vigilância e reparação celular constante. A acumulação de mutações irreversíveis reflecte-se em alterações na sequência do ARN e proteínas que estão envolvidas na senescência celular e disfunção de órgãos.
Recentemente, tem vindo a ser explorada a contribuição indirecta de um outro factor para a instabilidade genómica que decorre no processo de envelhecimento: a desregulação do epigenoma com a idade.

Mas afinal o que é o epigenoma e como opera?

Todas as nossas células contêm exactamente o mesmo código genético, mas a forma como é expresso varia de acordo com o tecido. Daí que, por exemplo, num neurónio os genes que codificam as proteínas responsáveis pela produção de esperma estejam inactivos pois não há necessidade de serem expressos nesse local. Ao conjunto de reacções químicas que permitem que certos genes estejam activos ou inactivos, em determinados alturas e locais, dá-se o nome de epigenoma. A forma como o epigenoma influencia a nossa herança genética é visivelmente marcante nos gémeos. Formados a partir do mesmo zigoto, possuem ambos a mesma carga genética; no entanto, ao longo das suas vidas, diversos factores ambientais como a alimentação, a poluição e a prática de exercício vão introduzindo marcas epigenéticas distintas que são transmitidas a cada nova divisão celular e se vão reflectindo no fenótipo.
As bases moleculares da epigenética são complexas. Envolvem modificações na activação de determinados genes sem “mexer” com a estrutura básica do ADN. O padrão de expressão genética pode ser modulado através de uma variedade de modificações químicas reversíveis nas histonas (proteínas que se associam ao ADN para formar a cromatina) ou no próprio ADN. Entre as principais modificações encontram-se a acetilação das histonas, que tornam a cromatina mais acessível a reguladores transcripcionais e factores de ligação ao ADN, e a metilação do ADN (a adição de grupos metil ao ADN, principalmente em locais CpG, de forma a converter a citosina a 5-metilcitosina) que tem o efeito oposto, i.e, as zonas do genoma com um maior nível de metilação tendem a ser a área transcripcionalmente menos activas.
Pensou-se durante muito tempo que, após a fecundação, as marcas epigenéticas do óvulo e espermatozóide seriam completamente apagadas e o epigenoma do embrião construído de raiz. Porém, tem-se verificado que este processo não se passa realmente assim: as experiências dos pais, na forma de marcadores epigenéticos, podem passar para gerações futuras. No decorrer da investigação das consequências do 11 Setembro de 2001 em filhos de mulheres grávidas nessa altura, surgiu um facto intrigante: as crianças apresentavam no sangue um nível de cortisol (hormona ligada ao stress) mais alto do que a média da população. O estudo pretende avaliar, daqui a uns anos, os níveis de cortisol nos filhos dessas crianças de forma a saber se também será transmitido à geração seguinte.

Evidências epigenéticas associadas ao envelhecimento

Dado que a expressão genética e a estrutura da cromatina podem ser moduladas através de modificações químicas no ADN e nas histonas e, uma vez que estas modificações podem ser afectadas por factores ambientais, a ideia de que o ambiente pode provocar, mediante o epigenoma, respostas fenotípicas relacionadas com o envelhecimento, é bastante atractiva. Hoje em dia, os cientistas procuram mapear as modificações que ocorrem nas histonas assim como caracterizar o chamado metiloma do ADN que lhes permita ajudar a distinguir uma “célula nova” de uma “célula velha”.
De entre os mecanismos potencialmente envolvidos no envelhecimento, deve-se prestar uma atenção especial à família de enzimas que catalisam a desacetilação de histonas, conhecidas como sirtuinas. Como já vimos, a acetilação das histonas é crucial para o controlo da estrutura da cromatina e, desta forma, para a regulação da expressão genética. Nos mamíferos, conhecem-se sete sirtuinas (SIRT1-7) com papéis na resposta ao stress, reparação do ADN, apoptose, ciclo celular, estabilidade genómica e regulação da insulina. As sirtuinas, proteínas dependentes de NAD (nicotinamida adenina dinucleotídeo), foram inicialmente descritas em leveduras. A desacetilização do ADN ribossómico (rADN) pela sirtuina Sir2 (acrónimo de silent information regulator 2) nas leveduras resulta na compactação da cromatina e, por sua vez, no silenciamento do rADN. Interessantemente, verificou-se que a delecção do gene que codifica a Sir2 diminui a longevidade das leveduras enquanto uma cópia extra do gene aumenta-a. O Dr. Marcus Pembrey, da University College of London realizou um outro estudo em humanos numa pequena aldeia sueca chamada Överkalix. Aí encontrou uma relação interessante: maior longevidade para os netos de indivíduos que passaram fome durante a infância. O facto de que as sirtuinas podem controlar a actividade de muitas outras proteínas envolvidas no crescimento celular e a importância crucial do NAD em muitas vias metabólicas, sugerem que as proteínas da família Sir2 estão envolvidas no prolongamento da longevidade mediadas por uma restrição calórica. Tem sido sugerido que o fluxo de carbono na glicólise e no ciclo TCA é bastante mais reduzido sob restrição calórica e, desta forma, menos NAD está disponível para o Sir2 actuar. Assim, através da regulação da expressão genética mediada pelo NAD e da remodulação da cromatina, as proteínas Sir2 podem fazer a ligação entre a taxa metabólica e o envelhecimento.
Muito ainda há para investigar neste campo e muitas são as questões por responder: Que sequências no genoma são hiper ou hipometiladas e quais as associações entre as modificações que ocorrem nas histonas e o envelhecimento? O fenómeno epigenético ocorre de igual forma em todas as células do organismo? Será que poderão existir fármacos que, alterando o padrão de metilação do ADN e modificação de histonas, acelerem ou retardem o processo de envelhecimento? Conciliar teorias que descrevem as relações entre a integridade (epi)genética e o envelhecimento serão, concerteza, um desafio do futuro que trará muitas respostas.

Aeolus, um balão com forma aerodinâmica

Inspirando-se nos balões de ar quente e zeppelins de dias passados, a aeronave deve o seu nome a Aeolus, o deus Grego dos ventos. A esbelta aeronave conceptual de Christopher Ottersbach foi desenhada para permitir uma abordagem fresca e ecologicamente sã do acto
de viajar.
O Aeolus é um veículo que permite que as pessoas viajem pelo ar. O conceito de design é uma reacção a um desejo crescente de correcção ecológica e novas experiências de viagem. O veículo flutua no ar, elevado por um grande volume de hélio e pode manter-se aéreo para uma viagem de duas semanas. Com pouco esforço pode ser movido sobre a superfície da terra independente de quaisquer tipos de infraestruturas. O veículo está desenhado para duas a quatro pessoas. Tecnicamente, flutua como um balão e é movido pelo vento. Mas ao invés de um balão típico, o Aeolus tem uma forma aerodinâmica e é propelido pela sua tripulação.
A aeronave pode ser manobrada sob comando para mudar de direcção. A forma vertical e o equipamento permitem a aterragem em muitas áreas longe de aeroportos. As pessoas podem viajar para locais exóticos e intocados sem deixar sinais de passagem. O conceito não é sobre chegada rápida, mas sim sobre sensibilidade ao ambiente e viagem.
Entre os actuais progressos de aviões, comboios e automóveis há algo singularmente belo nesta aeronave elegante desenhada por Christopher Ottersbach. Elevado a partir da terra por uma vela aerodinâmica cheia de hélio, a sua forma serena, banhada pelo sol, faz-nos querer aventurar em viagens arrojadas e navegar por entre as nuvens.De uma perspectiva ecológica, o veículo não requer nenhuma infraestrutura e usa hélio (um gás não tóxico e não inflamável) em vez de combustíveis fósseis. A propulsão adicional e a condução são possíveis graças ao sistema de pedais que pode ser operado pela tripulação. O perfil esguio do Aeolus permite que aterre em locais sem aeroportos, fazendo dele um modo de transporte incrível para ver o mundo a um ritmo sereno.
A única desvantagem é encontrar uma fonte consistente de hélio – embora o gás seja o segundo elemento mais abundante no universo, é relativamente raro e é um recurso finito na terra. Actualmente, tem de ser extraído por crioliquefacção de gases atmosféricos ou separado a partir de gás natural.
Fontes:

Simetria & H2O…

Estava para escrever algo sobre o tudo; não me deixaram.
O que gostaria realmente de dizer é que a chatice não é envelhecer nem não poder rejuvenescer; é não poder rejuvenescer também. É que não faz sentido nenhum! Nunca entendi porque foi seleccionada esta unidireccionalidade do tempo: podemos ficar velhos e não podemos ficar novos. Já estamos habituados a observar simetria em muitas esquinas da Natureza: dos organismos primitivos aos superiores, nas moléculas e reacções químicas, o próprio Universo visível; e até o zero permite que a simetria se exprima matematicamente e faça sentido. No entanto, o que poderia simetrizar o envelhecimento – o rejuvenescimento – não está cá para nos contemplar. Porque não foi a Natureza dotada com essa lei também, de forma a manter a simetria? Só é para o que lhe interessa. Sinceramente! Pronto, vou ter mesmo que me desviar do raciocínio de hoje senão o leitor mudará já de página. Na eventualidade de querer ainda assim fazê-lo, deixe-me só propôr-lhe um pensamento: Isto dos radicais livres e do oxigénio é muito aborrecido. Concordará? Mas teríamos alternativa? Pelo título entende que pretendo conversar um bocado sobre a água.
Não, não vou apontar as quatro e supra-sumo características físico-químicas da água que ainda ninguém entende muito bem, mas que dão um jeitão.
Para efeitos de contexto, parece que uma abordagem para entender o envelhecimento é a de que os radicais livres principalmente de espécies contendo oxigénio provocam senescência celular e, de forma lenta e cumulativa, levam eventualmente a uma disfunção e latência generalizada dos tecidos, culminado com a morte do organismo. Bem, certo que outras opiniões descreverão muito melhor esta ideia, vou só virar-me para a bem conhecida origem do oxigénio.
O Sol emana luz que é uma fartura e, se pensarmos bem, até tínhamos muitos mais comprimentos de onda para pôr a fotossíntese a funcionar. Especificamente, temos luz de 300 a 3000nm. Porquê utilizar luz entre os 400-720nm? Responderão com toda a convicção, e bem, que é essa a energia necessária para clivar as ligações covalentes da água e tirar os electrões para fixar dióxido de carbono sob a forma de hidratos de carbono, com a concomitante produção do nosso amigo oxigénio. E não se poderia utilizar energia a mais de 720nm? Como sabemos, no Antigamente, podíamos. As primeiras bactérias fotossintéticas apareceram e utilizaram outras moléculas dadoras de electrões menos “egoístas”, como moléculas contendo enxofre (ou outras coisas) e também faziam fotossíntese, tranquilamente. Tais dadores de electrões precisavam de muito menos energia para serem clivados. Se o processo tivesse sido seleccionado nas plantas, não se produziria oxigénio, e eventualmente nós teríamos evoluído no sentido de respirar essas outras coisas que as plantas teriam, outrora, começado a libertar como lixo da fotossíntese. Dessa forma, o produto dessas moléculas menos electronegativas – o lixo – também não iria danificar tanto as nossas macromoléculas e, Nós, não envelheceríamos (ou envelheceríamos muito mais lentamente). Tcharan! Acho que era altamente. Só, como o que é bom acaba depressa, essas moléculas (muito mais afáveis) acabaram por se tornar muito raras na superfície terrestre e a evolução tratou de pôr as plantas a consumir o que havia de abundante na atmosfera: H20. Pronto, aí entornou o caldo. O resultado é termos este veneno que nos acompanha a vida toda, envelhece-nos e ainda somos obrigados a respirá-lo. Por um lado, a água, existindo tão abundantemente no estado líquido, permitiu Vida. E é verdade que a água é um granda-solvente, passo a expressão. Se calhar, não seria possível termos outra coisa para oxidar, ou beber, ou viver dependente de. Por outro, por conter oxigénio, quebra uma quasi-simetria que poderia ser observável no curso da vida, em que seríamos menos mais velhos. Nunca seria uma simetria no verdadeiro sentido da palavra – a vida é naturalmente unidireccional – mas daria um livro de histórias sonhadoras para pais cientistas contarem aos filhos. Se calhar era muito sonhador.