Crónica publicada no "Boas Notícias".Patrícia olha deslumbrada para a enorme tabela periódica dos elementos químicos, suspensa oblíqua num dos cantos do anfiteatro do Departamento de Química da Universidade de Coimbra.A propósito do Ano Internacional da Química, Patrícia veio pesquisar informação para responder a um exercício pedido na sua escola: qual a composição elementar de um ser humano? Ou seja, quais os elementos químicos e em que quantidade média são presentes num ser humano? Qual ser humano? Patrícia escolheu-se a si própria. Não por uma qualquer razão narcisista, mas porque quer identificar-se com o seu próprio trabalho. Para este exercício só precisa de conhecer o seu peso, que é igual a 55 Kg e explorar, por exemplo, no sítio Webelements na internet. “É espantoso! Transportamos connosco cerca de metade dos elementos conhecidos! Alguns em maior quantidade do que outros, mas a variedade é deveras surpreendente! Até temos vestígios de Ouro (Au) e Urânio (U)!”, verifica Patrícia.Quais os mais abundantes? Segundo a calculadora existente no sítio da Webelements, Patrícia possui cerca de 5,5 kg de Hidrogénio, 12,7 kg de Carbono e 33,6 kg de Oxigénio (valores médios e com uma incerteza de cerca de 5%). Estes são os elementos mais abundantes no corpo humano. Patrícia pensa em substâncias que contenham estes três elementos. Em combinações e proporções diferentes, encontram-se na composição de moléculas como proteínas, lípidos (gorduras), hidratos de carbono (açúcares), ácidos nucleicos (DNA, RNA), hormonas, neurotransmissores…E claro, o Oxigénio e o Hidrogénio compõem a molécula da água. E o nosso corpo é composto por cerca de 70 a 75% em peso de água! Ora 70% de 55 Kg é igual a 38,5 kg de moléculas de água no corpo de Patrícia.Patrícia sabe que algumas daquelas biomoléculas possuem outros elementos na sua composição. Por exemplo as proteínas, que se encontram em grande abundância nos músculos, são constituídas por aminoácidos, e estes possuem sempre, para além daqueles três elementos, Nitrogénio (N) na sua composição. Através da calculadora, Patrícia encontra o valor de 1,43 kg em Nitrogénio no peso do seu corpo. Alguns aminoácidos contem também Enxofre (S) na sua composição. Neste caso Patrícia tem 110 g de Enxofre na constituição do seu corpo.Antes do Enxofre, no mesmo período na tabela periódica, está o Fósforo (P). Este elemento faz parte da constituição dos fosfolípidos (constituintes das membranas das células), e dos ácidos nucleicos. Patrícia encontra o valor de 605 g para a quantidade do elemento fósforo no seu corpo.E quanto sal de cozinha, ou seja, cloreto de sódio (NaCl), tem no corpo? Cerca de 143 g: 77 g de Sódio (Na) e 66 g de Cloro (Cl). E de Cálcio (Ca) na matriz dos seus ossos? 770 g, regista Patrícia.Agora Patrícia faz um ponto da situação de todos os valores até agora encontrados. A soma é igual a 54,858 kg de H, C, N, O, Na, Cl, Ca P e S. A incerteza associada aos valores calculados faz com que as 142 g que faltam, para atingir os 55 kg do seu peso, sejam muito pouco significativas. Contudo, é indicativo da presença de outros 36 elementos que, de uma forma mais ou menos vestigial, estão presentes no seu corpo.Patrícia contempla a tabela periódica dos elementos e pressente a química viva na rica constituição elementar do seu corpo. António Piedade
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EXERCÍCO ELEMENTAR
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February 10 2011, 5:49am | Comments »
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IMUNIDADE AO ENTARDECER
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Crónica publicada no "Diário de Coimbra".As plantas, como os animais, possuem mecanismos de defesa contra agentes patogénicos. Ou seja, possuem sistemas imunitários. Estes processos permitem aos animais e às plantas reconhecer o que é próprio daquilo que é estranho e são denominadores comuns de protecção contra bactérias e vírus que têm, no caso que aqui nos interessa, as plantas como hospedeiros alvo. Nas plantas, tal como nos animais, são processos complexos que envolvem redes de sinalização ainda muito mal compreendidas, mas cuja investigação tem conseguido avanços recentes. É disso exemplo o trabalho agora publicado na revista Nature sobre a influência da luminosidade solar, mais especificamente dos ritmos circadianos, nos processos imunitários das plantas superiores. São conhecidas muitas alterações fisiológicas e vias bioquímicas nas plantas que são reguladas pela intensidade luminosa, sendo talvez a mais evidente a da actividade fotossintética. Ao entardecer, as plantas como que mudam para um "modo metabólico" nocturno. Mas, com a surpresa e espanto que muitas vezes debruam o conhecimento científico, esta investigação agora publicada ilumina uma importante actividade de defesa para as plantas quando o disco solar baixa no horizonte.O estudo revela que as plantas começam a activar mais os seus sistemas de defesa imunitários ao entardecer, altura do dia a partir do qual os microrganismos patogénicos apresentam também uma maior virulência. É uma espécie de reacção antecipada das plantas a um eventual ataque microbiano ao entardecer. Assim, ao contemplarmos a vegetação ao pôr-do-sol, conquanto os animais diurnos recolhem para dentro da escuridão e se envolvem em processos de regeneração, as plantas ampliam as suas defesas imunitárias contra uma qualquer provável infecção. António Piedade
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February 8 2011, 5:50am | Comments »
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O ÁLBUM GENÉTICO
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Crónica publicada no "O Despertar".Avô e neto passeiam os olhos pelo álbum genético da família. É um álbum em que não há rostos de pessoas mas histórias de genes e da sua relação com história de vida de cada um. Registos coloridos de interacções fluorescentes desdobram-se em anotações com informações sobre determinados genes que marcaram determinado momento da vida. Desde os que estiveram mais activos durante as diferentes etapas do desenvolvimento embrionário de cada membro da família, até aqueles que determinaram momentos cativos em que uma doença trespassou o silêncio celular e explodiu em dor. Comparando os perfis genéticos com fotos, é engraçado comparar as parecenças fisionómicas com as semelhanças de actividade de certos genes em determinadas alturas da vida da avó e da mãe.Cada registo está ainda emoldurado com uma outra história: a da interface modeladora do percurso bioquímico de cada um com o meio ambiente, numa espécie de moldura epignética. “Foi aqui que o pai começou a fumar. Nota-se pelo aumento da actividade destes genes que transcritos activam defesas antioxidantes”. “Foi aqui que comecei a ter mais pelos no corpo, nota-se pelo aumento da actividade dos genes que codificam as proteínas que sintetizam as hormonas masculinas como a testosterona.”É um álbum repleto de esperança. Foi através da sua análise e interpretação que o médico do tio percebeu o seu genotipo bioquímico e ajustou a terapêutica adequada à sua incipiente propensão para um síndrome metabólico que o levaria a uma diabetes tipo 2, se não tratado tão precocemente.É um álbum hoje de ficção científica, de impressões mágicas, como o eram mágicas fotografias antes da invenção do daguerreótipo (e ainda não o são?). Mas é uma janela aberta para um futuro muito próximo, quiçá já neste primeiro quartel do século XXI, propulsionado pelo desenvolvimento de tecnologias de sequenciação genómica e de metodologias bioanalíticas cada vez mais sensíveis, robustas e económicas.Estamos à porta de uma revolução que nos trará imagens dos nossos genes em acção.António Piedade
February 2 2011, 3:33am | Comments »
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HOMO, PAN & PONGO
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Crónica publicada no "Diário de Coimbra".Cerca de seis anos de trabalho de uma equipa internacional envolvendo 34 instituições de vários países, (incluindo os biólogos portugueses Rui Faria e Olga Fernando na Universidade Pompeu Fabra, em Barcelona), liderada pelo geneticista Devin Locke, da Escola de Medicina da Universidade de Washington (São Luís, Missouri, EUA), determinou a sequência de três mil milhões de moléculas que compõem as longas cadeias de DNA (ácido desoxirribonucleico) nos 48 cromossomas que compõem o genoma do Orangotango (género Pongo). A sua sequenciação genómica foi agora publicada na revista Nature. Depois do genoma da nossa espécie (Homo sapiens sapiens) em 2003, do chimpanzé (Pan troglodytes) em 2005, este é o terceiro primata a ter o genoma mapeado. Actualmente já só existem duas espécies de orangotango. A espécie Pongo pygmaeus abelii vive nas florestas de Samatra (Indonésia), enquanto que a Pongo pygmaeus pygmaeus tem como habitat as florestas de Bornéu (Malásia). Ambas estão ameaçadas de extinção devido à acção da mesma espécie que agora a sequenciou: a humana. O genoma de um exemplar fêmea da espécie Pongo p. abelii, de nome Susie, vivendo em cativeiro no Jardim Zoológico de Glayds Porter, Texas (EUA), serviu a base à sequenciação. Sobre ele foram anotados as divergências da sequência genómica de outros cinco orangotangos de Sumatra e cinco orangotangos de Bornéu, que também foram sequenciados, embora em menor detalhe, assim como as diferenças com os genomas humano e do chimpanzé.Os cientistas encontraram uma semelhança de 97% entre o genoma humano e o do orangotango, uma diferença na posição de 120 milhões de moléculas. Recorde-se que a diferença entre o nosso genoma e o do chimpanzé é de apenas 1% (cerca de 40 milhões de bases).Mas o genoma agora sequenciado apresenta várias surpresas para os geneticistas. O genoma do Orangotango sofreu muito menos variações do que o dos humanos e dos chimpanzés desde que os nossos antepassados comuns divergiram. O género do orangotango originou-se há cerca de 12 a 16 milhões de anos, enquanto que as linhagens que nos deram origem e aos chimpanzés se separaram entre 5 a 6 milhões de anos atrás. Os estudos comparados mostram agora que quer o nosso genoma quer o do chimpanzé ganha ou perde genes a uma taxa dupla daquela que afecta o genoma do orangotango. O estudo agora publicado redefine também o momento de separação entre as duas espécies de orangotangos ainda existentes. Estudos anteriores apontavam para que as duas espécies se tinham originado há cerca de um milhão de anos. Esta distância foi agora encurtada para 400 mil anos pelo presente estudo. Curiosamente, num outro artigo publicado no dia seguinte, mas on-line, na revista Genome Research, Mikkel Schierup e Thomas Mailund da Universidade Dinamarquesa de Aarhus (também co-autores do artigo na Nature), comparam a estrutura dos genomas dos três primatas e mostram que apesar de mais distanciados, 0,5% do nosso genoma e do orangotango são muito mais semelhantes entre si do que com o do chimpanzé, nosso primata evolutivamente mais próximo de nós. Isto significa que mantivemos genes comuns ao orangotango que foram suprimidos na evolução do chimpanzé. Muito estudo funcional e proteómico terão ainda de ser feito para descodificar estas semelhanças e diferenças. As expectativas aumentam sobre o que é que nos trará a sequenciação em curso de mais dois primatas: o gorila (género Gorilla) e o bonobo (Pan paniscus).De volta ao orangotango, é curiosa a singularidade do genoma desta espécie em vias de extinção ter sido acabado de sequenciar em 2010 (o manuscrito foi submetido a 11 de Março de 2010 e aceite em 19 de Novembro para publicação), ano internacionalmente dedicado à Biodiversidade, e publicado agora no início do ano Internacional da Floresta. É que o nome orangotango resulta da junção de duas palavras da língua malaia que significam “pessoa da floresta”. Felizmente o estudo agora publicado mostra uma grande variabilidade genética entre as populações de orangotangos, o que significa uma maior capacidade adaptação a mudanças ambientais o que por si só é um bom indicador para a sobrevivência destas espécies ameaçadas.António Piedade
February 1 2011, 3:50am | Comments »
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A QUÍMICA DO ORANGOTANGO
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Crónica publicada no "Diário de Coimbra".O genoma do orangotango foi agora publicado na revista Nature, e apresenta cerca de 3% de diferença com o nosso. Mas a química do Orangotango não é diferente da nossa. Muito pelo contrário, partilhamos com este primata, assim como com todas as espécies vivas, muitas coisas em comum. Quer o comum à vida, quer as diferenças base da biodiversidade, estão inscritas em longas sequências de quatro de moléculas (guanina, adenina, timina e citosina) definidas no biopolímero que vulgarmente designamos por DNA (ácido desoxirribonucleico). É a diferente sequência daquelas moléculas alinhadas na dupla hélice de DNA que funcionaliza a mensagem química dos genes. Em que é que diferem aquelas quatro moléculas? Diferem em arranjos e proporções diferentes de átomos de carbono, oxigénio, nitrogénio e hidrogénio. As diferenças nas vizinhanças químicas locais na dupla hélice de DNA expressam genes diferentes, que por sua vez corporizam instruções para proteínas com funções diferenciadas e específicas. O resultado global é uma espécie de organismo diferente. Um braço peludo mais comprido, uma posição bípede mais vertical, etc.Recorde-se, a propósito do Ano Internacional da Química que se promove este ano, que se deve muito à Química (mas também à Física, à Matemática e à Biologia, entre outras disciplinas), o conhecimento que está na base da genética molecular e que permitem hoje, de forma multidisciplinar, a sequenciação genómica. Vejamos, de forma breve, porquê.Como se disse, o genoma é constituído por longas moléculas de DNA. Este foi descoberto em 1869 pelo químico alemão Johann Friedrich Miescher (1844 – 1895) no núcleo de glóbulos brancos. Miescher escolheu estas células por serem relativamente grandes e também possuírem núcleos grandes. Esta descoberta não permitiu associar de imediato o DNA como a “molécula da hereditariedade”. De facto, foram necessários mais cerca de 80 anos para que se confirmasse que eram os ácidos nucleicos os componentes estruturais e funcionais dos genes. Durante todo este intervalo de tempo muitos cientistas defenderam que eram as proteínas, e não os ácidos nucleicos, as moléculas de que os genes eram feitos. Parecia estranho toda a diversidade da vida poder ser codificada pela monótona constituição molecular do DNA, pelo que a genética deveria ser escrita com a maior diversidade apresentada pelas proteínas. Duas experiências foram determinantes para esclarecer a comunidade científica sobre a "molécula dos genes". Em 1944, o médico e bioquímico Oswald Avery (1877 – 1955) e seus colaboradores, demonstraram que só o DNA (o “princípio transformador” como lhe chamaram), era “capaz” de “transformar” estirpes diferentes da bactéria pneumococo (R e S) umas nas outras. Em 1952, o trabalho do microbiologista Alfred Hershey (1908 -1997) e da geneticista Martha Chase (1927 – 2003) colocou um ponto final e abriu um novo capítulo para a genética molecular com a experiência de transferência de DNA viral (do bacteriófago T2) para bactérias, na qual ficou claramente demonstrada que era o DNA e não as proteínas a argamassa genética da vida. Martha ChaseEm 1953, o biólogo James Watson e os físicos Francis Crick, Maurice Wilkinson e Rosalind Franklin, através dos estudos por difracção de raios X de cristais de sais de DNA, recolhem a informação física e química necessária para propor a estrutura tridimensional em dupla fita helicoidal para o DNA. Note-se que esta descoberta resulta de um trabalho fundamentalmente de física e química. Diríamos hoje de biofísica e bioquímica.Rosalind FranklinNeste ano também dedicado às mulheres na química, é de realçar nesta história que tanto Matha Chase como Rosalind Franklin não foram galardoadas com o prémio Nobel, enquanto os seus colaboradores directos o foram pelas mesmas descobertas.António Piedade
January 31 2011, 9:31am | Comments »
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O FLUIR DO TEMPO CELULAR
http://dererummundi.blogspot.com/2011/01/o-fluir-do-tempo-celular.html
Crónica publicada no "Boas Notícias".Henrique observa ao microscópio óptico uma gota de sangue. É fantástico o número elevado das células de cor vermelha que dão cor ao sangue. São glóbulos vermelhos, também designados por eritrócitos ou hemácias. Praticamente não consegue observar nenhum outro tipo de célula naquela amostra.Henrique olha para o quadro interactivo na parede da sala de aula e lê que num mililitro de sangue existem entre cerca de 4,5 a 6,5 milhões de glóbulos vermelhos! Ou seja, em dois mililitros de sangue existe mais ou menos o mesmo número de células do que habitantes em Portugal!Henrique olha de novo para a amostra de sangue através do microscópio. Apesar de cada eritrócito medir cerca de 0,007 milímetros, com a ampliação combinada das lentes oculares e objectivas do microscópio, consegue ver as células com um diâmetro aparente de cerca de 3,5 milímetros. Foca a sua atenção numa delas e observa que o glóbulo vermelho é uma célula sem núcleo. Todo o interior daquelas células em forma de disco bicôncavo parece homogéneo, como se todas as substâncias no seu interior estivessem igualmente distribuídas.Henrique regressa com o seu olhar ao quadro interactivo e lê, numa legenda sobre o interior do glóbulo vermelho, que o seu citoplasma é constituído maioritariamente por hemoglobina, uma proteína que possui na sua constituição átomos de ferro e que é responsável pelo transporte de oxigénio desde os pulmões até todas as células do corpo.Quanto tempo demora essa viagem? Quanto tempo é o carrossel sanguíneo, uma volta completa ao corpo? Depende de vários factores, sendo mais determinante o número de vezes que o coração bate e impulsiona o sangue num determinado período de tempo. Num adulto, com uma frequência de 70 batimentos por minuto, um glóbulo vermelho demora cerca de 20 segundos a percorrer a vascularização sanguínea que leva oxigénio desde os pulmões até a um dedo do seu pé e voltar de novo aos pulmões para se libertar do dióxido carbono produzido pelo funcionamento celular e renovar o seu carregamento oxigenado.Como uma hemácia vive em média 120 dias, Henrique calcula mentalmente que cada uma destes discos celulares passa cerca de 500 mil vezes pelo seu coração até ser substituído por outro glóbulo vermelho gerado na sua medula óssea, num processo designado por eritropoese.Com tanta volta, Henrique quase que se esquece do motivo principal da observação dos glóbulos vermelhos: a admiração encontrada num artigo publicado na revista Nature, no dia 27 de Janeiro de 2011, no qual investigadores da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, apresentam resultados da sua investigação sobre ritmos circadianos registados em eritrócitos!Porquê a admiração? Porque até aqui os cientistas ligavam os ritmos circadianos a processos cíclicos envolvendo transcrição oscilatória de determinados genes. Ora acontece que, como Henrique conseguiu observar, os glóbulos vermelhos não têm núcleo, ou seja são células desprovidas de cromossomas e logo de genes!O que são ritmos circadianos? São, ou melhor, resultam de processos fisiológicos celulares, constituindo uma propriedade fundamental das células, existindo quer em bactérias, como as que colonizam o nosso intestino, quer em células humanas com núcleo, com um período ritmado de aproximadamente de 24 horas. Constituem uma adaptação que confere vantagem evolutiva pela antecipação ajustada ao relógio solar.A novidade deste estudo, é o de que os investigadores conseguiram identificar oscilações cíclicas, com um período de aproximadamente 24 horas, em reacções de oxidação redução promovidas por proteínas antioxidantes designadas por peroxiredoxinas, que existem no interior dos glóbulos vermelhos. Verificaram que este processo está também associado à oxidação da hemoglobina.Mais interessante ainda é o facto de que estas proteínas, envolvidas na regulação e protecção de danos causados por stress oxidativo, a que o transporte de oxigénio não é alheio, existem em quase todas as células conhecidas, quer eurcariotas, como as humanas, quer procariotas como as bactérias.Henrique foca a imagem ampliada de um grupo de hemácias e imagina, divertido, que ouve milhões de relógios a viajar pelo seu corpo, num carrossel finito no espaço, infinito no tempo, sincronizados pela rotação da Terra em torno do seu eixo, numa volta de 24 horas.António Piedade
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January 27 2011, 7:55am | Comments »
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UM MUNDO IMAGINADO, MAS MUITO REAL
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Crónica publicada no "Diário de Coimbra".Em 1988, vivi de forma intensa e maravilhado “um mundo imaginado”. Uma experiência real de investigação científica através de um livro, com aquele título, então publicado na língua portuguesa pela Gradiva, editora que me ensinou a caminhar na ciência.Linha após linha, página após página, eu, então jovem estudante de Bioquímica na Universidade de Coimbra, vivi 5 anos de uma história real e intensa de descoberta científica, num só fôlego, numa noite que se fez dia inúmeras vezes. Vivi, através do relato rigoroso e apaixonado de June Goodfield, autora do livro, os dias e as noites sem horário, a entrega persistente e lúcida, os avanços e retrocessos, os obstáculos e os recuos, a alegria e o desespero silencioso do processo científico efectuado sob a linha do desconhecido por uma promissora cientista portuguesa a trabalhar nos Estados Unidos. A cientista era a Bióloga Maria de Sousa, Professora Catedrática de Imunologia do Instituto de Ciências Biomédicas Abel Salazar, Jubilada em Outubro de 2009 (ver aqui vídeo da sua última aula) e agora homenageada pela Universidade de Coimbra com a atribuição do prémio desta instituição. Sublinho uma das inúmeras frases de referência que, nessa sua aula de jubilação, Maria de Sousa proferiu ao dizer, cito de cor, que ao longo da sua carreira só fez aquilo que sabia fazer: trabalhar!A investigação em causa, uma caminhada árdua de cinco anos no Cornell Medical College, em Nova Iorque, na segunda metade da década de 70 do século passado e que produziu uma grande descoberta relacionada com o sistema imunitário, mais especificamente com o Linfoma de Hodgkin.Mais do que um relato é um retrato vivo, com molduras que se abrem em novos quadros a cada obstáculo ultrapassado, com nevoeiros densos a dificultar a leitura de algumas derrotas, de becos aparentes que pareciam esfumaçar, com o folhear de uma página, anos de trabalho árduo.Nesta hora de homenagem e reconhecimento da Universidade de Coimbra a esta sempre discreta mas incontornável referência do melhor da investigação científica, na sua área a nível mundial, realço a qualidade da sua dedicação ao trabalho científico, as descobertas que fizeram e fazem escola e que aparecem agora facilitados no tempo pela excelência da sua pessoa humana. A enormidade da discrição enquanto pessoa contrasta abismalmente com a importância incontornável do seu trabalho científico. De referir que Maria Sousa produziu, desde 1960, artigos científicos cruciais à definição da estrutura funcional dos órgãos que constituem o sistema imunológico, descobrindo em 1971, um fenómeno que pode ser descrito pela capacidade de células imunitárias de diferentes origens migrarem e se organizarem em áreas bem determinadas dos órgãos linfóides periféricos, processo celular que designou e é conhecido por “ecotaxis”. Foi e é pioneiro o seu trabalho sobre a importância homeostase do ferro no organismo e a sua relação das suas perturbações com várias patologias. No capítulo da divulgação de ciência e da formação sobre o que é o dia-a-dia de quem faz ciência, deveria ser obrigatório ler este “Mundo Imaginado”, apesar de esgotado no editor (de June Goodfield, Gradiva, coleccção Ciência Aberta nº 9), para mim, e para muitos, um dos melhores livros sobre ciência e talvez o melhor sobre ciência em acção directa. Para progredirmos temos de aprender com os exemplos dos melhores, independentemente da sua área. E no panorama da realização científica portuguesa das últimas décadas Maria de Sousa é incontornável. Ou, como ela com certeza corrigiria, o seu trabalho é incontornável.António Piedade
January 24 2011, 5:14am | Comments »
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Habilidade para Jogar
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Publicado no "Diário de Coimbra".Em 1990, o investigador japonês Seiji Ogawa (nasceu a 19 Janeiro de 1934) inventava a técnica que está na base da Ressonância Magnética Funcional, abrindo novos horizontes e ferramentas inovadoras para a investigação nas neurociências. Quando um determinado grupo de neurónios (células do tecido nervoso) participa na transmissão de um impulso nervoso, gasta energia nesse processo. Essa energia é obtida normalmente a partir da oxidação de glicose (açúcar) e redução de oxigénio molecular a água. Para permitir esta actividade neuronal ocorre um aumento pontual do afluxo de sangue até à região cerebral onde se encontra o grupo de neurónios em actividade. Os padrões de variação do fluxo sanguíneo em resposta ao consumo de glicose e de oxigénio apresentam uma hemodinâmica característica. Ogawa descobriu que as variações no consumo de oxigénio numa determinada região cerebral podem sem monitorizadas através da técnica de imagiologia por ressonância magnética e que essa detecção corresponde à actividade dos neurónios nessa zona. Mas como? Em reacção à transmissão de um impulso nervoso, ocorre uma resposta hemodinâmica que difere da situação em que não há actividade neuronal. O maior afluxo de sangue às regiões em maior actividade significa um maior transporte de oxigénio pela hemoglobina existente nos glóbulos vermelhos do sangue. A hemoglobina transporta o oxigénio através da ligação deste a um átomo de Ferro. Esta ligação oxigénio – ferro interfere com as propriedades magnéticas deste elemento metálico: torna-o diamagnético, isto é, na presença de um campo magnético externo o ião ferro apresenta um campo magnético oposto àquele o que pode ser registado através da técnica de ressonância magnética. Quando a hemoglobina cede o oxigénio aos neurónios, o ferro nela presente adquire um outro estado magnético, este designado por paramagnético. Estas mudanças nas propriedades magnéticas (nos momentos dipolares magnéticos) dos iões ferro, com e sem oxigénio na hemoglobina, uma vez registadas no tempo e no espaço cerebral, permitem obter um mapa das zonas em maior ou menor actividade. Uma escala de cores facilita a nossa percepção da actividade nas sucessivas imagens registadas e representa um estado da função cerebral numa determinada área. É a imagiologia funcional: uma imagem de um mapa de uma secção do cérebro mais ou menos colorida de acordo com a função que está a executar.Num artigo agora publicado na revista online PLoS ONE neurocientistas apresentam os resultados de um estudo sobre a habilidade de um grupo de indivíduos em ultrapassar dificuldades complexas de um jogo de estratégia. Focaram o registo de actividade numa zona do cérebro normalmente associada aos processos de aprendizagem, movimento coordenado e sentimentos gratificantes de recompensa: os gânglios basais do hipotálamo. Através da análise, por algoritmos de análise “multivoxel”, de padrões nos mapas de actividade obtidos por ressonância magnética funcional de um grupo de 34 jogadores, os investigadores indicam terem conseguido identificar parâmetros que permitem predizer entre 55 e 68 % da variabilidade ou diferença na habilidade que um novo jogador apresenta ao jogar o jogo pela primeira vez. Mais do que uma ferramenta para seleccionar indivíduos, encaremos estes estudos como proporcionadores de novas ferramentas para entendermos como aprendemos a ultrapassar obstáculos e como sentimos e é processada a satisfação de o termos conseguido...a sensação de prazer do dever cumprido, do objectivo alcançado.António Piedade
January 17 2011, 11:11am | Comments »
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Biomarcadores para a Doença de Alzheimer?
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Publicado no "Diário de Coimbra".A detecção precoce de doenças neurodegenerativas (Alzheimer, Parkinson) constitui um aspecto da maior relevância clínica. Para além da sintomatologia associada à doença, até há muito pouco tempo o diagnóstico definitivo de muitas doenças passava pela identificação post-mortem de determinadas fisiopatologias.O espantoso desenvolvimento da Biologia Molecular e os avanços no conhecimento na área da Imunologia molecular, principalmente no entendimento do funcionamento do sistema imunitário adaptativo à experiência bioquímica de cada indivíduo, tem permitido o desenvolvimento de testes de diagnóstico molecular precisos, que permitem antecipar nalguns casos anos no diagnóstico de determinada doença.Contudo, se por um lado a identificação de determinada patologia pela presença de anticorpos a ela específicos no plasma sanguíneo tem permitido o desenvolvimento de testes de rastreio e diagnóstico rápidos, mais ou menos económicos, o desconhecimento das substâncias antigenas, que potenciam e elicitam a geração desses mesmos anticorpos, tem retardado o desenvolvimento desses mesmos testes para algumas doenças como é o caso da doença de Alzheimer.A nova estratégia pode traduzir-se pela possibilidade de elaborar sinteticamente um número pequeno de potenciais moldes para fazer chaves que já existem e são funcionais sem conhecermos a fechadura dessas chaves! Esta estratégia permite-nos identificar a presença das chaves e deduzir a existência ou presença das respectivas fechaduras. (Este exemplo é igualmente válido se trocarmos a chave pela fechadura).No último número da revista Cell, é apresentado uma nova abordagem molecular que permite a selecção de um número reduzido de moléculas sintéticas que interagem com anticorpos presentes no sangue de pacientes com determinada doença. No caso em questão, o s investigadores conseguiram, através desta metodologia, detectar anticorpos presentes no sangue de modelos animais com Alzheimer que estão ausentes no sangue de indivíduos aparentemente saudáveis.Abre-se uma nova era no diagnóstico biomolecular.António Piedade
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January 12 2011, 6:54am | Comments »
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A primeira administração de Insulina: 11 de Janeiro de 1922
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Publicado em "O Despertar".Antes da descoberta e purificação da molécula Insulina, a doença diabética era, na maior parte dos casos, fatal!A associação de que determinados grupos de células no tecido exócrino pancreático, identificados primeiramente por Paul Langerhans, em 1869, estavam envolvidos no processo digestivo e na regulação dos níveis do açúcar glicose no sangue, foi progressivamente estabelecida por várias gerações de cientistas. Em 1889, o fisiologista Oskar Minkowski e o médico Joseph von Mering, mostraram que se o pâncreas de um cão fosse removido o animal desenvolvia diabetes. Em 1901, Eugene Opie demonstrou a relação causa efeito entre o estado, integridade, dos grupos de células identificados por Langerhans (em sua honra denominados ilhéus de Langerhans) e o desenvolvimento da Diabetes mellitus.Nas duas décadas seguintes foram várias as tentativas em tentar isolar as secreções dos Ilhéus de Langerhans eventualmente responsáveis pela regulação da glicemia no sangue, mas sem sucesso clínico apreciável.A história da descoberta está também condimentada com alguma controvérsia em torno de quem terá sido o primeiro cientista a demonstrar a acção de extractos de Ilhéus de Langerhans na redução da glicemia e glicosúria. Entre eles estão cientistas como Georg Ludwig Zuelzer (1906), E. L. Scott (1911-12), Israel Kleiner (1919) e o romeno Nicolau Paulescu (1921). Este último foi, para muitos, o primeiro cientista a descobrir a Insulina, mas “problemas” no registo e patente da sua descoberta impediram que fosse galardoado com o prémio Nobel pelo seu trabalho.De facto, o comité Nobel atribuiu em 1923 o prémio Nobel da Fisiologia ou Medicina a Frederick Banting e a J. J. R. Macleod pela descoberta da Insulina e sua administração num humano diabético. Estes laureados, descontentes com a decisão do comité Nobel, dividiram o reconhecimento com outros dois cientistas que, segundo eles, tinham sido decisivos no isolamento e purificação da insulina: Charles Best, assistente de Macleod, e o bioquímico Bertram Collip convidado por Banting para o trabalho laboratorial “pesado” de isolamento e purificação. Deve-se a Collip a obtenção do primeiro extracto de insulina purificado a partir de ilhéus de Langerhans de fetos de bezerro. Esta foi a fonte para o extracto a ser utilizado no primeiro ser humano a ser injectado com insulina: Leonard Thompson. Com 14 anos de idade, o adolescente diabético foi injectado pela primeira vez no dia 11 de Janeiro de 1922 (há 89 anos) com um extracto impuro, o que lhe causou uma reacção alérgica severa.As injecções foram suspensas enquanto Collip não conseguiu melhorar o protocolo experimental e conseguir purificar o extracto. Conseguiu-o depois de 12 dias de intenso trabalho laboratorial. No dia 23 de Janeiro de 1922, Leonard recebeu uma injecção do novo extracto purificado o que lhe retirou os sintomas diabéticos sem lhe causar reacções e complicações indesejadas. Foi um sucesso das ferramentas laboratoriais químicas aplicadas à saúde e o início de uma nova era na bioquímica clínica.A Diabetes mellitus deixava de ser uma doença fatal e passava a ser uma doença crónica.O conhecimento bioquímico conquistava qualidade de vida onde antes a esperança morria doce.António Piedade
January 11 2011, 8:45am | Comments »
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