QUMICA E SOCIEDADE

Marcos GugliottiDentro dos nossos pulmes, nos alvolos pulmonares, as clulas alveolares tipo II produzem uma mistura de vital importncia para o ser humano, conhecida como surfactante pulmonar. Composta em sua maioria por fosfolipdios, essa mistura nos auxilia durante o processo de respirao, facilitando a absoro de oxignio pelos pulmes por meio da diminuio da tenso superficial das paredes dos alvolos e evitando seu colapso durante o ciclo respiratrio. Este trabalho utiliza o mecanismo de ao do surfactante pulmonar como um interessante exemplo para a introduo dos conceitos de tenso superficial e surfactantes. surfactante pulmonar, tenso superficial, surfactantesRecebido em 13/11/01, aceito em 17/06/02

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3 nalisando cuidadosamente o funcionamento do corpo humano, vemos que h tantas reaes qumicas ocorrendo ao mesmo tempo que ele poderia ser comparado a uma indstria qumica! O mecanismo de ao de alguns rgos do nosso corpo pode ser relacionado com procedimentos bastante comuns aos qumicos. Por exemplo, os rins funcionam como filtros, limpando nosso sangue, o que um exemplo de um processo de separao. Alm de outras funes, o fgado responsvel pela sntese de acar, uria, e outras substncias, o que nos lembra a sntese orgnica. Mas algo realmente interessante ocorre nos pulmes. Esses rgos possuem o papel fundamental de extrair oxignio (O2) do ar para que possamos respirar. Eles so feitos de um tecido esponjoso, com pequenos sacos em seu interior, chamados de alvolos pulmonares (Figura 1). A parede externa dos alvolos circundada por vasos sangneos muito

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finos, os vasos capilares. Quando respiramos, o oxignio contido no ar difunde atravs das paredes dos alvolos, atingindo os vasos capilares e sendo ento transportado pelo sangue para todas as partes do corpo. De forma semelhante, porm em sentido oposto, o gs carbnico (CO2) expelido dos nossos pulmes. Para facilitar o processo de absoro de O2, as clulas alveolares tipo II, localizadas no interior dos alvolos, sintetizam uma mistura de protenas (~10%) e fosfolipdios (~90%) conhecida como surfactante pulmonar (Biochimica et Biophysica Acta). A palavra surfactante a contrao da expresso em ingls surface active agents (agentes de atividade superficial) e empregada devido capacidade das molculas de fosfolipdios de reduzir a tenso interfacial das paredes dos alvolos para valores baixos, facilitando a difuso de O2. Esta a principal funo do surfactante pulmonar, e para entendermos seu mecanismo de ao devemos estudar o fenmeno

fsco-qumico da tenso superficial.

Tenso superficialVamos tomar como exemplo a interface ar-gua. As molculas de gua (H2O) so fortemente atradas umas pelas outras, e aquelas localizadas na superfcie esto sujeitas a uma distri-

A seo Qumica e sociedade apresenta artigos que focalizam diferentes inter-relaes entre Cincia e sociedade, procurando analisar o potencial e as limitaes da Cincia na tentativa de compreender e solucionar problemas sociais. Neste nmero a seo apresenta dois artigos.QUMICA NOVA NA ESCOLA A qumica do corpo humano

Figura 1: Representao artstica de conjuntos de alvolos pulmonares na extremidade de uma ramificao das vias respiratrias (bronquolo). O oxignio atravessa as paredes dos alvolos e segue pelos capilares em vermelho, enquanto o gs carbnico chega aos alvolos pelos capilares em azul, de onde expelido (adaptado de: FISHBEIN, M. Enciclopdia familiar de medicina e sade. Edio exclusiva para a Enciclopdia Barsa, 1967. v. 2, p. 653.)N 16, NOVEMBRO 2002

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A tenso superfios fosfolipdios diminuem a atrao cial um fenmeno entre as molculas de H2O da supercoesivo e, como faz fcie. Isto pode ser entendido como se a superfcie se conelas estivessem causando defeitos trair, uma das formas na membrana elstica, diminuindo a de medir sua intentenso superficial da gua (ou a tenso sidade esticar a interfacial ar-gua). superfcie, ou seja, A funo do surfactante pulmonar aumentar sua rea. Podemos ento defiDurante o ciclo respiratrio, os fosnir tenso superficial folipdios adsorvem nas paredes internas dos alvolos, formando uma Figura 2: Distribuio de foras nas molculas de gua. Note a (Castellan, 1986) codiferena entre as foras que atuam nas molculas prximas mo sendo o trabalho monocamada. Alm de evitar que as superfcie e naquelas localizadas mais abaixo. O efeito da tenso necessrio para auparedes dos alvolos grudem, o que superficial tem sua origem no desbalanceamento das foras de mentar a rea da suimpediria a passagem de ar, a monoatrao entre as molculas e produz uma fora que atua no plano perfcie, ou tambm camada aumenta a permeabilidade da superfcie (no mostrada na Figura). a fora necessria das molculas de O2. Entretanto, para para cortar a superque esse processo seja eficiente, a tenfcie, usualmente expressa em milibuio de foras diferente daquelas so superficial deve ser reduzida para newtons por metro (mN/m), no Sistema em soluo. J que no h molculas um valor muito baixo (