Magnésio & Ferro / Clorofila & Hemoglobina Relações e semelhanças Química bioinorgânica – parte XVIII (C)

Outra interessante peculiaridade da natureza do magnésio é  que seu íon (magnésio), não é reativo, pois existe em um único estado de oxidação, o íon positivo (+2). Não participando dessas reações, (fotossíntese e outras de retenção do oxigênio). É mesmo?

 

Assim vejamos, o íon magnésio simplesmente "encosta-entra" no meio da molécula (complexa!) de clorofila, como se a sua função lá fosse  somente "segurar" a molécula dentro de uma determinada configuração específica.

 

No interior do cloroplasto, (no vegetal) tem-se um conjunto organizado de membranas suportando pilhas unidas entre si, como se fossem moedas empilhadas e unidas. Cada moeda é chamada de tilacóide, estrutura onde se encontra a molécula de clorofila, esta com uma parte superior, (cabeça) e  uma cauda. É nessa cabeça que se tem o íon magnésio, posto/encostado bem  no meio dessa região, rodeado de carbono e nitrogênio e depois CH3, CH2 e H. A luz é captada por essa cabeça ou na parte superior do tilacóide

 

Assim, as transferências de elétrons envolvidas na fotossíntese ocorrem independentemente do íon metálico-Mg, em si, mas não acontecem de forma alguma na sua ausência. Então um viva para o nosso magnésio, pois sem ele não se completa a fotossíntese.

 

e.t.: para ocorrer a fotossíntese não é essencial a participação da clorofila, mas na sua molécula é necessário o magnésio, capaz de captar a energia luminosa, transformando-a em energia química; - quanta energia é utilizada e é acumulada, explicando por que as moléculas de glicose  são altamente energéticas.

Apesar da sua cor verde, as folhas e as verduras, contudo, possuem menos de 1% da substância. Alias, a própria alfafa, uma das mais ricas fontes de clorofila (de onde se extrai o extrato de clorofila comercializado) tem apenas cerca de três quilos de clorofila por tonelada do produto, ou apenas, (3 kg de clorofila em 1000 kg de alfafa) 0.3%. Vamos  ter que comer mais alfafa? E os nossos cavalos  e gado ...?

 

Mas não é bem assim..., por exemplo: - ainda bem  que temos ou existem cerca de 25.000 espécies de algas, das conhecidas, e estudadas. Dentre as algas chamadas de verdes, pelas suas propriedades  naturais e aplicações cientificas, destaca-se a Chlorella sp.

 

A Chlorella é o organismo vivo mais rico em clorofila - 5% - que se tem notícia, ou seja, 5 gramas em cada 100 gramas ou 50 kg por tonelada, (50 kg de clorofila em 1000 kg de Chlorella). Cientificamente, sabe-se da capacidade excelente da Chlorella de estimular a formação do eritrócito, ou a célula vermelha do sangue. E olha  a relação clorofila/Mg  e hemoglobina/Fe. Mas aonde encontramos  essa alga, a Chlorella?

 

E.T.: Chlorella , é uma alga verde unicelular, facilmente encontrada espontaneamente em tanques e lagos. Têm-se em água doce e salgada. Possui grande habilidade para realizar fotossíntese. É uma alga riquíssima em clorofila, proteínas, vitaminas, sais minerais e aminoácidos essenciais. Ela ajuda a suprir as deficiências e atua sobre o fígado estimulando suas funções. As proteínas são integralmente aproveitadas pelo organismo em seu metabolismo, bem como a clorofila e o magnésio que são transformados em elementos fundamentais para o sangue. A presença de cálcio a indica como auxiliar no tratamento de fraturas, de enfraquecimento ósseo e na osteoporose.

O seu também alto teor em fósforo proporciona uma melhor e maior atividade cerebral. Em sua composição estão ainda presentes 18 aminoácidos essenciais importantes na biossíntese das proteínas. A Chlorella também é rica em vitaminas do complexo B, principalmente a B12, vital na formação e regeneração das células sangüíneas que juntamente com o ferro fazem desta alga um produto indicado no tratamento e prevenção de anemia.

Por se tratar de um produto completo, atualmente já se encontra incorporado à alimentação dos astronautas, é indicado também como auxiliar nos regimes de emagrecimento, além de provocar uma sensação de saciedade quando ingerido antes das refeições. Devido a esta propriedade, serve aos obesos por gula, como apoio.

·        Clorofila

 

Como já citamos, a clorofila é uma substância  complexa, com estrutura, (semelhante à da hemoglobina do sangue), formada de quadro anéis de pirrol ligados a um núcleo de magnésio, {(molécula da clorofila =  clorofila a - C₅₅H₇₂N₄O₅Mg; clorofila b-  C₅₅H₇₀N₄O₆Mg). e.t.: - a clorofila a é comum a todos os grupos de algas, associada a outros tipos que variam de grupo para grupo, além de outros pigmentos que acabam por dar a cor típica a cada grupo de algas.

 

O pigmento verde dos vegetais, denominado de clorofila é encontrado em células especiais, (diferenciadas para  nutrir), dos vegetais superiores, (nas folhas e também as vezes no caule),  e em todas as células do corpo ou talo das algas. Tanto em plantas superiores como na maioria das algas, a clorofila se concentra em estruturas celulares internas, (organelas), dos vegetais, chamadas de plastos ou plastídeos, (cloroplastos). A célula vegetal pode  ter uma única organela, de tamanho maior, como em certas algas, (p. ex., em forma de fita, - alga verde filamentosa, Spirogyra),  ou às dezenas, como nas células de outras algas e  plantas superiores.

 

Atenção: nas algas azuis, (cianoficeas/cianobactérias), o pigmento verde ainda é predominante sobre outro qualquer, (ficocianina/azul),  encontra-se  difundido na massa citoplasmática; - certas bactérias contêm clorofila, difundida. A função dos pigmentos, (clorofila/verde, ficocianina/azul, ficoeritrina/vermelho, caroteno/alaranjada, xantofila/amarelo, etc.), consiste, principalmente, em absorver a luz, sendo que a luz branca não é totalmente usada, mas apenas  ondas de certos comprimentos, sendo portanto uma absorção seletiva.

 

Durante a passagem da luz em mais de 10 metros de água, toda luz azul verde é absorvida.

Pergunto, então, na nossa água profunda, em especial compondo a Lagoa Misteriosa/Jardim-MS, quais são provavelmente, as algas predominantes? Que grupos pertencem? São  as algas contendo outros pigmentos, também?

 

Pois bem, o que restaria e que pigmentos estariam para a clorofila de algas que vivem há mais de 10 metros de profundidade? Resposta - Estas algas precisam de novos pigmentos capazes de absorver luz de outros comprimentos de onda. Nelas são encontrados a ficoeritrobilina e a ficocianobilina, por exemplo. Assim, estas algas podem fazer sua fotossíntese sem ou com pouquíssima necessidade de clorofila.

 

 Outro caminho tomado por plantas desprovidas de clorofila é o do heterotrofismo, podendo ser sugadoras ou saprófitas Certamente, para um melhor desempenho, uma engenharia inteligente desenvolveria pigmentos capazes de aproveitar melhor a luz do Sol na fotossíntese, eliminando o intermediário (clorofila) e economizando a energia gasta para a síntese de pigmentos extras.

 

Uai, como diz o mineiro, mas não é a clorofila responsável pela cor verde das algas e das folhas, somente?

Sim, é sim, podemos afirmar categoricamente. Mas isto também significa que ela, (clorofila) reflete as cores amarelo e verde do espectro, absorvendo apenas o vermelho e o violeta. Com o detalhe é que o Sol emite muito mais luz amarelo e verde do que vermelho e violeta. Interessantemente, a molécula mais amplamente difundida no reino vegetal rejeita as cores que permitiriam um melhor aproveitamento da energia vinda do Sol.

 

Com um melhor aproveitamento desta energia, mais carboidratos poderiam ser armazenados. Desta forma, indivíduos portadores de variações onde outros tipos de pigmentos capazes de absorver os raios verde e amarelo poderiam ter mais vantagem em relação aos pobres portadores de clorofila. Existiriam estes pigmentos na natureza? Claro que sim. Caroteno e ficobilina são exemplos destes pigmentos e são presentes em muitos vegetais, desde  algas.

 

Ora, se as plantas podem ter outros pigmentos mais eficientes na captação da luz do Sol, por que elas ainda são verdes? Me repondam, por favor...? Porque, simplesmente a clorofila não foi eliminada totalmente da  jogada.

 

E por que não seria? Não seria mais vantajoso para as plantas que elas tivessem cada vez mais pigmentos que absorvessem a luz do comprimento de onda que o Sol mais emana?  Certamente que sim. Isso se não fosse necessário que estes pigmentos transferissem os elétrons captados para a clorofila e de lá seguissem seu curso normal. Esta aí a importância e necessidade de ter-se tal interdependência natural. Ou seja,  é justamente aonde está a arquitetura inteligente da natureza em se fazer necessária  mantendo  uma  estrutura aparentemente  arcaica. É quando um novo pigmento poderia desempenhar  a função da clorofila.

 

É, a clorofila faz parte dessa "complexidade irredutível", desse equilíbrio natural, dessa dependência entre os elementos e substâncias formadas.

 

Mas a clorofila seria descartável se os carotenóides ou ficobilinas pudessem por si mesmos, passar os elétrons excedentes (gerados pela absorção do fóton) para o passo seguinte na cadeia de transporte.

 

Será que não acontece nada semelhante na natureza?

Essa é uma outra história que fica para uma outra vez.

 

Continuando: - aproximadamente, só 5% da energia solar que chega até a superfície terrestre é convertida em carboidratos mediante o processo fotossintético. Assim, do total de energia solar que chega até uma folha, seus 95 % são distribuídos da seguinte forma: 60% é radiação de comprimento de onda não absorvido; 8% da radiação é refletida ou transmitida; 8% é radiação dissipada como calor e 19% é utilizada no metabolismo geral da folha.

 

Outra interessante conclusão: - a glicose é formada nos cloroplastos, (organelas celulares diferenciadas para produzir energia), através da fotossíntese, sendo armazenadas como amido, em outras estruturas intracelulares, os estromas, nas folhas vegetais e nos leucoplastos das raízes.

 

Obs.: - A quantidade de energia solar que atinge a Terra em dez dias é equivalente a todas as reservas de combustível conhecidas, além de ser uma fonte energética não poluente e renovável. Ainda poucos países utilizam bastante esse tipo de energia: energia é a solução ideal para áreas afastadas e que ainda não possuem eletricidade, especialmente num país como o Brasil, onde se encontram bons índices de insolação em qualquer parte do território, pois o Sol, trabalhando como um imenso reator à fusão, irradia na Terra todos os dias um potencial energético extremamente elevado e incomparável a qualquer outro sistema de energia, sendo fonte básica e indispensável para praticamente todas as fontes energéticas utilizadas pelo homem.

 

·        Hemoglobina

 

O sangue é constituído por uma porção líquida, o plasma, e pelos elementos figurados. Entram na composição do plasma: água, eletrólitos, nutrientes, produtos metabólicos, vitaminas, gases e proteínas. Os elementos figurados são os eritrócitos, os leucócitos e as plaquetas.

 

Os eritrócitos constituem as células mais abundantes do sangue, sendo sua função primordial o suprimento de oxigênio aos tecidos. A principal função dos eritrócitos é transportar a molécula de hemoglobina, a qual, por sua vez, tem o papel de transportar o oxigênio dos pulmões para os tecidos. Além desta, os eritrócitos têm outras funções.

 

Uma delas é dada pela presença, em grande quantidade, da enzima anidrase carbônica no seu interior. Essa enzima catalisa a reação reversível entre o dióxido de carbono e a água, acelerando-a em milhares de vezes:

 

CO2     +     H20                                H2CO3                    H    +     HCO3

 

A rapidez dessa reação permite que a água do sangue transporte grande quantidade de dióxido de carbono-CO2 dos tecidos para os pulmões na forma do íon bicarbonato-H2CO3.

 

Uma outra função deve-se à atuação da hemoglobina como um excelente tampão ácido-básico, como a maioria das proteínas, de forma que os eritrócitos são os responsáveis pela maior parte da capacidade de tamponamento ácido-básico de todo o sangue.

 

e.t.: - Eritrócito: - célula que demora oito dias para ser formada na medula óssea. Ao atingir sua maturação, esta célula passa ao sangue periférico ou circulante, e vive 120 dias em média; - sua principal função é o transporte de oxigênio ligado à hemoglobina. A hemoglobina é uma proteína localizada dentro do eritrócito. Em um eritrócito há cerca de 300 milhões de moléculas de hemoglobinas que ocupam 95% da célula eritrocitária.

 

Cerca de dois terços da hemácia são compostos de água, enquanto que a hemoglobina representa 90 a 95% de sua porção sólida, (95% do peso seco de uma hemácia ou 33% de seu peso por volume).

 

Alguns acham que eritrócitos e hemácias são a mesma coisa, outros dizem que eritrócito é uma hemácia "mais velha".

 

 A hemoglobina normal consiste da globina (um tetrâmero de 2 pares de cadeias polipeptídicas) e quatro grupos heme, cada qual contendo um anel de protoporfirina e um íon ferroso(2+). As cadeias polipeptídicas se enovelam de modo a dar uma forma esférica à hemoglobina. Além disso, cada grupo heme se acha numa fenda com os grupos vinila hidrofóbicos da sua estrutura porfirínica circundados por cadeias laterais hidrofóbicas de resíduos amino. As 2 cadeias laterais de propanoato do heme estão próximas dos grupos amino com carga positiva dos resíduos de lisina e de arginina.

 

O ferro do grupo heme está no estado de oxidação 2+ e forma ligação coordenada com um nitrogênio do grupo imidazol da histidina da cadeia polipeptídica.

Isto deixa livre uma valência do íon ferroso para se combinar com o oxigênio.

 

 Cada cadeia de hemoglobina possui um grupo prostético-heme contendo um átomo de ferro. Como há quatro cadeias em cada molécula completa, cada uma possui quatro átomos de ferro em sua composição. Levando em consideração que cada átomo de ferro é capaz de se combinar com uma molécula de oxigênio, cada molécula de hemoglobina transporta um total de quatro moléculas de oxigênio fixados sobre os átomos de ferro, constituindo a oxi-hemoglobina.

 

O ferro é absorvido em todas as porções do intestino delgado, principalmente no duodeno, após sua redução à forma ferrosa nos estômago e intestinos. O fígado secreta quantidade moderada de apotransferrina na bile, que flui pelo ducto biliar para o duodeno, ligando-se, então, ao ferro livre e a determinados compostos contendo ferro, como a hemoglobina e a mioglobina da carne, as quais constituem as duas mais importantes fontes de ferro da dieta, formando, então, a transferrina intestinal. Esta se liga a receptores na membrana das células epiteliais intestinais, sendo absorvida por pinocitose e, posteriormente, liberada nos capilares situados abaixo dessas células, sob a forma de transferrina plasmática.

 

A intensidade de absorção de ferro  é lenta, mas adapta-se conforme a necessidade. Cerca de 3 a 15% do ferro contido nos alimentos são absorvidos. Quando há deficiência de ferro, este valor pode aumentar para mais de 25%. Assim, a absorção diária mínima de ferro é de cerca de 10 a 20 mg/dia (mulheres> crianças> homens).

 

Quando a dieta contém grande quantidade de ferro, apenas pequena porção é absorvida. As principais fontes de ferro são a carne vermelha, peixe, vegetais verdes e o feijão. O homem excreta cerca de 0,6 mg de ferro por dia, principalmente nas fezes, mas também através da urina e suor. Quantidades adicionais são perdidas sempre que ocorrer hemorragia, que se constitui na única situação em que há uma perda significativa de ferro. Para a mulher, a perda menstrual de sangue eleva a perda de ferro até cerca de 1,3 a 2 mg/ dia.

 

A quantidade total de ferro no corpo é de cerca de 2 gramas na mulher e 5 gramas no homem, sendo desse total,  65% na forma de hemoglobina, 4% na forma de mioglobina, 1% na forma dos vários compostos hêmicos que promovem a oxidação intracelular, 0,1% combinado com a transferrina plasmática e 15 a 30% armazenados, especialmente, no sistema reticuloendotelial e nos hepatócitos, principalmente na forma de ferritina.  

 

(**) o  relatado não substitui as orientações do profissional de saúde, (médico).

 

·        Bibliografia recomendada: consultar Parte XX - Série ÁGUA

 

 

Abaixo, apresenta-se afirmações ou  mitos relacionados com a água, considerada um dos elementos essenciais formadores da vida, a “Prima Matéria”.

(referências míticas ancestrais relacionadas à origem do universo)

 

a)       O Bhagavad Gita concebe Deus como a origem do universo e em cuja natureza há oito formas elementais:

 terra, água, fogo, ar, éter, mente, razão e consciência individual.

 

b)      Os filósofos pré-Socráticos sustentavam que o Universo é gerado de uma matéria única e original,

“a  Prima Matéria”, que, para Tales de Mileto era a água; para Anaximandro era o Apeiron, o ilimitado; para Xenófanes de Cólofon era o mar, fonte de água e vento; para Heráclito de Éfeso era o fogo, o fogo periódico e eterno é Deus; e para Aristóteles era a Prima Matéria, a potencialidade sem forma.

 

c)       No panteão grego, Zeus de Dodona era o Senhor dos quatro elementos (ar, terra, água e fogo),

 que em Roma era similar a Júpiter Mundos.

 

d)       Para os Hindus era Brahma  com quatro faces, rei dos quatro elementos, (ar, terra, água e fogo.

 

e)       Gregos, hindus e judeus acreditavam em um 5º elemento, o éter, que é a síntese dos outros elementos.

 

f)        Para Platão, os quatro elementos eram "Aquilo que compõe e decompõe os corpos compostos".

O fogo, o ar, a água e a terra eram somente o revestimento aparente, os símbolos das Almas ou Espíritos visíveis que tudo impregnavam de vida.

 

g)       Para Platão e os Pitagóricos, a substância primordial é a Alma do Mundo, impregnada pelo espírito daquele que fecunda as Águas Primitivas.

 

h)       Na Cabala, o Ain-Sofh, o Deus-Deus, o Não-manifesto, o incogniscível, se manifesta através dos dez Sefirot.

 

O infinito imutável não pode querer pensar e atuar, e para fazê-lo deve converter-se em finito,

 através de Sephira, o poder ativo.

 

Quando o poder ativo surge dentro da unidade, ele é feminino.

Quando assume o papel de criador, ele é masculino

O Sephira feminino é o grande mar, as Águas Primordiais.

 Da dualidade de Sephira surgem os outros sete sefirot (luzes, nomes, estágios,...).

Sefirot é o tecido de conexão entre o Deus infinito e o mundo finito.

A água é um sefirot, uma das formas elementais através das quais a unidade infinita,

o eterno não revelado, se manifesta

 

i)        Para os alquimistas, a água é uma das representações da substância primordial.

 

Na cultura hindu, o ovo cósmico, Bramanda, foi chocado na superfície das águas (prakiti).

 No Egito, o Deus eterno Kneph era representado por uma serpente enroscada em um vaso de água.

Para os polinésios, as águas primordiais eram mergulhadas nas trevas cósmicas, até que Io, o Deus supremo, exprimiu o desejo de sair do repouso.

Para os Taoístas, a água é o sopro vital (prana).

(Cavalcanti, R - Mitos da Água. São Paulo. São Paulo. Ed. Cultrix. 264 p. 1998)