CÉLULA EUCARIÓTICA

A água e o sal, necessários à vida, entram e saem das células através de minúsculos canais existentes nas membranas celulares. Estas portas de comunicação entre as células desempenham um papel fundamental no rim e nos neurónios, por exemplo. A descoberta da forma como funcionam valeu a dois cientistas norte-americanos o Prémio Nobel da Química, ontem atribuído pela Real Academia de Ciências Sueca.

Peter Agre, de 54 anos, trabalha na Universidade Johns Hopkins, em Baltimore (Maryland), enquanto Roderick MacKinnon pertence ao Instituto Médico Howard Hughes e trabalha na Universidade Rockfeller, em Nova Iorque. Estas instituições estão entre os mais prestigiados lugares do mundo onde se faz investigação em biomedicina.

Estes cientistas "abriram-nos os olhos para uma família de fantásticas máquinas moleculares: canais, portões e válvulas, todos eles essenciais para o funcionamento da célula", afirma o comunicado da Academia, que distingue trabalhos na área da bioquímica que dão ao Nobel da Química deste ano um forte gosto a Nobel da Medicina.

"Estas descobertas permitem-nos compreender fenómenos moleculares fundamentais", adianta ainda o comunicado. "Por exemplo, a forma como os rins recuperam água da urina primária - da qual produzimos perto de 170 litros todos os dias, embora apenas cerca de um litro de urina seja excretado diariamente pelo organismo - e como são gerados e propagados os sinais eléctricos das nossas células nervosas."

Em 1991, Agre identificou um canal para a passagem de água na membrana celular e esta descoberta abriu portas a uma série de estudos de bioquímica, fisiologia e genética. Depois disso, foi identificada toda uma família de canais que permitem que a água entre e saia das células, que passaram a ser designados colectivamente como aquaporinas.

"Os investigadores puderam seguir com todo o pormenor o percurso de uma molécula de água através da membrana celular, para compreender porque é que apenas água, e não outras pequenas moléculas ou iões, conseguem passar", adianta ainda o comunicado da Academia Sueca.

Mas se o mistério da maneira como a água entra e sai das células estava resolvido, havia que perceber o mecanismo através do qual outras moléculas eram filtradas - como os iões, partículas electricamente carregadas, de elementos químicos como o potássio ou o cálcio. Estes outros canais eram já conhecidos há décadas, mas em 1998, MacKinnon obteve a primeira descrição de um canal de iões ao nível atómico - não em células humanas, mas sim nas de um fungo, aparentado com o fermento de padeiro, chamado "Streptomyces lividans".

Descobriu que estes canais eram proteínas em forma de donuts, minúsculas e espalhadas pela membrana celular. É pelo buraco desse donut que passam sais (iões) de elementos químicos como o potássio e o cálcio. Os iões são como interruptores que desencadeiam uma cascata de reacções químicas que fazem com que os músculos do braço se contraiam para pegarmos no jornal, por exemplo. Ou que os olhos chorem, para nos livrarmos de um cisco que o vento lá fez entrar. A comunicação entre os neurónios depende também da transmissão destes impulsos eléctricos: quando batemos com o dedo grande do pé na mobília, é enviado um sinal para o cérebro através da cascata química mediada pelos canais de iões que, num ápice, nos faz reagir e gritar de dor.

Vida e saúde

As membranas celulares fazem parte da própria definição da vida - um organismo diferenciado do mundo exterior, perfeitamente delimitado do seu ambiente. Mas nenhum organismo pode viver completamente isolado: tem de ter alguma forma de comunicação com o mundo que o envolve. As membranas celulares têm de isolar e, ao mesmo tempo, propiciar canais de comunicação. Se esses canais não funcionam bem, desenvolvem-se doenças.

Desidratação e fragilidade face ao calor são problemas verificados quando as aquaporinas não funcionam bem - em especial nos rins, órgãos onde estes canais moleculares desempenham funções fundamentais. Em momentos como a onda de calor que varreu a Europa este Verão, a incapacidade de manter os fluidos corporais em equilíbrio esteve implicada na morte de várias pessoas.

Perturbações no funcionamento dos canais de iões podem conduzir a doenças do sistema nervoso ou dos músculos e do coração. Por isso, não é de admirar que sejam um alvo importante da investigação da indústria farmacêutica.

in Público, 9 de Outubro de 2003