EXCELSA BIO-SINERGIA (1)

Nova crónica de António Piedade, saída no "Diário de Coimbra":

A cooperatividade é ubíqua à vida. Isto quer dizer, que é os seres vivos cooperam entre si, desde os as primeiras células, ao longo de pelo menos 3400 milhões de anos. Cooperam para quê? Para resolverem problemas que de outra forma e sozinhos não seriam capazes de resolver, pelo menos tão eficazmente. Ou de outra perspectiva, cooperam para se ajustarem finamente às adversidades ambientais, tendencialmente no sentido de uma maior eficiência energética, com um resultado final sempre na mira: conseguirem sobreviver e propagar os seus genes. Por outras palavras, garantir uma eficiente organização e transmissão de informação bioquímica/biofísica com um mínimo de gastos energéticos e de assimilação de matéria-prima, como sejam biomoléculas ou radiação electromagnética (luz solar, exemplo principal).

Há muitas evidências de que a célula evoluiu no sentido de manter um estado de energia interna mínimo, com um determinado desequilibro químico dinâmico, de forma a produzir a maior quantidade de trabalho útil para a sua sobrevivência. Trabalho significa aqui, entre outras coisas, a assimilação de matéria-prima criteriosamente seleccionada para o seu interior, o movimento de um cílio que propulsione a procura de alimento ou a fuga do perigo, a síntese de biomoléculas próprias e necessárias a uma função específica e competitivamente valiosa, a duplicação da sua informação genética e estrutural para originar duas cópias idênticas de si. E tudo isto com um concomitante aumento de desordem (entropia) no meio envolvente. Aliás, a segunda lei da termodinâmica mostra que a seta do universo aponta para o aumento da entropia. Logo, à manutenção de uma estrutura extremamente “arrumada”, como é a célula, tem que corresponder um aumento de desordem no exterior dela. Quando a célula já não consegue manter este estado “livre” de aumento de entropia, morre.

É interessante verificar que a evolução da vida está salpicada com exemplos de cooperação para executar melhor está “transacção termodinâmica”. Células que se associam em colónias, inventando seres pluricelulares, com distintas diferenciações (células protectoras – pele; células contrateis – músculos; etc.) para a execução de trabalhos ou funções especificas. Numa cooperação dita sinérgica. Isto é, uma cooperação em que o efeito retroactivo do trabalho minuciosamente regulado e coordenado de vários subsistemas celulares permite executar tarefas progressivamente mais complexas com um mínimo de energia, impossíveis de realizar com eficácia igual por cada uma das partes isoladamente. Como se costuma dizer, o resultado é “maior” do que a soma das partes e, tal como escrevi noutro lugar, a vida tem uma álgebra própria.

É possível encontrar na natureza muitos exemplos dessa cooperação sinergética. Entre eles, há um fascinante em múltiplos aspectos: o da relação simbiótica entre as células eucariotas e as mitocôndrias.

Apresento as mitocôndrias com aquilo que quase toda a gente sabe: São organelos intracelulares responsáveis pelo processamento final das substâncias ricas em energia (açúcares, gorduras) para uma forma de energia bioquímica “universal”, o ATP (trifosfato de adenosinia, um nucleótido), que a célula e o organismo de que faz parte (se for o caso) utilizam para os trabalhos mais diversos. Por exemplo, cerca de 25% do ATP produzido é “gasto" para manter os neurónios (células do sistema nervoso) activos, sem que o organismo “pense nisso"!

São autênticas centrais de transformação energética (“nada se cria, tudo se transforma”, para citar Lavoisier). Através de vias metabólicas conhecidas por ciclo de Krebs (ou dos ácidos tricarboxílicos), cadeia respiratória acoplada a uma fosforilação oxidativa e a beta-oxidação dos ácidos gordos, as mitocôndrias permitem às células retirar o máximo rendimento na conversão de combustíveis como a glicose em energia na forma de ATP. E fazem isso “libertando” dióxido de carbono e água. Como oxidante, ou carburante, o próprio oxigénio molecular. Aliás, precisamos de respirar oxigénio para que as mitocôndrias consigam operar na máxima eficiência.

Mas afinal, onde é que está a anunciada cooperação sinérgica? É que, ao que parece, as mitocôndrias foram outrora seres unicelulares. Algures na história da vida, parecem ter sido “capturadas” por células com núcleo como as nossas. E, em vez de uma digestão apetitosa, teve início uma “bela amizade" muito vantajosa para ambas as partes.

Mas esta é a história da próxima crónica...

António Piedade