Já pensou em respirar completamente submerso em um líquido? Robert Langdon conseguiu!

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Como nadador aplicado que era, Robert Langdon muitas vezes tinha imaginado como seria morrer afogado. Sabia agora que estava fadado a experimentar na própria pele. Embora conseguisse prender a respiração por mais tempo do que a maioria das pessoas, já podia sentir o corpo reagindo à ausência de ar. O dióxido de carbono se acumulava em seu sangue, trazendo consigo a ânsia instintiva de inspirar. (…) Os pulmões de Langdon expeliram seu conteúdo, contraindo-se em uma ansiosa preparação para inspirar. Ainda assim, ele aguentou mais alguns instantes. Seu último segundo. Então, como um homem que não suporta mais manter a mão perto de um fogo aceso, ele se rendeu ao destino. (…) Seus lábios se abriram. Seus pulmões se expandiram. E o líquido entrou em profusão. (…)  O líquido queimava ao entrar em seus pulmões. (…) Houve um clarão de luz ofuscante. E então tudo ficou negro. Robert Langdon se foi.

Vocês conhecem esse fragmento? Ele foi retirado do livro O Símbolo Perdido, do escritor Dan Brown, e narra mais uma das grandes aventuras do Professor Robert Langdon (sempre que eu leio alguma história desse personagem vejo que minha vida como professor é extremamente monótona). Ler esse texto provoca uma angústia sem fim, não é mesmo? Descrever o sofrimento de uma pessoa que morre por afogamento é torturante, uma vez que a pessoa possui apenas alguns minutos de vida, e possui a plena consciência de que vai morrer … . Quando eu li essa parte do livro fiquei me perguntando, como Langdon vai sair desta? Ele não poderia morrer, afinal é o protagonista, e ainda tinha quase metade do livro pela frente. Mas como ele iria sobreviver depois da frase “Robert Langdon se foi”? (e isso dito quando o professor estava dentro de um tanque completamente cheio de água, e lacrado!). Para explicar isso Dan Brown apelou muito, mas pelo menos utilizou um pouco de seu conhecimento sobre a química. Neste ponto vale ressaltar para quem está lendo o livro, ou pretende lê-lo, que este artigo terá spoillers (me desculpe!).

Na verdade, Langdon não ficou submerso em um tanque com água, pois do contrário não teria sido escrito o Inferno (o quarto livro das aventuras do professor). O tanque estava cheio de outro líquido.

 – Tá, mas e ai? Líquido é líquido, e não é ar. Sem ar, sem oxigênio, e sem oxigênio nada de respiração.

Na verdade não é bem assim. O líquido em que Langdon estava submerso possuía sim oxigênio, e oxigênio molecular, oxigênio pronto para ser respirado.  Continua sem entender? Calma que eu explico.

No livro, Langdon não morre, e posteriormente é explicado que o líquido o qual ele estava submerso era um tipo de perfluorocarbono. Essa substância, que no caso do livro, tinha viscosidade próxima a da água, é formada por uma família de moléculas que são ricas em átomos de flúor (por isso o nome “perfluor”). Para termos uma “visão química” do que estamos falando, afinal esse é um blog de química, algumas moléculas de perfluorocarbonos, que realmente existem e possuem aplicações medicinais são mostradas na figura abaixo.

perfluoro

Os perfluorocarbonos de fato existem, e até certo ponto seria possível respirar submerso neles. Isso ficou evidente no filme O Segredo do Abismo, de James Cameron, exibido em 1989. Esse filme é citado no livro de Dan Brown, e caso interesse ao leitor, podem ver a cena em que o personagem do filme sobrevive com o escafandro completamente preenchido de perfluorocarbonos clicando aqui. Embora fosse um filme de ficção científica, esta cena representava uma possível realidade. Naquela época, sem internet, e portanto com a divulgação de informação bem mais lenta, para a maioria das pessoas que viram o filme, isso não passava de fantasia. Mas a possibilidade de sobrevivermos submersos dentro de perfluorocarbonos líquidos já era conhecida desde a segunda metade da década de 60. Leland Clark, um bioquímico americano, falecido em 2005, mostrou que  era possível manter camundongos (como sempre os pobres camundongos …) vivos por horas, inteiramente submersos em perfluorocarbonos líquidos. Verdade! Mas o que essas moléculas tem de especial a ponto de provocarem tamanho milagre (sim, por que isso para mim podia muito bem ser considerado um milagre)?

Os perfluorocarbonos agem como verdadeiras esponjas de gases. Eles conseguem dissolver, de maneira física, ou seja sem ligação química, uma quantidade bem grande de gases, dentre eles o oxigênio e o gás carbônico. Só para termos um ideia, em temperaturas e pressões normais, cada 100 mL de água é capaz de dissolver cerca de 2,5 mL de gás oxigênio. Essa é uma quantidade suficiente para manter os peixes respirando tranquilamente. Mas os mesmos 100 mL, só que perfluorocarbonos, são capazes de dissolver de 40 a 50 mL de gás oxigênio. Simplesmente cerca de 20 vezes mais que a água!

Outra característica interessante desses compostos é sua relativa estabilidade. As ligações carbono-flúor, que são as em maior quantidade nas moléculas, são bem estáveis. Para termos uma ideia, para quebrar a ligação C – F, em média são necessários 490,0 KJ/mol, enquanto que para quebrar uma ligação C – C, são necessários apenas 350,0 KJ/mol. Essa estabilidade permite que os perfluorocarbonos entrem em contato com o organismo e não reajam, servindo apenas de meio para o fornecimento de gás oxigênio.

Pelas descrições acima, os camundongos de Leland Clark, o ator de O Segredo do Abismo, e o venerável Robert Langdon, encheram seus pulmões com perfluorocarbonos previamente “saturados” com oxigênio molecular. Esse líquido forneceu para os pulmões o oxigênio que seria retirado normalmente do ar. Friso mais uma vez fique claro que, o oxigênio só é facilmente liberado porque o mesmo não está ligado covalentemente às moléculas de perfluorocarbonos, mas estão apenas adsorvido fisicamente. Uma vez que os pulmões tinha um fornecimento, não tradicional, de oxigênio, foi possível fazer a realização das trocas gasosas pelo organismo. O gás carbônico liberado pelos pulmões também são absorvidos pelo líquido, e mandados para fora do corpo através da “respiração”. Outro ponto que deve ser ressaltado é a viscosidade dos perfluorcarbonos. Tanto nos filmes, como na realidade, essa “respiração” só é possível se o líquido possui uma viscosidade próxima a da água. Caso o líquido seja muito viscoso, como já foram, os pulmões não teriam força para inalar o líquido rico em oxigênio, e expulsar o líquido rico em gás carbônico. Legal, não é? Mas nisso tudo fica uma pergunta. Que utilidade tem isso?!? Para que eu quero respirar em um líquido esquisito?

O próprio Símbolo Perdido, e o filme O Segredo do Abismo, fornecem algumas aplicações. O “banho” de perfluorocarbono pode simular o ambiente intrauterino, e com isso ajudar na sobrevivência de bebês prematuros que possuem dificuldades respiratórias. Além disto, os perfluorocarbono poderiam substituir o fornecimento tradicional de gás oxigênio tanto para pilotos, quanto para mergulhadores de alta profundidade. Alegam que o fornecimento de oxigênio via “líquida” seria melhor, principalmente para ajudar a equilibrar a pressão em ambientes mais agressivos como esses. Mas talvez a aplicação mais interessantes desses compostos não foi citada. Qual seria?

A possibilidade de servir como substituto sintético do sangue, ou ao menos como um “reforçador” do sangue em transfusões sanguíneas. Como assim? Bom … todos sabemos que muitas cirurgias precisam de transfusão de sangue. No entanto, em muitos casos, não temos a quantidade de sangue necessária para o abastecimentos dos hospitais disponível. Simplesmente a quantidade coletada pelos hemocentros não é suficiente em muito lugares. Além disto, as transfusões de sangue, apesar de serem consideradas como um procedimento de rotina, é um processo muito complexo, que deveria ter a seriedade de uma transfusão de órgãos. Muitas doenças podem ser transmitidas pelo sangue. Para evitar esses problemas os perfluorocarbonos entrariam em cena. Como um dos principais papéis do sangue é realizar as trocas gasosas nos tecidos, e quando uma pessoa perde muito sangue essa troca é comprometida, poderíamos facilitar esse processo com outras substâncias capazes de realizar as trocas gasosas. Para isso precisaríamos de um fluido, que não reagisse com o corpo humano, que fosse capaz de transportar oxigênio, e liberá-lo com facilidade para os tecidos, e captar os gás carbônico liberado pelo corpo. Que fluidos possuem todas essas características? Sim, os perfluorocarbonos. O mais interessante é que uma solução com perfluorocarbonos, pelos fato de as moléculas de oxigênio não estarem quimicamente ligadas ao solvente, é mais eficiente para as trocas gasosas que o próprio sangue, uma vez que o oxigênio absorvido está complexado (quimicamente ligado) com a hemoglobina .

Este é mais um exemplo de como a fantástica ciência pode trabalhar a favor da vida humana, e de como a química está ocultamente disfarçada nos livros e filmes. Além disto, a possibilidade de usarmos perfluorocarbonos como “reforçadores” do sangue, em substituição às transfusões de sangue, permite que muitas pessoas cuja consciência religiosa não aceita transfusões sanquíneas, como é o caso das Testemunhas de Jeová, tenham mais uma alternativa no caso de uma cirurgia ou acidente grave.

E ai, gostaram do post? Fazia tempo que eu não escrevia aqui no blog (o projeto das vídeo aulas consome bastante tempo) … Caso tenham gostado do artigo por favor, compartilhem em suas redes sociais, curtam o artigo, e principalmente deixem seu comentário para que eu saiba o que estão achando dos artigos. Bom … então até a próxima do Ensinando e Aprendendo.

  • Michele

    Adorei!! Muito interessante!! :D
    Mas… professor… fiquei com uma dúvida quanto a utilização dessa substância no lugar de sangue (embora isso seja muito interessante e de bastante ajuda) … o que seria do nosso DNA??

  • Katy

    Que legal! Não sabia de nada disso.. ótimas explicações, como sempre kk e Robert Langdon sempre apelando! Kk obrigada