Livro de 2 cm² é descoberto nos Estados Unidos

Livro de 2 cm² é descoberto nos Estados Unidos

Obra foi lançada em 1965 e possui textos que não podem ser identificados por olhos humanos.

Imagine qual seria a sua curiosidade ao se deparar com um livro de apenas 2 cm² e 1 mm de espessura. Certamente, você ficaria com muita vontade de descobrir o que está sendo dito nele — e não precisa se sentir culpado, pois a sensação seria a mesma para a grande maioria das pessoas. Mas como fazer para ler algo assim? Apenas com os olhos humanos seria impossível.

Cientistas capturam imagem de reação química pela primeira vez

Cientistas capturam imagem de reação química pela primeira vez

Com equipamentos poderosos e um pouco de sorte, os cientistas conseguiram captar moléculas sendo quebradas e reconstruídas.

Cientistas encontram vírus gigantes com maiores genomas já vistos

Cientistas encontram vírus gigantes com maiores genomas já vistos

'Pandoravírus' foram achados no Chile e na Austrália.
Suas características contrariam ideia de que vírus são seres muito simples.

Um dos pandoravírus vistos ao microscópio eletrônico (Foto: Divulgação/ Science/ Chantal Abergel e Jean-Michel Claverie)

Dois tipos de vírus gigantes descritos na edição desta semana na revista “Science” podem representar um grupo totalmente inusitado na árvore da evolução dos seres vivos. Os dois foram identificados na Austrália e no Chile, e ganharam o nome de pandoravírus, porque os cientistas consideram que sua descoberta é como abrir uma caixa de Pandora, cheia de surpresas.

Na revista, os autores franceses Jean-Michel Claverie e Chantal Abergel, do Centro Nacional de Pesquisas Científicas (CNRS, na sigla em francês), apresentam suas descobertas destacando que os pandoravírus não têm "semelhança genômica ou morfológica com nenhuma família de vírus previamente definida".

Um dos pandoravírus foi identificado no mar, perto da costa central do Chile, e chega a ter 1 micrômetro de tamanho (1 milésimo de milímetro). O outro, um pouco menor, estava no barro de um lago de água doce perto de Melbourne, na Austrália.

Além de terem tamanho que chega a cem vezes o de outros vírus, os dois exemplares têm o DNA mais longo já visto entre seus pares, maior até que o de alguns tipos de bactérias. Isso é um forte argumento contra a ideia de que os vírus são seres simples demais para serem considerados vivos.

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Planeta dos Micróbios - Biologia

PLANETA DOS MICRÓBIOS - Biologia

Uma nova teoria está dando o que falar: bactérias, amebas e fungos, sempre tidos como seres inferiores, podem ser a força que molda a vida no mundo.

Muito tempo antes que a primeira planta ou o primeiro animal surgissem, durante um período de mais de 2 bilhões de anos, os únicos habitantes da Terra foram as bactérias. Não passavam de primitivas células - menos que microscópicas bolhas de gordura, 500 vezes menores que um grão de areia. Mas nesse ínfimo volume se reunia um número incrivelmente grande de substâncias diferentes. Protegidos do meio externo, mais de 1000 tipos de proteínas, ácidos e outras moléculas combinavam-se ordeiramente e permitiam à célula absorver alimentos, crescer e afinal dividir-se em duas, dando origem a um novo ser vivo. Multiplicavam-se rapidamente.

Uma única célula, no curso de uma única noite, podia formar uma família de 4,5 bilhões de indivíduos, quase toda a atual população humana. Assim, depois de algum tempo, as bactérias ocuparam todos os nichos do planeta, nas rochas, na água ou no ar. Formaram uma manta viva que se desdobrou em centenas de milhares de raças diferentes, aprendendo todos os truques químicos necessários à sobrevivência. Até hoje, de fato, não se inventou nada de novo nesse particular. Mesmo o organismo humano, embora incomparavelmente mais complexo, possui uma química semelhante à das bactérias. Esse foi o primeiro indício de que desempenhavam um papel fundamental no desenvolvimento dos outros seres. Agora, alguns cientistas vão mais longe: pensam que elas são a própria vida. "De todos os organismos da Terra, somente as bactérias são indivíduos", sustenta para espanto dos leigos e desconforto intelectual de muitos de seus pares, a microbiologista americana Lynn Margulis, da Universidade de Massachussets. Para ela, o resto -- nada menos que todas as plantas, animais e o próprio homem, sem exceção- são meras associações de antigas bactérias. Aos 51 anos, autora de sete livros, um dos quais há pouco editado em português, Microcosmos, escrito a quatro mãos com o biólogo Dorion Sagan, filho de seu casamento com o astrônomo e divulgador científico Carl Sagan, Margulis pode não estar inteiramente certa. Mas abala profundamente a velha idéia de que os micróbios são seres inferiores, superados por formas mais avançadas de vida.

Durante milênios o homem não se deu conta da importância dos microorganismos, ou sequer de que existiam. Com efeito, só puderam ser observados depois da invenção do microscópio, no início do século XVIII. E não foram recebidos com festa, pois em 1870 o biólogo francês Louis Pasteur (1822-1895) descobriu que eram a causa invisível da maior parte das doenças mais comuns. Temidos e pejorativamente chamados de germes, só agora começam a receber o respeito que merecem. Em parte, pelo impulso que podem dar à indústria moderna. Nada de surpreendente nisso: sem que tivessem consciência desse fato, desde a época dos faraós, há mais de 5 000 anos, as pessoas já empregavam bactérias e fungos para fazer pães, bebidas alcoólicas, queijos e iogurtes.

Neste século, o primeiro produto industrializado com a ajuda de fungos, na época da Primeira Guerra Mundial, foi o glicerol, um componente de explosivos. Na década seguinte, o inglês Alexander Fleming verificou que o fungo Penicillium notatum  excretava toxinas contra as bactérias e podia ser cultivado em massa para a produção de remédios, os antibióticos, como viriam a ser denominados os medicamentos que mais vidas humanas salvaram. A meta atual é achar microorganismos cada vez mais eficientes, eventualmente escondidos em nichos inexplorados, como pântanos, picos gelados, leitos oceânicos, ou mesmo no organismo das plantas e animais superiores.

Ao lado disso, a seleção de estirpes e as mutações induzidas em laboratório contribuem para criar uma prolífica indústria de microoperários altamente capacitados. Alguns já estão em serviço, enquanto muitos outros começam a trabalhar em uma variada gama de funções. Aos poucos, porém, o lado prático das habilidades microbianas começou a dar lugar a um sentimento mais profundo. Está claro, atualmente, que a microvida não existe ao deus-dará, espalhada a esmo pelo mundo. Em cada local, edifica organizadas colônias que contêm não só centenas de cepas bacterianas, mas também muitos outros tipos de seres, como as algas, as amebas e os fungos. Estes últimos, em particular, surgiram na Terra muito depois das pequenas células bacterianas-há 1,5 bilhão de anos-e possuíam um novo tipo de célula, 1 000 vezes mais volumoso. Mas povoaram o planeta em íntima associação com as bactérias, até o aparecimento dos animais e das plantas, apenas 500 milhões de anos atrás.

Em escala mundial, os microorganismos criam uma formidável rede de comunicações químicas regulando toda a vida do planeta, o que fascina a cientista Lynn Margulis. "Estamos convencidos de que a comunidade das bactérias está presente em todos os lugares da Terra", dizem os microbiologistas canadenses Maurice Panisset e Sorin Sonea. Autores de um livro pioneiro sobre o assunto, A new Bacteriology, ainda não editado no Brasil, eles ensinam que as mais avançadas colônias se encontram nos solos cultivados. Um só grama de chão fervilha com a incessante atividade química de 1 bilhão a 10 bilhões de seres, o que significa que na restrita área de um quarteirão seu peso pode ultrapassar 3 toneladas. No solo brasileiro, foi possível selecionar nove gêneros de bactérias altamente eficientes na tarefa de degradar lixo. Os mais conhecidos são os Pseudomonas  e Bacillus  já empregados em instalações de tratamento de resíduos no Japão e nos Estados Unidos. Só o Bacillus, no Brasil, reúne 65 cepas diferentes, que digerem a maior parte dos compostos industriais. Deram conta, por exemplo, de nada menos de 167 compostos escolhidos por pesquisadores da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).

Um número ainda mais impressionante é o das bactérias Rhizobium, capazes de captar nitrogênio diretamente do ar e repassá-lo gratuitamente às plantas. Importante nutriente dos vegetais, o nitrogênio geralmente tem de ser obtido na forma de caros adubos industriais. Em vista disso, se torna cada vez mais importante encontrar bactérias adubadoras, ressalta o engenheiro agrônomo Eli Sidney Lopes, do Instituto Agronômico de Campinas (IAC), em São Paulo. Ao longo dos anos, os pesquisadores do IAC colecionaram 800 estirpes de Rhizobium. "É um trabalho dinâmico, durante o qual as bactérias têm de ser testadas e selecionadas para atuar com eficiência em diversas variedades de plantas", conta Lopes. Também no interior dos outros organismos existem importantes microcolônias. O número de células bacterianas no corpo humano é dez vezes maior que o de células do próprio organismo. Estima-se que o homem possua 10 quatrilhões de células (o número 1 seguido de dezesseis zeros), junto às quais vivem 100 quatrilhões de bactérias (1 mais dezessete zeros).

Albergadas em maior ou menor proporção em todos os órgãos, com notória preferência pelo intestino, travam com as células hospedeiras significativas conversações em linguagem química. Mesmo as que causam doenças evocam antigas relações de vizinhança: para aderirem à membrana de uma célula e infestá-la, têm de ser reconhecidas e, ainda que a contragosto, aceitas. As bactérias capazes de desencadear moléstias letais não são exatamente um primor de inteligência. Afinal, ao matar seu anfitrião, assinam a própria sentença de morte.

Provavelmente por isso mesmo, as bactérias inofensivas são maioria, lembra o microbiologista Luís Rachid Trabulsi. Atualmente aposentado da Escola Paulista de Medicina, dirigindo uma pequena fábrica de reagentes médicos, Rachid obteve reconhecimento internacional por seus estudos sobre os milhares de cepas bacterianas intestinais, tendo seu nome sido homenageado numa delas, a Koserella trabulsii  identificada cinco anos atrás nos Estados Unidos. Há indícios de que os microorganismos ajudam na digestão. Além disso, fabricam vitaminas que possivelmente são absorvidas pelo corpo humano.

A imensa disseminação das bactérias acabou forjando o próprio processo de evolução. Inicialmente diversas bactérias se associaram para gerar os novos microorganismos e estes, em seguida, se coligaram para moldar os seres superiores. A evidência mais marcante desse fenômeno são as mitocôndrias, pequenos órgãos responsáveis pela produção de energia, existentes dentro de todas as células avançadas, das algas ao homem. Embora essenciais à sobrevivência dos organismos nos quais habitam, as mitocôndrias, na verdade, Ihes são estrangeiras. Possuem os seus próprios genes, as moléculas que controlam o funcionamento das células e resguardam suas características hereditárias. Também têm uma membrana própria, parecida com a das bactérias.

A origem das mitocôndrias pode ser o resultado da maior transformação já ocorrida no ecossistema terrestre-a substituição do dióxido de carbono, o principal gás da atmosfera, pelo oxigênio. Foi uma catástrofe. Hoje, todos os organismos superiores, sem exceção, empregam o oxigênio para extrair energia vital, mas até 2 bilhões de anos atrás ele não existia. Apareceu e encheu o ar porque as bactérias, ao decompor a água, o expeliam como resíduo do seu metabolismo. O problema é que o oxigênio é extremamente reativo e tóxico para as células que não sabem usá-lo-inclusive as bactérias primitivas.

Essas só se salvaram porque surgiram estirpes mutantes com dupla personalidade: extraíam energia das reações químicas com metais, como de praxe, mas em certos casos podiam recorrer ao oxigênio, o próprio poluente que haviam criado. A microbiologista Lynn Margulis imagina que um desses seres esquizofrênicos, no passado remoto, invadiu uma bactéria incapaz de respirar oxigênio-e nunca mais saiu. Em troca de proteção e de alimento, transformava o oxigênio em providencial fonte de energia, na aliança mutuamente vantajosa para os sócios que os cientistas denominam simbiose. A vítima original, sugere Margulis, deve ter sido uma grande bactéria, semelhante à moderna Thermoplasma.

Vivendo em águas quentes e ácidas, ela só tolera o oxigênio em pequenas doses. Mas um dia pode ter sido abocanhada por outra bactéria-aparentada, por exemplo, com a moderna Bdellovibrio. Essa voraz predadora invade as vizinhas e as devora por dentro. Como sabe tirar energia do oxigênio, suas ancestrais podem ter se estabelecido no interior de uma ancestral da Thermoplasma. Outro sinal de que as simbioses moldaram a evolução dos seres vivos encontra-se na cauda dos espermatozóides. Nos micróbios assim como nos animais e nas plantas, grande número de células agita compridas caudas desse tipo para se locomover. Chamadas ondulipódios  elas têm sempre a mesma estrutura molecular, não importa em que seres são encontradas. E não são usadas apenas como remos.

Todas as células superiores, no momento da reprodução, mudam sua forma interna com a ajuda de uma rede de fibras de estrutura idêntica à dos ondulipódios. Mesmo no cérebro, existem os axônios, longos braços com que as células nervosas se comunicam entre si. Margulis acredita que todos esses filamentos vieram de um mesmo organismo primitivo, cujo representante moderno seria a bactéria Treponema pallidum. Causadora da sífilis, ela pertence ao grupo dos espiroquetas, os mais rápidos microsseres conhecidos. Ainda hoje os espiroquetas retêm o hábito de aliar-se a outras células para Ihes dar mobilidade. Aparecem, de modo marcante, na ameba Mixotricha paradoxa, à qual aderem em legiões de meio milhão de indivíduos.

É uma situação curiosa, já que a própria Mixotricha  é parte de outro ser, o cupim. Sem aquela, este morreria de fome-pois só se alimenta de madeira e não sabe degradá-la. Assim, a ameba se encarrega da digestão em troca de abrigo e de alimento no intestino do inseto. Naturalmente, as simbioses bem sucedidas devem ter sido raras na história da vida. Existem evidências, porém, de que os microorganismos estão o tempo todo empenhados em criar novos arranjos. Com muita sorte, o pesquisador Kwang Jeon, da Universidade do Texas, nos Estados Unidos, acabou flagrando um deles em seu próprio laboratório. Isso ocorreu por puro acaso com uma colônia de amebas cujo desenvolvimento Jeon procurava acompanhar.

Infestada de bactérias, a colônia adoeceu; em conseqüência, as amebas tornaram-se hipersensíveis ao calor e ao frio, deixaram de se alimentar e se reproduziam muito raramente, a intervalos de até um mês, em vez dos dois dias de praxe. Mas nem todas morreram e as sobreviventes foram cuidadosamente selecionadas pelo pesquisador, intrigado com o desfecho do drama. Após cinco anos, as amebas aprenderam a conviver com as bactérias, em número de até 40 000 no interior de sua célula. O novo híbrido não só era saudável como também de tal forma solidário, que, quando as bactérias eram mortas, as amebas também morriam.

Depois das associações bacterianas, vieram as simbioses que conduziram aos animais e às plantas, dotados de inumeráveis células. É certo que diversas algas e fungos possuem mais de uma célula, mas a associação é frouxa: pode ser desfeita a qualquer momento sem prejuízo dos seus membros, que continuam a viver, solitários. Nas plantas e nos animais em vez disso, as células já não são organismos independentes: dividem entre si diversas tarefas vitais para formar um organismo maior. Abandonadas à própria sorte, deixam de viver. As plantas podem ter sido resultado de uma sólida associação das algas com os fungos.

Esses últimos vivem em grandes colônias nas raízes de quase todas as plantas que se conhecem, em que são essenciais. Captam nutrientes minerais do solo e garantem a refeição das suas hospedeiras. Os animais, por sua vez, teriam sido formados por grupos de amebas. O mais primitivo ser conhecido do reino animal, o Trichoplax, mal se diferencia desses seres unicelulares. É uma lesma quase transparente, visível a olho nu, às vezes encontrada nos aquário domésticos reunido um número relativamente pequeno de células. Embora muito parecidas com as da ameba, nem todas elas podem se reproduzir apenas algumas de especializaram nessa função dentro do novo organismo.

Mais que um detalhe, essa é a principal distinção entre o Trichoplax  e as amebas individuais. Lynn Margulis e outros pesquisadores têm se esforçado para demonstrar que nada disso é mero acidente. Ela estima que, até hoje, 99,99% de todas as espécies que floresceram na Terra acabam extintas. Mas a manta planetária, com o seu exército celular, perdura há 3,5 bilhões de anos. Silenciosa e invisível, ela prossegue na troca constante de informações químicas e genéticas que moldam a vida e Ihe asseguram continuidade. Diante disso, não é difícil-embora pouco lisonjeiro, para quem se julga o rei da criação-imaginar que o homem e todos os outros animais sejam apenas um instante na prodigiosa aventura iniciada pelas bactérias.

Microoperários especializados

Muitos micróbios têm lugar de destaque nas atividades econômicas. Alguns exemplos:

Mineiros

Bactérias do gênero Thiobacillus  absorvem e acumulam minérios em jazidas de baixo teor de cobre e de urânio, nos Estados Unidos. Para absorver 1 grama de minério são necessárias mais de 1 milhão de bactérias. O concentrado mineral é mais tarde extraído da massa viva de microorganismos.

Adubadores

 Uma das coqueluches atuais. São bactérias que extraem nitrogênio do ar, se hospedam na raiz das plantas e lhes passam esse importante e caro nutriente. Existem ainda fungos que protegem as plantas de doenças ou extraem minerais do solo em seu benefício.

Produtores de alimentos

Estão entre os mais antigos e, ao mesmo tempo, os mais recentes amigos do homem. Fungos e bactérias transformados em laboratório aumentam a eficiência dos seus ancestrais que faziam pão, bebidas e queijo. Além disso, surgiram novos produtos, como proteínas, ração animal, aromatizantes, colorantes e outros aditivos alimentares.

Cirurgiões

Diversas bactérias são empregadas no transplante de genes de um organismo para outro. É útil, nesse trabalho, a habilidade natural dos micróbios em infestar células. A Agrobacterium tumefaciens, que causa câncer nas plantas, foi tornada inócua sem perder aquela propriedade.

Farmacêuticos

Já se conhecem mais de 5 000 antibióticos e a cada ano se descobrem outros 300. Cerca de 75% deles são produzidos por actinomicetes, um parente primitivo, unicelular, dos cogumelos. Produtos mais recentes obtidos com ajuda de microorganismos incluem vitaminas, insulina e hormônios.

Eletricistas

Na Inglaterra, uma estirpe da bactéria Escherichia coli  foi utilizada para degradar o açúcar por meio de uma reação que libera elétrons. Produz-se, assim, uma corrente elétrica aproveitável. Um gerador experimental contendo 10 toneladas de micróbios, nutridos com 200 quilos de açúcar por hora, alcançou uma potência de 1 megawatt. Ousado, mas sai caro.

Lixeiros

Bactérias naturais ou selecionadas em laboratório são capazes de purificar a água, degradar centenas de resíduos industriais e domésticos.

Caixeiros-viajantes do sexo

As bactérias são tão peculiares, que podem ser agrupadas em um superreino à parte, em oposição aos outros seres vivos. Recebem o nome de procariotas, que significa células sem núcleo, onde os genes ficam mais ou menos dispersos. Não estão empacotados no centro da célula, como acontece com os eucariotas-todos os demais organismos. Além disso, a quantidade de genes é muito menor: de 1 000 a 5 000 nos procariotas e de 200 000 a 3 milhões nos eucariotas. A origem dessa disparidade é pouco conhecida, já que o arsenal de substâncias químicas fabricadas pelos dois tipos de células não é muito diferente e soma milhares de moléculas.

É verdade que o comportamento das células eucariotas é muito mais complicado. No seu interior, as substâncias fluem segundo uma ordem estrita. Guiadas por uma intricada rede de filamentos, viajam entre diversos órgãos internos, ou organelas, responsáveis pela produção de energia, pela confecção de proteínas e pela reprodução. Nada disso existe nas bactérias. Em compensação, elas têm muito mais facilidade para trocar genes entre si e, portanto, de alterar o seu organismo. Os seres ditos superiores têm de esperar o momento da reprodução para combinar os seus genes, mas as bactérias fazem isso o tempo todo-"como quem troca de camisa", compara a microbiologista Lynn Margulis.

Boa parte dos seus genes se divide em pequenas porções, chamadas réplicons, verdadeiros caixeiros-viajantes da sexualidade. Entram e saem sem cessar das células, com as quais trocam material genético. Vem daí a idéia de que as bactérias formam um único superorganismo mundial, unido pela rede de comunicação genética. O resultado mais conhecido desse fenômeno é a facilidade com que as bactérias se tornam resistentes aos antibióticos. Quando uma raça mutante adquire resistência, transfere os genes defensivos às vizinhas e deixa os médicos de cabelo branco.

Quando a vista não alcança - Medicina

QUANDO A VISTA NÃO ALCANÇA - Medicina.



Pelo microscópio e trabalhando com instrumentos de alta precisão, médicos especializados emendam nervos e vasos capilares. Assim, fazem o reimplante de membros amputados.

O microscópio transforma milímetros em centímetros. A mão do cirurgião que não se altera sequer com o tremor natural da respiração, dirige instrumentos delicados. Ampliação da imagem, coordenação de movimentos e leveza do instrumental preciso - eis a chave da microcirurgia, a operação de estruturas do organismo invisíveis a olho nu. Trata-se de uma técnica que se tornou a arma poderosa de diversas áreas da medicina cirúrgica, principalmente operações de vista, cérebro e aparelho auditivo. E, quando a cirurgia plástica lançou mão do instrumental microlentes de aumento e agulhas muito menores que as convencionais-o resultado foi uma verdadeira revolução: a plástica reconstrutiva, que permite reimplante de membros amputados, transplante de tecidos do corpo para corrigir defeitos, recuperação de movimentos em casos de paralisia.
O pioneiro na tentativa de superar as limitações do olho humano em cirurgia foi o dr. Nylen. médico otorrino sueco, que utilizou pela primeira vez o microscópio numa operação. em 1921. Na época, pouca atenção foi dada à novidade. Somente na década de 30, os cirurgiões oftalmologistas do mundo inteiro começaram a usar o microscópio para operações de vista, em que sempre se lida com estruturas muito delicadas. Nasceram assim os instrumentos cirúrgicos pequenos - até hoje, muitos deles. utilizados em microcirurgias. tem nomes típicos da oftalmologia. Em seguida, a técnica passou a ser aproveitada em cirurgias de ouvido. mas durante longo tempo ficou restrita a essas duas áreas.
Apenas no fim dos anos 50. pensou-se em microcirurgia para ligar pequenos vasos do corpo, de forma que o sangue não parasse de fluir. Em 1960, os norte-americanos Julius Jacobson e E.L. Suarez apresentaram uma técnica para suturar vasos com diâmetro inferior a dois milímetros. Foi um marco: a ciência médica provava que era possível recuperar pequenas estruturas do corpo humano. O que ainda faltava era tecnologia: o instrumental cirúrgico disponível era tão grosseiro para esse fim, como uma faca de cozinha perto de um bisturi.
Alguns médicos pioneiros em microcirurgia ajudaram a resolver o problema. O próprio Jacobson foi quem convenceu a firma alemã de equipamentos óticos Carl Zeiss a projetar o primeiro microscópio cirúrgico. O norte-americano Harry Buncke. em experiências realizadas na Califórnia, desenhou muitos dos novos instrumentos. Era preciso, por exemplo, ter pinças que não danificassem o que agarravam. Os clamps-grampos que prendem o sangue nos vasos, enquanto estão sendo suturados-não poderiam esmagar os tecidos. As tesouras deveriam ter molas, para cortar com movimentos mais suaves.

Restava ainda a questão das linhas e agulhas. Já existia o fio de náilon chamado 6-0, com 40 micra (milésimos de milímetro) de espessura, até hoje empregado em cirurgia de olhos: mas vasos e nervos pediam fios mais finos que o mais fino dos fios de cabelo, e em meados dos anos 60 chegou-se a um com 22 micra. As agulhas, por sua vez, não poderiam ter buraco para o fio passar pois, nesse caso, seriam mais grossas numa das extermidades, rasgando os tecidos. A solução foi colar o fio na ponta da agulha microcirúrgica, que geralmente tem quatro milímetros de comprimento.
Em 1968, o cirurgião japonês Susumu Tamai fez o primeiro reimplante de um dedo amputado. Também no Japão, o dr. Kyionori Harii começou a transplantar tecidos para reconstruir o couro cabeludo de pacientes com queimaduras. Em 1973, os australianos Roland Daniel e I. Taylor reconstruíram o osso de uma tíbia esfacelada num acidente; em outros tempos seria um caso de amputação da perna.
A partir da década de 70, a microcirurgia teve um grande impulso. Na América Latina, o primeiro reimplante de mão foi realizado em 1971, em São Paulo, pela equipe do cirurgião plástico Marcus Castro Ferreira. A mesma equipe realizou o primeiro reimplante de dedos no continente, dois anos mais tarde. Fez sentido a mão vir antes do dedo: quanto menor o membro, maior a dificuldade para o reimplante. Atualmente, 90 por cento das cirurgias desse tipo trazem bons resultados.
A exigência de grande habilidade mental e física para qualquer cirurgião é ainda mais rigorosa no caso do microcirurgião. Ele deve acostumar-se a enxergar, através da barreira de lentes do microscópio, o horizonte de um campo operatório que alcança, no máximo, 60 milímetros -e. no mínimo, seis. Além disso, o médico deve familiarizar-se com a imagem ampliada de microestruturas. como vasos capilares e nervos. A tendência natural é acelerar os movimentos na proporção em que o microscópio amplia a imagem. Daí é preciso frear a mão. Aprende-se em cirurgia a trabalhar com eficiência e rapidez. Mas na microcirugia, que é ensinada a nível de pós-graduação, deve-se saber que a velocidade é um obstáculo, porque nem tudo o que o cirurgião tem em mente os instrumentos conseguem realizar; muitas vezes, é o microcirurgião quem obedece ao ritmo de pinças e agulha.
O microcirurgião não pode, por exemplo, jogar tênis - esporte que parece ser a paixão de nove em cada dez estrelas da medicina-, porque, nas vinte quatro horas após uma partida, causa nas mãos leves tremores, quase imperceptíveis, mas fatais para quem opera num universo milimétrico. Pelo mesmo motivo, ao contrário das cirurgias convencionais, durante uma microcirurgia há silêncio quase absoluto. Só se conversa em casos de extrema necessidade, pois a alteração na respiração também faz as mãos tremerem. A cirurgia em si pode durar de três a sete horas.
Tudo isso mostra como é detalhista uma cirurgia de reimplante. Primeiro, trata-se a ferida; o corte do membro deve ser o mais liso possível. "Muitas vezes, encurtamos o membro com um segundo corte para retirar a parte esfacelada", explica o dr. Aulus Albano, chefe do departamento de microcirurgia do Hospital Oswaldo Cruz, em São Paulo.
O passo seguinte é fixar o osso quebrado com o auxílio de fios metálicos. Depois, devem-se ligar os vasos. Com grampos especiais. o cirurgião prende cada ponta de veia ou artéria, para interromper o fluxo sangüineo. A seguir, um a um, cada vaso é costurado com quatro ou seis micropontos: se, ao soltar os dois grampos de um vaso, o sangue voltar a passar. é sinal de que tudo vai bem. Finalmente. emendam-se os nervos e os tendões e costura-se a pele.
A cirurgia precisa ser feita até quatro horas após o acidente, para evitar a degeneração dos tecidos. Quando isso é impossível e o membro amputado tem uma função importante - como o polegar, que permite agarrar objetos-, o cirurgião pode recorrer ao transplante: por exemplo, amputar um dedo do pé e reimplantá-lo na mão. "Essa operação tem sido feita com sucesso quase total". informa o dr. Albano, "mas, quando acontece uma exceção, costumo dizer que se trata de um ´fracasso monumental´, onde há um transplante e dois buracos, pois o paciente perde um segundo membro. "Imprevisível mesmo, porém, é a microcirurgia para reconstrução de nervos.
Enquanto, ao ligar uma artéria, o cirurgião vê o sangue circular por ela imediatamente depois, o nervo dá uma resposta lenta e sua recuperação não depende apenas da cirurgia. O cirurgião Marcus Castro Ferreira, da USP, observa que "pouco se sabe sobre a regeneração dos nervos, e além disso existe o grande problema da atrofia muscular".
O nervo é formado por células nervosas, os neurônios, ligadas por uma espécie de fio estreito, o axiônio. O axiônio é um prolongamento da substância citoplasma que existe nos neurônios, revestida por um tecido - uma vez quebrado o axiônio, não há como emendá-lo. Emendam-se, portanto, os dois pontos de contato dos neurônios e, às vezes, enxertam-se pedaços de nervos de outras partes do corpo, geralmente da perna. O fio de náilon pode ser substituído por uma microgota de cola de fibrina, uma proteína insolúvel, existente nos coágulos sangüineos. O resto é questão de sorte.
"Sabemos que, quanto mais jovem o paciente, maiores as chances de recuperar os movimentos. Essa é a única certeza que se tem. diz o dr. Ferreira. O problema é que, em algumas pessoas. independente da idade. os nervos se regeneram, ou seja, o axiônio cresce; em outros casos, isso não acontece. Como a regeneração se dá à média de um milímetro por dia. os médicos levam mais tempo do que gostariam para perceber se o rosto que ficou paralisado após um corte em acidente de carro ou a mão que perdeu os movimentos após uma facada voltarão a ser normais. Nos casos da cirurgia para corrigir a paralisia de toda a parte superior do corpo pode-se esperar até um ano por uma resposta. É comum danificar esse feixe de nervos, o plexo braquial, que começa na nuca e vai até o braço, em acidentes com motos.
A questão da atrofia é ainda mais instigante. "As vezes o nervo se regenera", nota o dr. Ferreira, mas o músculo atrofiado está enrijecido e fibroso. portanto não se mexe. Não há fisioterapia que evite o problema. aparentemente causado pelo desaparecimento de uma substância enviada pelos nervos aos músculos. Essa substância seria a responsável pela tonicidade muscular.
Os prazos na cirurgia de reconstrução de nervos também existem. Há quase cem por cento de chance para quem é operado menos de 48 horas após um corte em qualquer parte do corpo. Nos casos do feixe plexo branquial, o prazo estende-se para um mês. Depois as chances vão diminuindo. "Após um ou dois anos, a paralisia é irreversível". adverte o dr. Ferreira.
A microcirurgia há muito deixou de ser uma raridade. No Centro de Microcirurgia da USP. por exemplo, todo dia se faz uma intervenção desse tipo. O dr. Ferreira. criador do Centro, e ele próprio autor de 1 500 operações com o microscópio. prevê que no futuro haverá bancos de órgãos para transplantes. Existem condições técnicas de implantar a mão de um cadáver em uma pessoa", diz, "mas há 0 problema ético". O problema médico, no caso, é a necessidade de usar drogas fortíssimas contra a rejeição. Nos transplantes cardíacos recorre-se a elas porque são a única chance do paciente. Mas ninguém arrisca a vida por um pé.

A revolução invisível - Nanotecnologia

A REVOLUÇÃO INVISÍVEL - Nanotecnologia



Desde 1995, os cientistas do Instituto Max Planck, na Alemanha, conseguem controlar os movimentos de uma sanguessuga viva a partir de um computador. Eles conectam um minúsculo chip de silício, com menos de 50 milésimos de milímetro, ao nervo central do verme. Os sinais da célula nervosa são recebidos pelo equipamento e transformados em sinais elétricos. Ao interpretar esses sinais, os pesquisadores são capazes de reproduzir os comandos de um neurônio sem comprometer o desempenho das células vizinhas. Nos últimos dez anos, o instituto vem se empenhando em reduzir o chip da escala micrométrica para a nanométrica, para utilizá-lo no tratamento de doenças neurológicas humanas. Implantado no cérebro, o chamado neurotransistor poderá corrigir, por exemplo, a produção da substância das células degeneradas que causam o mal de Parkinson. A pesquisa alemã deverá ser uma das inúmeras contribuições que a nanotecnologia promete para o século 21.

Afinal, o que é essa tal de nanotecnologia? "Nano" vem do grego e significa "anão". Um nanômetro equivale a um milionésimo de milímetro, medida tão pequena que são necessários cerca de 400 000 átomos amontoados para atingir a espessura de um fio de cabelo. Portanto, os nanoprodutos são objetos que medem milionésimos de milímetro. A melhor imagem para entender o funcionamento da nanotecnologia são os tradicionais blocos Lego. Imagine que cada uma das pecinhas seja um átomo. Você prende os blocos uns aos outros e constrói um carro, uma casa ou um avião. Pense nesse processo numa escala microscópica e você terá compreendido como transformar um átomo num produto maior. Suponha agora que a propriedade de uma molécula - dois ou mais átomos reunidos - seja repelir a água. Milhões dessas moléculas agrupadas viram um tecido impermeável. Metros e metros desse tecido serão usados em roupas. Pronto, agora você tem uma capa, uma calça e um sapato para sair na chuva sem se molhar.



PRODUZINDO O NOVO

Da mesma forma, pode-se mexer nos átomos de um pedaço de carvão e reorganizá-los na forma de diamante. Parece revolucionário? Pois agora imagine reagrupar os átomos um a um, no lugar exato, até formar objetos que a natureza não criou. Um robô que possa entrar na sua corrente sangüínea e eliminar vírus, bactérias e protozoários, por exemplo. A aids, a malária, a gripe e dezenas de doenças graves seriam, enfim, coisa do passado. Essa é a revolução que a nanotecnologia promete para quando ela for aplicada em escala industrial.

Talvez você desconheça, mas o homem já consegue transformar átomos de carbono em nanotubos de transistores ou gotas de silício em lâminas de vidro. Só que são produtos caros e, para ir mais adiante, ainda faltam os operários.

O engenheiro Eric Drexler, fundador do Instituto Foresight e um dos maiores defensores da nanotecnologia, acredita que a ciência será capaz de construir os nanorrobôs em 2010. Esses robozinhos minúsculos - eles próprios frutos da nova ciência - farão o "trabalho duro", ou seja, ordenar os átomos como quem empilha tijolos para levantar uma parede.

Assim, os primeiros produtos nanométricos comercialmente viáveis surgiriam a partir de 2015. Cinco anos depois, os nanorrobôs seriam amplamente utilizados em hospitais. As maquininhas invisíveis poderão entrar no corpo humano e combater células cancerígenas, matar vírus e micróbios, destruir tumores e placas de colesterol. Elas também colocarão cada molécula no seu devido lugar, curando doenças genéticas e retardando o envelhecimento.



DO SAPATO AO BIFE

Bem-empregada, a tecnologia ajudará na recuperação do meio ambiente. A Universidade de Brasília já estuda aplicações de nanoímãs em despoluição de águas contaminadas por petróleo. E nanossensores instalados nos automóveis poderiam controlar a emissão de gases tóxicos na atmosfera. Numa das aplicações mais controversas, Drexler propõe até a criação de alimentos mais nutritivos e baratos a partir da manipulação dos átomos. Poucos apostam na concretização dessa hipótese nos próximos 15 anos, levando-se em conta a polêmica causada pelos alimentos transgênicos. Na teoria, você poderia mexer nas moléculas de uma sola de sapato e ganhar um bife suculento - para a redenção da maioria dos restaurantes universitários, que costumam inverter a fórmula.

Esqueça o velho computador que ocupa boa parte da sua mesa de trabalho. Com a nanotecnologia, serão construídos supercomputadores com bilhões de processadores, rápidos o suficiente para realizar trilhões de cálculos por segundo e armazenar todos os livros de uma biblioteca, mas que vão caber na sua mão. O nanoprocessador vai virar peça comum de qualquer objeto. Ninguém vai notar a presença do computador na caneta, na chave da porta, no cartão do banco, no sapato, mas ele estará lá.

Quando os cientistas aprenderem a manipular habilmente os átomos, produtos saídos diretamente dos livros de ficção científica se tornarão realidade. Em 2020, a indústria vai fabricar materiais 100 vezes mais resistentes que o aço, carros que não arranham, espelhos antiofuscantes, aviões mais leves, roupas que regulam a temperatura do corpo, jornais eletrônicos de plástico semelhante ao papel, tintas que mudam de cor, aquecedores solares baratos, bolas de basquete que não perdem a elasticidade. O casco dos navios será repelente à água - com menos atrito, eles gastarão menos combustível. Todos os materiais que você descarta, inclusive os não-recicláveis, poderão virar outros objetos. O futuro respeitará, como nunca, a máxima de Lavoisier: "Tudo se transforma".
Tudo lindo e maravilhoso, mas a nanotecnologia ainda encontra opositores. Entre as questões, duas se destacam. Primeira: assim como os nanoprodutos podem ser usados para o nosso conforto, também podem se voltar contra nós. A tecnologia será utilizada para fins militares? Teremos armas mais destrutivas que a bomba atômica? Segunda: sabe-se que algumas combinações de átomos são tóxicas. Quais os efeitos que as nanoestruturas terão sobre o meio ambiente e o corpo humano? Como você percebe, a polêmica é inevitável, mas saudável. Para quem acredita nos benefícios da ciência, vale apostar no bom senso do homem.


Tendências




- NANORROBÔS

Até 2010, a ciência deverá ser capaz de construir nanorrobôs - minúsculos robôs que vão ordenar os átomos para a criação de novos produtos.



- ESCALA COMERCIAL

Se tudo correr como prevêem os cientistas, os primeiros produtos da nanotecnologia comercialmente viáveis devem surgir a partir de 2015.



- MEDICINA

Em 2020, os nanorrobôs deverão ser amplamente utilizados em hospitais. As maquininhas invisíveis poderão entrar no corpo humano para combater células cancerígenas, matar vírus e micróbios, destruir placas de colesterol.



- RISCO POTENCIAL
Assim como os nanoprodutos podem ser usados para o nosso conforto, também podem se voltar contra nós. Um dos temores é que a tecnologia seja empregada para fins militares.




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O Futuro é invisível - Nanotecnologia

O FUTURO É INVISÍVEL - Nanotecnologia



A próxima grande revolução na ciência será tão pequena que você não vai enxergá-la nem com microscópio. Os efeitos, porém, serão devastadores. Quem garante é o físico americano Eric Drexler, cientista que batizou a tal revolução de "nanotecnologia", na década de 80. Drexler inventou o termo para identificar um conhecimento ainda por ser gerado, que consistiria no desenvolvimento de uma linha de produção industrial em escala nanométrica, ou seja, igual ou inferior a um bilionésimo de metro. Uma fábrica inteira menor que o diâmetro de um fio de cabelo, capaz de montar produtos átomo por átomo. Descrever algo que não existe é tarefa difícil, mas o nome inventado por Drexler caiu no gosto popular - até ter seu significado alterado por pesquisadores nos últimos 20 anos.

Hoje, trata-se por nanotecnologia o desenvolvimento de produtos com tamanho inferior a 100 nanômetros, enquanto o termo original referia-se a miniaturizar o processo produtivo como um todo. Para Drexler, a mudança esvaziou parte do conceito. De um jeito ou de outro, o investimento em pesquisas cresce em tamanho inversamente proporcional aos objetos produzidos: saltaram de 825 milhões de dólares, em 2000, para 3 bilhões de dólares, em 2003. Gigantes como Kodak, General Electric e 3M saíram na frente e já tocam projetos de satélites mais leves a televisores de altíssima qualidade. Não chega a ser o futuro imaginado por Drexler. E a distância a percorrer ainda é longa. Mas a ciência já caminha rumo à gigantesca revolução microscópica.

Você afirma que o termo "nanotecnologia" é usado em excesso e perdeu parte do seu sentido original. O que mudou?

A idéia de "nanotecnologia" apareceu pela primeira vez em meu livro Engines of Creation ("Motores da Criação", sem tradução em português) para descrever a visão do cientista Richard Feynman baseada no uso de máquinas em escala nanométrica que construiriam produtos atomicamente precisos. Com isso, referia-me a um novo e revolucionário processo de produção que implica um grau de eficiência e produtividade maior que qualquer outro método atual. Nos laboratórios de pesquisa espalhados pelo mundo, o termo "nanotecnologia" hoje faz referência a produtos ou materiais que contenham peças na escala nanométrica, normalmente definida em 100 nanômetros ou menos. Essa é, provavelmente, a distinção-chave: originalmente o termo era ligado a um processo produtivo específico, enquanto hoje ele é cada vez mais utilizado para descrever produtos finais que contenham componentes de escala pequena. Muitos projetos valiosos estão em andamento sob o rótulo de "nanotecnologia". Mas as pessoas estão usando o termo "nano" em excesso, como uma ferramenta de marketing.

A nanotecnologia vai mudar o mundo?

Às vezes, o futuro da tecnologia é fácil de se prever. Por exemplo: sabemos que os computadores ficarão cada vez mais rápidos e os materiais mais fortes e que a medicina vai curar mais doenças. A nanotecnologia será responsável por grande parte desse futuro, possibilitando avanços em todos esses campos. Uma enorme gama de produtos que são impossíveis de serem fabricados atualmente poderá ser desenvolvida. O trabalho experimental nesse campo continua. Uma área interessante é a engenharia de proteínas, que modifica geneticamente essas moléculas para, entre outras coisas, produzir remédios. Cientistas já são capazes de construir novas proteínas com precisão atômica.

Como isso irá afetar nossas vidas?

A nanotecnologia que descrevi trará enormes conseqüências para a economia, a medicina, o ambiente e a segurança. Sistemas poderão ser usados para construir produtos complexos de maneira limpa, eficiente e a baixo custo. Trabalhando com precisão atômica produziremos computadores pessoais com 1 bilhão de processadores, sistemas de energia solar eficientes e baratos e aparelhos médicos capazes de destruir organismos que provocam doenças e reconstruir tecidos humanos, materiais 100 vezes mais fortes que o aço e sistemas militares mais poderosos.

Você descreve montadores moleculares como peças-chave da nanotecnologia. Como eles funcionarão?

A idéia é simples: enquanto químicos misturam moléculas em uma solução, permitindo que elas vaguem e colidam aleatoriamente, os montadores moleculares irão posicionar as moléculas, trazendo-as para um local específico no momento desejado. Deixar moléculas baterem umas contra as outras de maneira aleatória pode levar a reações indesejadas - um problema que aumenta à medida que os produtos crescem de tamanho. Segurando e posicionando moléculas, os montadores irão controlar a maneira como elas reagem, construindo estruturas complexas com precisão atômica. Imagine uma linha de produção, com aqueles braços robóticos montando um produto. Esse braço é abastecido de peças que chegam por uma esteira. Passo a passo, a esteira avança e o robô pega uma nova peça e a adiciona ao produto em montagem. Eventualmente, o produto fica pronto e é levado por uma outra esteira, enquanto um novo produto interminado entra em seu lugar. Para ter noção do funcionamento de um montador molecular, imagine que todos os elementos envolvidos nesse processo são medidos em nanômetros, ou seja, um bilionésimo de metro, e que as peças a serem montadas são alguns átomos, passando da alça para o produto por uma reação química num local específico. O montador funciona como parte de um sistema maior que prepara ferramentas, coloca-as na esteira e controla o mecanismo de posicionamento robótico. É um sistema complexo que ninguém conseguirá construir no futuro próximo. Aliás, ninguém está tentando construir montadores moleculares hoje, porque a nanotecnologia ainda está na infância. Vemos um caminho para esses montadores como os pioneiros que desenvolveram foguetes nos anos 30 e 40 viam um caminho para a Lua. Mas, como eles, ainda não estamos prontos para o objetivo final. Eles sabiam que antes precisariam lançar vários satélites, como nós sabemos que primeiro teremos de construir várias máquinas moleculares.

Qual nossa distância para a utilização de máquinas moleculares?

Previsões sobre o tempo que levará para alcançarmos novos desenvolvimentos tecnológicos normalmente são erradas. O trabalho em direção à nanotecnologia avançada está acontecendo em diversas frentes e novas conquistas serão alcançadas, provavelmente nos próximos anos. Conquistas que muitas pessoas esperam que ocorram nas próximas décadas. Geralmente digo que estamos a duas décadas da nanotecnologia molecular avançada.

Você escreveu sobre os perigos de montadores descontrolados, que poderiam se auto-replicar indefinidamente. Esse é um risco realmente possível?
Quando escrevi Engines of Creation achei importante que o público percebesse que em todas as tecnologias poderosas existem perigos tremendos, tanto quanto boas oportunidades. Minha preocupação era de que os leitores ficariam entusiasmados demais com as possíveis vantagens da nanotecnologia, sem considerar seu potencial lado negativo. Em relação aos montadores descontrolados e auto-reprodutores, a existência deles é certamente viável de acordo com as leis da física. Porém, eles não apareceriam por acidente. Alguém teria que projetá-los e construí-los, o que seria uma tarefa difícil e sem utilidade. Hoje em dia, o que mais me preocupa é a ênfase exagerada com que essa possibilidade é tratada. Isso acaba tirando a atenção de questões mais importantes, como o uso deliberado de tecnologias poderosas em sistemas de armamento. É aí que os cientistas e formuladores de políticas públicas deveriam se concentrar.