PROFESSOR

PAULO CESAR

PORTAL DE ESTUDOS EM QUÍMICA
 

DICAS PARA O SUCESSO NO VESTIBULAR: AULA ASSISTIDA É AULA ESTUDADA - MANTER O EQUILÍBRIO EMOCIONAL E O CONDICIONAMENTO FÍSICO - FIXAR O APRENDIZADO TEÓRICO ATRAVÉS DA RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS.

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QUÍMICA DAS ARANHAS

 

 

As aranhas são animais que chamam a atenção dos cientistas basicamente por dois motivos: suas curiosas teias e seu poderoso veneno, podendo este último ser letal. Este artigo mostrará a química envolvida nestes dois aspectos.

Adianto que este artigo não é recomendado para quem sofre de aracnofobia : ) Confesso que também não sou 'muito fã' destes animais, mas sem dúvida alguma elas são muito interessantes para cientistas de diversas áreas do conhecimento, dentre elas, a química. Antes de começarmos a analisar os aspectos pertinentes a nossa abordagem, vamos dar uma olhada no que a história e a biologia dizem sobre o assunto.

 

Aranha e seus aspectos históricos e biológicos

          Os Quelicerados são um subfilo dos artrópodes (possuidores de pernas articuladas), tendo o corpo dividido em cefalotórax (fusão da cabeça com o tórax) e abdômen. O termo "aranha" é uma designação comum à diversos aracnídeos araneídeos. Existem três classes de quelicerados, sendo que duas pequenas classes (Merostomata e Pycnogonida) contêm espécies marinhas, mas a maioria dos quelicerados é terrestre. Dentro da classe dos aracnídeos estão as aranhas, escorpiões, ácaros e carrapatos.
         

          Os aracnídeos constituem um grupo antigo, do período Siluriano (395-430 milhões de anos) ainda na era Paleozóica. Eram originalmente marinhos mas hoje são terrestres, com exceção de cinco espécies e somam mais de 32.000 espécies conhecidas até o momento. As aranhas variam desde pequenos exemplares com menos de 0,5 mm de comprimento até as grandes migalomorfas tropicais (chamadas de caranguejeiras ou aranhas-macaco) com um comprimento corporal de 9 cm, sendo que a envergadura das pernas pode ser muito maior, chegando aos impressionantes 20 cm de comprimento.

 

A seda das aranhas

          Quimicamente falando, a seda da aranha é um complexo de proteínas composta predominantemente de glicina, alanina, serina e tirosina, denominada genericamente por fibroína. (veja as estruturas do aminoácidos na figura 2). Estruturalmente falando, a seda possui estrutura secundária do tipo  b - conformação,  ou seja,  um  arranjo

tridimensional do tipo folha pregueada ou folha dobrada (veja figura 1), sendo que o arranjo lembra uma folha de papel dobrada em  ziguezague. Estabelecem pontes de hidrogênio entre seus grupos N - H e C =O.

 

Figura 1 - Estrutura secundária de uma proteína

do tipo b-conformação -  Adaptado de  [2].

 

          Emitida pelas 'glândulas de seda', ao sair delas, a seda ainda é líquida e a proteína que a compõe possui aproximadamente 30 mil u.m.a (unidade de massa atômica) porém, logo endurece, não pelo contato com o ar mas sim pelo próprio processo de esticá-la, processo que muda sua configuração molecular e a fibra polimérica passa para 300 mil u.m.a. Um único cordão é composto por várias fibras, cada uma esticada a partir de uma seda líquida. O estiramento ocorre à medida que a aranha se move para longe à partir de um cordão ancorado ou então puxa os cordões com sua pernas superiores. As aranhas produzem mais de um tipo de seda, e vários tipos são secretados a partir de seis tipos diferentes de glândulas de seda.

          Nem todas as aranhas constroem teias para capturar suas presas, sendo que a principal função da seda é reprodutiva, na construção do estojo ovígero sedoso, isso por parte da fêmea. Já o macho utiliza a teia para fazer o transporte do sêmen para os órgãos copuladores. Outra função é a de "linha de reboque", onde uma linha de seda seca serve como dispositivo de segurança para a aranha.

 

Figura 2 - Principais aminoácidos que formam a seda das aranhas.

 

 

Obs: Outros aminoácidos fazem parte da constituição da proteína responsável pela seda, porém em uma quantidade desconsiderável em relação as citadas acima.

 

Figura 3 - Exemplo de uma teia em órbita.

 

 

 

Animação 1 - Estágios na construção de

uma teia em órbita -  fonte: [7]

          Quanto ao aspecto da alimentação, a presa pode ser capturada através da armadilha da teia, ou então ativamente, sendo a aranha classificada como "construtora de teia" e "errante", respectivamente. Um exemplo de aranha errante é a classe dos solífugos, que na verdade não são aranhas, mas pertencem a classe dos aracnídeos e são comumente confundidos como sendo "aranhas-do-deserto". A bíblia conta que Deus castigou os egípcios por não libertarem os hebreus infestando suas casas com as "aranhas-do-vento". Embora não sejam peçonhentas, os solífugos podem infligir mordidas dolorosas ao seres humanos. Carnívoros convictos, eles atacam insetos, roedores, lagartos, serpentes e pequenas aves, agarrando-os com mandíbulas que chegam a medir até um terço do comprimento de seu corpo (proporcionalmente, as maiores de todo o reino animal). Também conhecidos como "escorpiões-do-vento", "aranhas-camelo" por causa de sua corcova, eles chegam a pesar 55g, com envergadura de 13 centímetros. A revista National Geographic Brasil afirma: com exceção das baratas, nenhum inseto ou aranha desloca-se com tanta rapidez [4].
          A teia da aranha é um material natural especial, sendo que a combinação de sua dureza e elasticidades ultrapassa quase que qualquer material sintético. No meio científico, um dos produtos naturais que mais chama a atenção é a teia de aranha. A tenacidade, a resistência mecânica e a elasticidade desta seda continuam a intrigar os cientistas, que se perguntam o que dá a este material natural suas qualidades inusitadas. 

         

          A propriedade física que caracteriza a resistência mecânica de um material é a tensão de ruptura, definida como a razão entre a força aplicada ao material para seu rompimento e a área de sua seção transversal, tendo a teia da aranha uma das maiores resistências mecânicas já vistas. Já a elasticidade da teia gira em torno de 40%, um valor muito grande quando comparado a outras fibras, como o náilon que estica 20% do seu comprimento sem se romper [9].

          Mais fina que um fio de cabelo, mais leve que o algodão, e (nas mesmas dimensões) mais forte que o aço, não é por nada que ela é uma atração, inclusive no cinema com os filmes Homem-Aranha I e II, onde o jovem Peter Parker passou a produzir teias de aranhas super resistentes e elásticas, protegendo a população dos malfeitores, após ter sido mordido por uma aranha. Evidentemente, trata-se de pura ficção, visto que é impossível uma pessoa adquirir as características de uma aranha sendo mordido por uma. Muito pelo contrário, existem aranhas peçonhentas (ou seja, venenosas) que podem acarretar em uma visita ao hospital, como veremos mais adiante.

Animação 2 - Fotos do super-herói

"Homem-Aranha"

 

O veneno das aranhas

          Segundo os dados do Ministério da Saúde [1], o coeficiente de incidência dos acidentes com araneídeos situa-se em torno de 1,5 caso por 100.000 habitantes, com registro de 18 óbitos no período de 1990-1993. A maioria das notificações provem das regiões Sul e Sudeste (veja mais na tabela 1)

Tabela 1: fonte [1]

 

          Pode-se notar na tabela 1 que os principais gêneros que possuem registro de acidente aqui no Brasil são basicamente três: Phoneutria, Loxsceles e Latrodectus. Abaixo, faremos uma análise superficial de cada gênero, juntamente com o gênero Theraphosidae (caranguejeiras), não por serem venenosas (porque não são) mas pelo seu tamanho que acaba criando este aspecto assustador em suas espécies, sendo por isso as aranhas mais conhecidas.

 

 

 

 

         

Figura 4 - Os 20 aminoácidos e suas respectivas siglas - fonte: [10]

Phoneutria (aranha-armadeira)

         

          As populares "aranhas-armadeiras" assumem um comportamento de defesa bastante característicos quando se sentem ameaçadas: apóiam-se nas pernas traseiras, erguem as dianteira e abrem as quelíceras (veja figura 5). Podem atingir 4 cm de comprimento de corpo e 15 cm com a envergadura das pernas.

          As Phoneutrinas não constroem teia, sendo portanto denominadas de "errantes", caçando principalmente à noite. Acidentes são comuns em residências, no manuseio de material de construção estocado e calçando sapatos. No Brasil, existem registros das seguintes espécies: : P. fera, P. keyserfingi, P. nigriventer e P. reidyi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 5 - Phoneutria nigriventer

(aranha armadeira) fonte: [3]

          Correspondendo a aproximadamente 42% dos casos notificados no Brasil, embora provoque acidentes com freqüência, raramente levam o paciente a um estado de saúde grave. Estudos experimentais demonstram que o veneno bruto e a fração purificada da peçonha Phoneutrinas nigriventer atuam nos canais neuronais de sódio. Este efeito pode provocar despolarização das fibras musculares e terminações nervosas sensitivas, motoras e do sistema nervoso autônomo, favorecendo a liberação de neurotransmissores, principalmente acetilcolina e catecolaminas, ou seja, o veneno atua no sistema nervoso, mais especificamente nas sinapses, regiões de comunicação entre nossos neurônios (veja figura 6). Já o veneno da Phoneutria spp contém histamina, serotonina e pequenas toxinas que ativam os canais de sódio nas terminações nervosas [5].

 

       

          Após a picada, são vistos dois pontos da inoculação, havendo geralmente uma dor local. Há a possibilidade, dependendo do caso e da pessoa, de alterações sistêmicas, como taquicardia, hipertensão arterial, sudorese visão "turva" e vômitos ocasionais. Casos graves, certa de 0,5% dos registrados, são geralmente relacionados a crianças, com a intensificação dos sintomas descritos anteriormente. Em casos mais graves, é indicado o soro antiaracnídico.

Figura 6 - Representação esquemática

de uma sinapse

Loxosceles (aranha-marrom)

          Dos casos registrados, a "aranha-marrom" (veja figura 7) é a responsável pela forma mais grave de araneísmo no Brasil. Há indicações de que o componente mais importante do veneno das aranhas da família Laxosceles é a enzima esfingomielinase-D que, por ação direta ou indireta, atua sobre os constituintes das membranas das células, principalmente do endotélio vascular e hemácias (glóbulos vermelhos) provocando, em casos graves a necrose dos tecidos próximos a região da picada (ou seja, morte celular).

          O veneno desencadeia um intenso processo inflamatório no local da picada, acompanhado de obstrução de pequenos vasos, edema, hemorragia e necrose focal. Entre as espécies de Laxosceles aqui no Brasil,  o veneno de L. laeta tem-se mostrado mais ativo no desencadeamento de hemólise experimental (destruição de glóbulos vermelhos do sangue, com liberação de hemoglobina)  quando comparado aos venenos de L. gaucho ou L. intermedia.

          O Laboratório de Imunoquímica do Instituto Butantan realiza pesquisas sobre as aranhas do gênero Laxosceles, procurando propor um tratamento efetivo contra o envenenamento, o qual ainda não está disponível, procurando esclarecer os mecanismos moleculares envolvidos na patogênese do envenenamento por aranhas Loxosceles.  Segundo o sítio do Laboratório de Imunoquímica do instituto [6], mais de 2000 casos por ano são registrados com envenenamento por aranhas deste gênero.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 7 - Exemplar de uma aranha do

gênero Laxosceles - fonte [8]

 

Latrodectus curacaviensis ('flamenguinha')

          A revista Superinteressante de dezembro de 1988 [3] faz referência a um acontecimento bastante curioso. Uma esquadrilha da força aérea brasileira deslocou-se da base de Santa Cruz, no Rio de Janeiro, na manhã de Julho de 1961, para uma missão inusitada: destruir um ninho de aranhas.

          Equipados com bombas incendiárias, soltaram-nas em um local nos recantos da baía da Guanabara, junto a ilha do Fundão. Além disso, um destacamento de soldados da base do Galião completou o serviço, espalhando gasolina e ateando fogo no resto do local que não havia sido atingido pelas bombas dos aviões. Após a operação, o local foi proclamado livre de um perigo aracnídeo, cientificamente conhecido como Latrodectus curacaviensis (veja figura 8), conhecida também como "flamenguinha", cujo veneno foi considerado, na época, letal ao homem.
          Na mesma revista, há considerações sobre a missão que, apesar de ser bastante radical, de nada adiantou, sendo que um novo ninho formou-se

próximo ao local onde ouve o ataque com os aviões. Especialistas indicaram métodos convencionais, como a borrifação de DDT ou BHC (veja figura 9). O veneno da espécie Latrodectus curacaviensis foi considerado de baixo risco em relação a espécie Latrodectus mactans (viúva negra).

 

Figura 9 - Os famosos inseticidas organoclorados BHC e DDT.

 

Theraphosidae (caranguejeiras)
 

          Há um pensamento popular que diz: "Tamanho não é documento!". Este pensamento aplica-se perfeitamente as aranhas da espécie Theraphosidae, mais conhecidas como aranhas caranguejeiras. Apesar do seu tamanho assustador, podendo atingir cerca de 25 cm de comprimento com as patas estendidas, elas não têm importância médica.

          Os acidentes que podem ocorrer estão relacionados com a irritação ocasionada na pele e mucosas por causa dos pêlos urticantes (que queima, ardente) que algumas espécies liberam como forma de defesa. Raramente elas atacam, mas quando o fazem, a picada pode ser bastante dolorida. Apesar disso, o seu veneno não é muito ativo no ser humano. Inclusive, algumas espécies (as mais dóceis) são utilizadas como animais de estimação.

          Algumas pessoas confundem as caranguejeiras como sendo Lycosidae (tarântulas). Estas últimas são menores do que as caranguejeiras, porém possuem as mesmas características quanto ao veneno e os pêlos que podem promover dermatites quando entram em contato com a pele de algumas pessoas.

 

 

 

 

 

 

Figura 10  - Um exemplo da espécie

Tehraphosidae Harpactira baviana  - fonte [8]

 

 

Bibliografia Utilizada

[1] Manual de diagnóstico e tratamento de acidentes por animais peçonhentos. 2ª ed. - Brasília: Fundação Nacional de Saúde (FUNASA), 2001. Disponível on-line: http://dtr2001.saude.gov.br/svs/pub/pdfs/manu_peconhentos.pdf

[2] Peruzzo, Francisco Miragaia.; Canto, Eduardo Leite: Química na Abordagem do cotidiano.  2ª ed. - São Paulo. Editora Moderna, 1998.

[3] Tinoco, Roberto M: A estratégia das aranhas. Revista Superinteressante - Dezembro de 1988 - p. 51- 54.

[4] Moffett, Mark W.: Dor letal. Revista National Geographic Brasil - Julho de 2004 - p. 106 - 111.

[5] Cartillo, Juan C. Quintana; Patiño, Rafael Otero. Envenenamiento aracnídico em las Américas. Revista MEDUNAB. Vol. 5, número 13 - Mayo de 2002. Disponível on-line em: http://editorial.unab.edu.co/revistas/medunab/pdfs/r513_rt_r1.pdf

[6] Instituto Butantan - Laboratório de Imunoquímica - http://www.butantan.gov.br/infcient_imuqui.htm - acessada em 23/07/04.

[7] Ruppert, Edward E.; Barner, Robert D.: Zoologia dos invertebrados. Tradução Paulo Marcos Oliveira. 6ª ed - São Paulo: Editora Roca, 1996.

[8] Museums of Cape Town - http://www.museums.org.za - acessado em 23/07/04.

[9] Seção "O leitor Pergunta" - Revista Ciência Hoje - Setembro de 2003 - p. 7 - versão on-line:

http://www2.uol.com.br/cienciahoje/chmais/pass/ch197/olp.pdf

[10] The Chemistry of Life CD-ROM - December 11, 1997.

Saunders, K.J.: Organic Polymer Chemistry -  London. Chapman and Hall publishing, 1973.

Canto, Eduardo Leite: Plástico. Bem supérfluo ou mal necessário? - 2ª ed. - São Paulo. Editora Moderna, 2004

Fonseca, Martha R. Marques. "Completamente Química - Química Orgânica" - São Paulo: FTD, 2001

Para saber mais...

Rochedale State School - Spiders

http://www.rochedalss.eq.edu.au/spider/

International Society for Arachnology  - vários sites

http://www.arachnology.org/Arachnology/Pages/Araneae.html

Dermatlas: Dermatology Image Atlas

http://dermatlas.med.jhmi.edu/derm/result.cfm?Diagnosis=-1728119193

South Indian Spiders - Spiders in South India

http://www.southindianspiders.com

Revista do Instituto de Medicina Tropical de São Paulo -  A Clinico-epidemiological study of bites by spiders of the genus Phonetria - on-line: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0036-46652000000100003

 

 

 

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Este site foi atualizado em 11/07/10