Qual a relação entre:
Ácido fórmico (das formigas) , formol (e cabelos lisos), envenenamento por metanol (e o surpreendente antídoto) ?
com links para o ENEM e FUVEST
ácido fórmico
É o ácido produzido pelas formigas e daí o nome , que vem do latim e é internacional, ou seja, é usado mesmo na língua inglesa onde formiga se traduz como ant (tamanduá em inglês é anteater, ou comedor de formigas).
A “picada” da formiga consiste de uma secreção de ácido fórmico que irrita a pele. Algumas espécies de urtigas também se defendem de ataques secretando esta substância. O ácido fórmico foi descoberto através da destilação de formigas, já no século XVII.
Não são só as formigas que usam o ácido fórmico, que é cerca de 10 vezes mais forte que o ácido acético (que em forma bastante diluída é conhecido como vinagre). A produção industrial do ácido fórmico é bastante significativa. A fábrica da BASF na Alemanha , por exemplo, produz centenas de milhares de toneladas por ano de ácido fórmico, cujo uso industrial e comercial é basicamente na preservação de alimentos para animais, devido às suas propriedades antibactericidas. Seu caráter venenoso é discutido abaixo com relação ao metanol.
O nome oficial do ácido fórmico é ácido metanóico (pois contém apenas um átomo de carbono em sua fórmula). Ele pode ser reduzido (o que significa perder oxigênios ou ganhar hidrogênios) e transformar-de em metanal (formol) e em seguida em metanol. Todas estas substâncias possuem o prefixo met- por possuírem apenas um átomo de carbono.
Aqui estamos mais interessados no processo inverso, que é realizado no nosso organismo e é a oxidação do metanol (álcool) produzindo formol (aldeído) e ácido fórmico (ácido carboxílico):
Átomos de carbon em cinza/negro, oxigênio em vermelho e hidrogênio em azul
formol
O formol, que é um aldeído, é considerado carcinogênico e tem sido muito usado como preservativo de humanos e outros animais mortos e também de alimentos (embora seja ilegal neste último caso) . Ele está presente, na forma gasosa, dentro de muitos lares pois é trazido em produtos que incluem espumas, tintas e madeiras do tipo compensado. Ele é portanto um dos componentes do chamado off-gassing, que é um problema em escritórios novos, carros novos, colchões novos etc….onde os níveis de gases (geralmente nocivos) emitidos desde carpetes, móveis etc.. são altos. Off-gass seria emitir gases.
Havia até mesmo o uso ilegal do formol em cabeleireiros, na mistura conhecida como escova progressiva, especialmente a versão brasileira desta (Brazilian Blowout ), que deixa qualquer cabelo muito liso e brilhante por várias semanas. A aplicação do formol é seguida do uso da chapinha o que causa a evaporação deste e consequente inalação do produto por todos presentes no ambiente.
Ligações S-S
O processo de alisamento consiste em quebrar as ligações químicas S-S (entre átomos de enxofre S) que dão forma a cada fio de cabelo . Quanto mais enrolado o cabelo, mais ligações S-S estão presentes.
Ligação dissulfeto entre 2 átomos de enxofre (em amarelo) em 2 aminoáciodos cisteína (nitrogênio aparece em azul)
A ligação S-S (dissulfeto) é responsável pela estrutura tridimensional (secundária e terciária) de proteínas do cabelo e da pele, além de muitas outras, e ocorre entre as cisteínas (aminoácido que contém enxofre S). Curiosamente muitos produtos que prometem uma pele mais jovem e portanto elástica, supostamente funcionam à base de formar ligações S-S , ao contrário do formol que as destrói para alisar o cabelo. A ligação S-S também aparece em química inorgânica como no caso do FeS2 , conhecido como ouro de tolo (fool’s gold) devido à coloração deste minério que é amarela bastante parecida com a do ouro. No caso das proteínas a ligação S-S é também conhecida como ponte, em analogia com as pontes de hidrogênio que também são responsáveis pela estrutura tridimensional destas (lembrar que ponte dissulfeto é ligação covalente e ponte de hidrogênio é ligação intermolecular e portanto muito mais fraca).
O formol é responsável por estes processos químicos. A dose de formol pode ser insuficiente para causar problemas no cliente, que o usa raramente, mas certamente é um problema para pessoas que estão diariamente neste ambiente contaminado.
metanol
O metanol, que é um álcool, em si não é venenoso mas um de seus metabólitos é: o ácido fórmico. Metabólitos são os produtos do metabolismo. Drogas são metabolizadas para acelerar a eliminação do organismo, que geralmente acontece no fígado ou nos rins. Se elas não fossem metabolizadas (e consequentemente eliminadas) não seria necessário consumir mais de uma vez pois ela já estaria no sistema permanentemente. Seria uma tragédia para a industria farmaceutica e também para traficantes em geral .
Seria mais econômico para nós, dessa forma, mas pensando bem não seria uma grande ideia pois em muitos casos você quer o efeito da droga apenas em determinados momentos, embora haja drogas que são tomadas o tempo todo, ininterruptamente. Para estas últimas sim , seria bom!
Mas o problema que quero considerar agora é que os metabólitos podem ser mais nocivos ao próprio organismo do que a própria droga. Parece um absurdo, sim, mas é o que acontece em diversos casos (diclorometano, etileno glicol , etc). O nosso organismo nos prejudica produzindo produtos nocivos – talvez um argumento a favor da tese de que não somos tão perfeitos; o metanol seria eliminado de qualquer maneira, mas de forma mais lenta. No caso do metanol, o metabolismo consiste de reações de oxidação, e portanto é produzido o formol e em seguida o ácido fórmico. O ácido fórmico é o que se acumula em maior volume e é venenoso , causando diversos problemas pelo organismo. Ele destrói o nervo ótico e portanto produz cegueira. Ele pode causar também vômitos, dores abdominais, perda de coordenação e finalmente destruição dos rins e morte.
Cabe lembrar que o etanol (com 2 carbonos) , que é o álcool que se consome em bebidas alcoólicas, é também metabolizado da mesma forma e pela mesma enzima: sofrendo oxidações sucessivas usando a enzima álcool desidrogenase (ADH) para executar o primeiro passo, que é álcool=> aldeído. Como o próprio nome sugere, ela remove hidrogênio e portanto promove oxidação. Por sorte o ácido fórmico não é um metabólito neste caso mas sim são produzidos aldeídos que são os principais causadores da ressaca (e não o etanol). Com o etanol possui 2 carbonos (invés de 1 no caso do metanol) ele é convertido nos respectivos aldeído e ácido (também com 2 carbonos). Nesa caso trata-se do acetaldeído (pouco tóxico) e do ácido acético que é muito mais fraco que o ácido fórmico.
É uma sorte que a enzima ADH participe do metabolismo de ambos metanol e etanol. Dessa forma o etanol pode ser usado como antídoto em caso de envenenanmento por metanol, pois a enzima prefere ligar-se ao etanol (no caso em que ambos estão presentes). Isto chama-se inibição competitiva (no caso do metabolismo do metanol). Por isso recomenda-se beber uísque em caso de suspeita de envenenamento por metanol. Pode ser necessária a administração do etanol por via venoso em um atendimento hospitalar.
Outro álcool venenoso , o etileno glicol, também usa a enzima ADH e portanto tem também como antídoto o etanol, na forma de uísque por exemplo. Este ficou famoso recentemente devido à contaminação de cervejas , que causou mortes e doenças em 2019 no Brasil. Assim como no caso do metanol, o etileno glicol em si não é tóxico mas sim seus metabólitos.
No brasil houve também muitos casos de envenenamento por metanol, especialmente na época em que este era vendido como combustível para veículos e pessoas o utilizavam para preparar coqueteis. Mas em outros países houve casos graves também. Na Rússia , em dezembro de 2016, pelo menos 75 pessoas na cidade de Irkutsk Isibéria) morreram por beberem uma loção para banho (wikipedia). Devido aos altos impostos na vodka, para diminuir o alcoolismo, as pessoas mais pobres costumavam comprar esse produto cosmético que era vendido com alto nível de álcool. O desastre ocorreu porque os fabricantes passaram a a usar metanol invés de etanol.
Perceba que puro metanol é um problema grave; quando a bebida é apenas “batizada” com metanol o etanol presente funciona como antídoto e evita o envenenamento pro metanol. De fato, muitras bebidas alcóolicas contém metanol pela dificuldade de remover este durante a destilação. O metanol é produzido por micróbios contaminantes (link jornal ).
Na cidade de Mumbai na Índia houve a morte de 85 pessoas em 1992 devido a coqueteis produzidos com metanol.
Antes de sofrer os efeitos nocivos e fatais do metanol, a vítima sente um efeito de embebedamento. O mesmo de aplica ao etileno glicol.
LINKS ENEM /FUVEST
(FUVEST 1997)
Proteínas são formadas por várias cadeias peptídicas que se mantêm unidas através de ligações do tipo I, II e III, formando uma estrutura complexa, como a esquematizada a seguir:
a) Explique de que tipo são as ligações I, II e III assinaladas no esquema da proteína. b) Assinale, com um círculo, uma ligação peptídica na proteína esquematizada acima.
(FUVEST 2015)
O 1,4-pentanodiol pode sofrer reação de oxidação em condições controladas, com formação de um aldeído A, mantendo o número de átomos de carbono da cadeia. O composto A formado pode, em certas condições, sofrer reação de descarbonilação, isto é, cada uma de suas moléculas perde CO, formando o composto B. O esquema a seguir representa essa sequência de reações:
Os produtos A e B dessas reações são:
(Fuvest 94)
O uísque contém água, etanol e pequenas quantidade de outras substâncias, dentre as quais ácido acético e acetato de etila. Estas duas últimas substâncias teriam se formado, a partir do etanol, respectivamente, por reações de:
a) oxidação e hidrólise.
b) hidrólise e esterificação.
c) esterificação e redução.
d) redução e oxidação.
e) oxidação e esterificação.