Slide: Uma visão da química bioinorgânica medicinal

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UMA VISÃO DA QUÍMICA BIOINORGÂNICA MEDICINAL 
Discentes: Chayanne Chagas, Evelynn Dalila, Larissa Castro e Vanessa Muccelin
Docente: Mário Schultz
Curso: Farmácia
 Macaé
 2017
Introdução
Metais: propensão em perder elétrons;
Biomoléculas (proteínas e DNA): ricas em elétrons;
 “Íons metálicos interagem com moléculas biológicas” 
Interpretação da estabilidade
Princípio HSBA de Pearson (dureza e maciez de ácidos e bases): 
	“Uma espécie “macia” em geral tem grande raio atômico, baixa carga efetiva nuclear e alta polarizabilidade, enquanto que uma espécie “dura” possui características opostas.”
Íons metálicos: ácidos de Lewis
Seus contra íons são átomos ligantes. No contexto fisiopatológico são cadeias protéicas, bases dos ácidos nucleicos...
 
A estabilidade termodinâmica do centro metálico em ambientes biológicos é determinada pelo estado de oxidação particular, pela biomolécula e geometria de coordenação, pela estrutura tridimensional do complexo formado, pela estequiometria e disponibilidade das biomoléculas para coordenação.
Metal-Biomoléculas e a permeação através da membrana celular
Como ocorre a absorção pelas células?
Solubilidade
Íons positivos (como sódio): acesso ao meio intracelular através de canais e bombas especiais na membrana celular. Outros íons encontram proteínas transportadoras específicas
As espécies carregadas negativamente: entram na célula por um sistema específico denominado transporte de ânions. 
	Uma vez dentro da célula, o ânion é reduzido, liga-se a um componente intracelular e, então, é difundido para o meio. Um exemplo é o cromo, que, na forma do ânion cromato, CrO42-, é carcinogênico.
 
Para complexos metálicos ou metais neutros: a captação celular ocorre por difusão passiva através da membrana celular
Ao serem absorvidos desempenham qual papel?
- Cofatores enzimáticos
- Podem catalisar reações citotóxicas
Toxidez e homeostase metálica
Metais são os componentes fundamentais dos minerais da crosta terrestre;
Com a mineração, purificação, manuseio e processamento de metais conduziram à dispersão destes no meio ambiente e, desta forma, danos à saúde da população pela ingestão de comidas e bebidas contaminadas por metais. 
Exemplo: Minamata (Hg)
As principais intoxicações crônicas resultantes da exposição profissional estão associadas ao mercúrio e ao chumbo. Por outro lado, Arsênio tem sido o metal mais empregado com fins suicidas. 
Como causam efeitos tóxicos?
Ligação com bionucleófilos (aminoácidos, polipeptídios, proteínas e enzimas);
Atuação como catalisadores na deteorização oxidativa de macromoléculas biológicas e, portanto, a toxidez associada deve-se, em parte, aos danos oxidativos causados nos tecidos.
 
Aspectos toxicocinéticos
Qual tempo de permanência no interior celular?
Depende da efetividade do transporte através da membrana;
Depende de fatores como: hidrossolubilidade, lipossolubilidade, volatilidade, peso molecular, existência de mecanismos específicos de transporte;
Em relação à absorção e distribuição, os compostos organometálicos beneficiam-se de maior difusão porque são absorvidos por via digestiva e, inclusive, por via cutânea;
Afinidade protéica;
 
	A vida média dos compostos é variável
Chumbo e Cádmio: vida média superior há 20 anos;
Arsênio e Cromo: vida média de dias.
Ação tóxica
Características do elemento metálico em questão;
A expressão da toxidez depende das modificações toxicocinética derivadas do tipo de molécula;
Exemplo: 
Mercúrio: agente neurotóxico 
Cloreto de mercúrio: nefrotóxico 
Como é a ação tóxica?
Tem como alvo proteínas (afetando processos bioquímicos, membranas, organelas);
Podem afetar a biodisponibilidade de outros metais (semelhança na estrutura eletrônica)
Intoxicações metálicas
Os metais podem produzir: Patologias agudas ou Crônicas
As exposições a doses baixas em longo prazo podem produzir: 
Quadros típicos de intoxicação crônica;
Carcinogênese
	A Agência Internacional de Pesquisa em Câncer (AIPC) incluiu no grupo I (agentes carcinógenos em humanos) o arsênio, o berílio, o cádmio, o cromo(VI) e o níquel.
Por outro lado, maioria dos oligoelementos considerados imprescindíveis para o funcionamento correto dos organismos em concentrações traço são metálicos (Fe, Cu, Mn, Zn, Co, Mb, Se...)
 
Tanto a deficiência quanto o excesso de íons metálicos: doenças já bem caracterizadas;
Homeostase metálica
Quelatoterapia
Tratamento baseado em sua reatividade química, através de sua capacidade de formação de complexos com diversas substâncias denominadas agentes quelantes;
A quelação refere-se à coordenação de dois ou mais átomos de um ligante ao átomo metálico central;
Os agentes quelantes devem ser hidrossolúveis;
Estes compostos se ligam e aumentam a velocidade de excreção dos elementos tóxicos;
Últimos anos: Atividades embriotóxicas e teratogênicas;
Patologias oriundas de carências de íons metálicos são tratadas com suplementação alimentar e dieta adequada;
Conclusão
Crescimento da Química Bioinorgânica Medicinal nos séculos XX e XXI;
Complexos metálicos expressivos para manutenção da saúde podem ser de origem endógena (metaloproteínas) e exógena (fármacos);
Fatores importantes no planejamento de complexos metálicos para aplicação em medicina: estabilidade termodinâmica e seletividade;
Uso de complexos metálicos como agentes terapêuticos depende do controle de suas propriedades cinéticas e termodinâmicas por meio da escolha adequada do estado de oxidação, tipo e número de biomoléculas ligantes, e geometria de coordenação.
Referência Bibliográfica
BENITE, Anna Maria Canavarro; MACHADO, Sérgio de Paula; BARREIRO, Eliezer J.; Uma visão da química bioinorgânica medicinal. Quím. Nova, vol.30, n.8, 2007