Cola de Mexilhão

Quando pensamos sobre mexilhões, qual a primeira imagem que vem na sua mente? Provavelmente, algum prato a base de frutos do mar, que inclua os suculentos mariscos. Com certeza, quase ninguém imagina que a utilidade dos mexilhões pode ir muito além da cozinha e chegar até centros cirúrgicos, consultórios odontológicos e na indústria naval. Isso por que estes animais tem algo que pode ser muito útil para todas estas áreas.

Em seu ambiente natural, os mexilhões ficam grudados sobre pedras e por maior que seja a força das ondas, eles dificilmente se soltam. Você só encontrará um mexilhão solto por aí se ele estiver procurando um novo local para se fixar ou se ele estiver morto. E surpreendentemente eles também conseguem se prender fortemente em diversas superfícies como plásticos, metais, vidros, madeiras e até mesmo em teflon – um material sintético pouquíssimo aderente.

Isso logo chamou atenção por poder fornecer uma solução para um problema aparentemente simples: obter uma cola ou adesivo que funcione na presença de água. Se você já tentou colar qualquer coisa em uma superfície úmida, sabe do que eu estou falando. Simplesmente não dá. Isso acontece em grande parte por que na presença de água as interações eletrostáticas entre cargas opostas, que manteriam as superfícies unidas, ficam pelo menos 80 vezes mais fracas. E até hoje ninguém conseguiu desenvolver uma cola que contorne este problema. Alguns organismos aquáticos, como os mexilhões, parecem ter conseguido. Eles produzem um adesivo natural que, além de ser a prova d’água, é forte, durável e funciona em uma grande diversidade de materiais.

Qual o segredo deles?

Foto: Mila Zinkova

Depois de encontrarem um local adequado para se fixarem, os mexilhões secretam pequenas placas adesivas, com apenas 0.1 mm de espessura e 2 mm de diâmetro. Estas placas aderem fortemente à superfície e permanecem ligadas ao animal através de fortes fibras, chamadas de bisso (vejam na foto acima). Cada mexilhão tem entre 50 e 100 destas fibras, que são secretadas uma a uma através do pé (sim, mexilhão tem pé!).

Quem quiser conferir este processo ao (e in) vivo, pode dar uma olhada no vídeo abaixo:

As placas adesivas e o bisso são formados por um conjunto de cerca de 30 proteínas. Elas são secretadas numa forma ainda solúvel e somente quando entram em contato com a superfície úmida começam a agir como colas. Isso acontece devido à formação de ligações cruzadas entre estas proteínas, que fazem com que elas se fixem de forma muito estável.

As proteínas adesivas do mexilhão tem um alto teor de um aminoácido modificado chamado 3,4 DOPA, raramente usado por outros organismos vivos para construir suas proteínas. O 3,4 DOPA , em condições químicas específicas, tem propriedades altamente adesivas, pois, mesmo na presença de água, forma fortes ligações cruzadas com proteínas vizinhas e com átomos de metais presentes na maioria das superfícies naturais, garantindo uma forte adesão.

A presença de íons de metais, como ferro, zinco, cobre e manganês aumenta ainda mais a capacidade adesiva destas proteínas. Por se alimentar através da filtração da água, o mexilhão capta e concentra estes íons com tanta eficiência que a placa adesiva chega a conter até cem mil vezes mais ferro e zinco que a quantidade observada nas águas.

Com a identificação das proteínas adesivas, teve início uma verdadeira corrida para produzir colas e adesivos a partir delas. Como seriam necessários 10 mil mexilhões para obter apenas 1 g de proteínas adesivas, simplesmente extraí-las destes animais é algo inviável. Assim, pesquisadores tem trabalhado para sintetizá-las em laboratório ou para desenvolver substâncias totalmente sintéticas que mimetizem as suas propriedades químicas que resultam na forte adesão resistente a água.

As aplicações para a “cola de mexilhão” são muitas. Uma substância adesiva com todas estas propriedades é o sonho de médicos e dentistas. Como 70% do nosso corpo é água, o excesso de fluidos é quase sempre um problema na hora de reparar tecidos durante cirurgias. Nestes casos, é imprescindível uma substância que cole rapidamente superfícies duras e mineralizadas, como ossos e dentes, mas também superfícies úmidas, como os demais tecidos moles. As placas adesivas dos mexilhões fazem tudo isso!

Além da medicina, a cola a prova d´água seria muito útil também na indústria naval, para construir e reparar as partes submersas de barcos, navios e plataformas de petróleo. Nesta área, um outro uso interessante das proteínas adesivas de mexilhões seria para ancorar polímeros anti-incrustantes, usados justamente para impedir que mexilhões e outros organismos marinhos se fixem e danifiquem barcos e outras estruturas submersas. Uma aplicação bastante irônica, um um tiro que saiu pela culatra para os mexilhões!

Por Juliana A. Americo

REFERÊNCIAS:

Lee, B. P., Messersmith, P. B., Israelachvili, J. N., & Waite, J. H. (2010). Mussel-Inspired Adhesives and Coatings. Annual Review of Materials Research41(1).

Silverman, H. G., & Roberto, F. F. (2007). Understanding Marine Mussel Adhesion. Marine biotechnology New York NY9(6), 661-681.

Anúncios

5 pensamentos sobre “Cola de Mexilhão

  1. Mauro Rebelo disse:

    Como poderia a cola ser usada como antiincrustrante?

  2. O 3,4 DOPA (3,4 dihidroxifenilalanina) é produzido a através da hidroxilação do aminoácido L-tirosina, numa reação catalisada pela enzima polifenol oxidase. O DOPA é raramente encontrado em proteínas, mas em alguns animais (incluindo nós mesmos) ele é o precursor de alguns neutotransmissores (dopamina, noradrenalina e adrenalina).

    Quanto a aplicação como anti-incrustante: as proteínas adesivas (ou ao menos parte delas) seriam usadas para ancorar polímeros anti-incrustantes na superfície a ser protegida. Portanto, não é que elas próprias tenham ação anti-incrustante. Vou reescrever esta parte do texto!

  3. Renata Passos disse:

    Olá Juliana.
    Estou escrevendo um projeto de pós-doc para estudar as proteínas do Bisso. Gostei muito do ser artigo. Muito simples e didático. Parabéns!

    Renata

Deixe um comentário

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair / Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair / Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair / Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair / Alterar )

Conectando a %s

%d blogueiros gostam disto: