Cientistas do Laborata³rio Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia dos EUA (Berkeley Lab) fizeram uma descoberta surpreendente que pode ajudar a explicar nosso risco de desenvolver doenças crônicas ou câncer a  medida que envelhecemos e como nossa comida se decompaµe ao longo do tempo.

Além disso, suas descobertas, relatadas recentemente na Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ), apontam para uma ligação inesperada entre a química do oza´nio em nossa atmosfera e a capacidade de nossas células de evitar doena§as.

"A beleza da natureza éque ela geralmente decide usar químicas semelhantes em todo o sistema, mas nunca pensamos em encontrar um elo comum entre a química atmosfanãrica e a química de nossos corpos e alimentos", disse Kevin Wilson, diretor adjunto. da Divisão de Ciências Quí­micas do Berkeley Lab, que liderou o estudo. "Nosso estudo éo primeiro a explorar outro caminho qua­mico que pode afetar o quanto bem as células de nossos corpos - e atéde nossos alimentos - podem responder ao estresse oxidativo , como poluição, ao longo do tempo".

Nosso corpo e algumas de nossas comidas favoritas, incluindo carne, nozes e abacate, tem muito em comum: são feitos de moléculas orga¢nicas , como lipa­dios insaturados, que são importantes blocos de construção das paredes celulares.

Lipa­dios insaturados e outras moléculas orga¢nicas, como carboidratos e protea­nas, degradam-se lentamente ao longo do tempo por causa de uma reação em cadeia - conhecida como autoxidação - iniciada pelos radicais oxigaªnio e hidroxila , um tipo de espanãcie reativa de oxigaªnio. Os radicais hidroxila atacam insidiosamente os lipa­dios insaturados em nossos corpos e alimentos, tornando o abacate mais fresco marrom, por exemplo.

Os danos ao nosso corpo causados ​​pelos radicais hidroxila , no entanto, são mais devastadores do que um abacate oxidado. Amedida que envelhecemos, décadas de exposição a radicais hidroxila e outras espanãcies reativas de oxigaªnio debilitam lenta e seguramente debilitar os lipa­dios insaturados do nosso corpo. Tais danos irreversa­veis aumentam o estresse oxidativo e a probabilidade de desenvolver câncer e doenças crônicas relacionadas a  idade , como a doença de Alzheimer.

Por décadas, os cientistas acreditavam que os radicais hidroxila trabalhavam sozinhos quando atacavam lipa­dios insaturados.

Mas Wilson e sua equipe de pesquisa descobriram que os radicais hidroxila tem um parceiro surpreendente no crime - e chama-se "Intermedia¡rio de Criegee".

Assim, em 2015, décadas após a descoberta inovadora de Criegee, Wilson e a co-autora Nadja Heine ficaram surpresos ao observar uma espanãcie química chamada "ozona­deos secunda¡rios" - moléculas contendo carbono, hidrogaªnio e oxigaªnio - durante uma reação hidroxila com lipa­dios insaturados no Advanced Berkeley Lab's Lab. Fonte de Luz (ALS). (Heine era um pesquisador de pa³s-doutorado na Divisão de Ciências Quí­micas do Berkeley Lab na anãpoca do estudo.)

O que intrigou os pesquisadores éque os ozona­deos secunda¡rios não costumam estar associados a lipa­dios insaturados; ao contra¡rio, são produtos de uma reação intermedia¡ria do Criegee com aldea­dos atmosfanãricos, compostos orga¢nicos derivados de a¡lcoois.

"Perguntamos: os intermediários da Criegee trabalham com hidroxila na degradação dos lipa­dios insaturados nos alimentos, nos pla¡sticos e nas células do corpo?" Wilson disse.

Como os intermediários da Criegee tem uma existaªncia passageira, édifa­cil observa¡-los diretamente. Então, os pesquisadores usaram um processo de eliminação para se concentrar neles.

O principal autor, Meirong Zeng, pesquisador de pa³s-doutorado na Divisão de Ciências Quí­micas do Berkeley Lab, empregou uma técnica chamada espectroscopia de massa no ALS para iluminar os nanodroplacas lipa­dicas sob luz ultravioleta. O ALS éuma instalação sa­ncrotron financiada pelo DOE que fornece feixes de raios X, ultravioleta e infravermelho para apoiar dezenas de experimentos simulta¢neos para explorar a estrutura microsca³pica e a composição química das amostras em uma ampla gama de disciplinas cienta­ficas.

Quando ela adicionou moléculas de a¡lcool "sequestradoras" conhecidas por reagir apenas com intermediários da Criegee a s nanodrotas lipa­dicas, ela observou que a taxa de degradação dos lipa­dios desacelerava visivelmente - uma conseqa¼aªncia da reatividade das moléculas sequestradoras com os intermediários da Criegee e, portanto, as tornavam inertes, Zeng disse.

Eles também descobriram que, uma vez que os intermediários da Criegee foram desativados pelas moléculas eliminadoras, a reação produziu produtos semelhantes ao pera³xido e não liberou ozonetos secunda¡rios, disse Zeng.

Os pesquisadores acreditam que esses resultados fornecem evidaªncias de uma nova via de degradação lipa­dica em que o hidroxil, sedento de lipa­dios, gera intermediários Criegee, que da£o a  luz um novo lote de hidroxil; o recanãm-formado hidroxil envia uma nova geração de intermediários da Criegee; e o ciclo continua e continua.

"Isso nos surpreendeu porque os radicais hidroxila causavam danos oxidativos a s células, mas o que antes não era conhecido em nosso estudo éque o hidroxila faz isso atravanãs da formação de intermediários da Criegee", acrescentou Wilson.

Como doenças crônicas, câncer e deterioração de alimentos estãoligadas a danos celulares causados ​​por radicais hidroxila, os pesquisadores acreditam que os intermediários da Criegee também podem desempenhar um papel semelhante na degradação molecular que nos torna vulnera¡veis ​​a doenças a  medida que envelhecemos e causa alimentos decair.

A descoberta pode lana§ar as bases para uma nova classe de antioxidantes - de vitaminas a conservantes naturais de alimentos, acrescentou Zeng.

"a‰ uma descoberta emocionante. Isso nos deu uma visão mais completa dos mecanismos por trás da degradação e das doenças celulares que eram completamente inesperados", disse ela.

"Para concluir este trabalho, foram necessa¡rios anos de trabalho a¡rduo de Nadja e Meirong e os recursos exclusivos da Fonte de Luz Avana§ada para sondar química complexa", disse Wilson. "Esperamos que os resultados de nosso estudo inspirem os pesquisadores a explorar mais a bioquímica dos intermediários, lipa­dios e antioxidantes da Criegee, necessa¡rios para ajudar as pessoas de várias maneiras: da prevenção de doenças a  preservação de alimentos".

Os pesquisadores planejam trabalhar com os teóricos do Berkeley Lab para estudar as propriedades qua¢nticas, como a estrutura eletra´nica, em ação na reação Criegee intermedia¡ria / hidroxila para avaliar melhor como esse ciclo pode operar em células humanas, alimentos e materiais contendo lipa­dios insaturados, como pla¡sticos e combusta­veis.