27th of May

Elogio à matéria


Popularmente, o ‘materialismo’ é tido como uma certa atitude de apego a bens materiais, ou um sinônimo de ‘consumismo’. Mas em filosofia, o materialismo é algo muito mais profundo. Para muitos autores é sinônimo de ‘naturalismo’: a “doutrina” filosófica segundo a qual o mundo é autossuficiente e autocontido, regulado por processos puramente naturais.
Não faltou na história quem acusasse os materialistas de tirar a beleza do mundo ao dizerem (como dizia La Mettrie) que a mente está fundada em bases puramente materiais.
Tentarei aqui exorcizar ao menos um preconceito persistente sobre o que significa dizer que algo é material. Me parece que quando alguém diz que os seres vivos são matéria, incluindo os homens, não raro se pensa em matéria como um pedaço de tijolo, uma pedra ou algo assim. Isso é, naturalmente, uma ilusão.
Na comunidade científica não se fala mais em “fantasmas” na matéria. Os fantasmas parecem estar mortos e enterrados, tanto o elã vital quanto o dualismo cartesiano. Inclusive, sobre essa última instância, no século XX Francis Crick chamou o monismo mente-corpo de uma “hipótese impressionante” (The Astonishing Hypothesis). Mas já nesta época não tinha nada de impressionante, não para quem estuda em detalhe a ciência e filosofia da cognição, como António Damásio e Gilbert Ryle.
Para o propósito de exorcizar a ideia anacrônica de matéria e materialismo que mencionei anteriormente, tomarei a biologia molecular da célula. É isso o que deve se ter em mente ao falar na materialidade da vida, não tijolos e paredes.
Vejamos então o melhor modelo já construído para tentar passar ao público leigo o que sabemos hoje sobre as células (das quais os neurônios responsáveis pela mente são apenas um caso particular). Trata-se do vídeo “The Inner Life of The Cell”, magnífico trabalho de modelagem 3D da XVIVO em parceria com a universidade de Harvard. Sugiro que seja assistido agora, e depois denovo fazendo pausas de acordo com o roteiro que escrevi adiante. Eis o vídeo:

É bom lembrar que essa animação foi usada indevidamente, roubada, pela produção do documentário criacionista “Expelled”, apresentado por Ben Stein nos Estados Unidos.
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No comecinho da animação temos um vaso sanguíneo de calibre algumas vezes maior que o calibre de um capilar. Nesse nível o sangue corre mesmo em fluxo laminar, sem parar, você não percebe as pequenas pausas no batimento cardíaco.
Isso já é uma beleza porque mostra que o filme é fisiologicamente correto.
As hemácias (00:11) correm mais no meio do vaso, e as células do sistema imunológico rolam pela periferia do vaso. Isso mostra que o filme é histologicamente correto.
Aquelas células branco-azuladas (00:08-00:12) são ‘glóbulos brancos’. Mas isso não diz quase nada. Esse termo só serve para diferenciar num microscópio de luz a diferença entre “glóbulos vermelhos” (eritrócitos, hemácias) e “glóbulos brancos” (leucócitos), que são ambos os componentes celulares visualmente discrimináveis do sangue sem auxílio de corantes.
Enquanto as hemácias são todas a mesma coisa – células lotadas de hemoglobina sem um núcleo, os chamados “glóbulos brancos” podem ser vários.
Os que são mostrados nesse trecho podem ser linfócitos (mas também podem ser monócitos, macrófagos, mastócitos, que também saem da corrente sanguínea).
O filme não é uma sequência aleatória de imagens. Tudo ali é parte do processo de diapedese: a migração de um linfócito da corrente sanguínea para um tecido qualquer, como por exemplo o córtex de um nódulo linfático. Isso vai ser mostrado no fim do filme (02:50-02:57).
Isso acontece todos os dias, todos os minutos nos nossos corpos, e é assombrosamente bonito.
Se não fosse a diapedese, os linfócitos não se encontrariam com as pequeníssimas amostras de antígenos (que são pistas químicas da presença de possíveis microorganismos causadores de doenças), amostras que são depositadas em pequenos ferimentos na pele que ultrapassam a barreira protetora de células mortas: naquela arranhada que você deu no rosto, naquele naco de cutícula que você distraidamente arrancou com o dente, naquela mordida que você deu na própria língua.
Mas eu não vi nada de reação entre antígenos e imunoglobulinas nesse vídeo, então esqueça esse assunto.
Alguém deve se lembrar de alguma professora que teve no ensino fundamental que desenhou uma célula como se fosse uma bolinha com outra bolinha dentro, ou que tenha explicado que o citoplasma seria como um suco entre a bolinha interna e a externa.
Mas as coisas são muito mais complicadas, mais bonitas, e mais organizadas que isso.
O formato das células é mantido pelo citoesqueleto. O citoesqueleto é importante para entendermos como é possível aquele linfócito passar entre as células apertadas do endotélio (parede do vaso sanguíneo) como aqueles gatos serelepes que passam por debaixo da porta.
Acontece muita coisa entre os 15 e 30 segundos de filme.
Então, vamos por partes. Primeiro, olhe dos 13 aos 16 segundos iniciais.
É muita informação para três segundos de filme. Aquilo é o zoom do que está acontecendo na rolagem do “linfócito” (vamos assumir que seja um linfócito) sobre o endotélio.
Em cima, o endotélio tem várias proteínas de membrana, mas as que interessam aqui são as que estão causando a rolagem do linfócito.
A rolagem do linfócito pela parede do vaso sanguíneo é causada pela interação fraca entre proteínas que estão não membrana do linfócito, chamadas selectinas, e grupamentos de açúcar ligados a proteínas do endotélio (chamadas “ICAM”).
Quando eu digo “interação”, estou usando de uma quimera linguística que busca descrever o comportamento de campos elétricos de cargas parciais nas nuvens eletrônicas das moléculas desse grupamento de açúcar e de regiões específicas da ponta externa das selectinas.
As selectinas são as proteínas roxas mostradas entre 00:16 e 00:21, interagindo com as alaranjadas que estão em cima, as ICAM.
A minha interpretação do filme pra mostrar que ele conta a história da diapedese começa logo em seguida.
De 00:22 a 00:29 o filme mostra o espaço entre a célula endotelial (em cima) e o linfócito (em baixo), com outras proteínas participando da interação entre as duas células que permite a passagem do linfócito para fora do vaso sanguíneo.
Já em 00:30 começamos a ver o espaço intracelular, me parece que do linfócito.
Até 00:40 são visíveis várias proteínas de ancoragem, e os filamentos que formam a parte mais externa do citoesqueleto (filamentos de espectrina). Esses filamentos são responsáveis pela “cara” da célula. Quando uma célula muda de forma ela reorganiza os filamentos do citoesqueleto, como quando uma ameba vai fagocitar uma presa.
O motivo pelo qual a mudança de forma da ameba é feita praticamente da mesma forma como é feita a mudança de forma de um linfócito é que nós e a ameba compartilhamos uma espécie ancestral comum que fazia as coisas desse jeito. Esse ancestral viveu há bilhões de anos atrás, e este é o legado maravilhoso dele.
De 00:42 a 00:50 vemos a natureza de alguns dos filamentos da periferia da célula: em cor de rosa, filamentos de actina. Em verde, parece que é alfa-actinina, organizando os filamentos de actina.
A partir de 00:50 entramos mais para dentro no citoplasma, e a organização dos filamentos de actina em rosa é diferente.
Até 01:00 é mostrada a dinâmica da polimerização e intercruzamento desses filamentos de actina. Esses filamentos se polimerizam em hélice. É uma hélice com 5 a 9 nanômetros de diâmetro. A polimerização acontece a partir dos monômeros, as “bolinhas” cor de rosa, que são codificadas pelo mesmo gene. As partes amarelas grudadas aos filamentos de actina são de filamina, outra proteína que organiza a estrutura tridimensional dos filamentos de actina.
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Entre 01:00 e 01:04 é mostrado que além de se polimerizarem os filamentos também podem ser cortados. O corte é feito pela gelsolina, mostrada em amarelo.
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Depois vemos entre 01:06 e 01:10 a polimerização do mais calibroso dos filamentos do citoesqueleto: o microtúbulo, com 25 nanômetros de diâmetro. São microtúbulos, organizados em nove pares periféricos e um par central dentro de longas projeções cilíndricas de membrana que dão o poder da motilidade às células, do paramécio com seus cílios ao espermatozoide e à Euglena com seus flagelos. Novamente legados de ancestrais comuns. (De 01:10 a 01:13 vemos a despolimerização do microtúbulo. As unidades que formam o microtúbulo são a proteína tubulina.)
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Além disso os microtúbulos são como uma estrada de ferro dentro da célula. É sobre um deles que está “caminhando” a proteína motora cinesina em 01:15.
O que a cinesina está carregando não é um vacúolo, é uma vesícula, formada por membrana, o mesmo esquema de membrana que vimos antes no vídeo.
Para “andar” (e isso é denovo uma quimera linguística para complexas interações de campos elétricos de nuvens eletrônicas), a cinesina gasta ATP, ou seja, energia.
Finalmente em 1:26 temos uma perspectiva ampla da célula, mostrando os microtúbulos irradiando a partir de um centro, que é o centrossomo, próximo ao núcleo.
Em cinza vemos belas mitocôndrias, produzindo o ATP já mencionado.
Mitocôndrias, como tudo o mais, lembram evolução também.
São fruto de uma briga que se tornou um casamento que já dura bilhões de anos: um parasita que sofreu mutações e seleção natural de modo a se tornar parte de um hospedeiro. Se não pode com eles, junte-se a eles.
Em 1:30, atrás da mitocôndria à direita vemos ao longe uma rede de membranas, ou seja, retículo endoplasmático, e abaixo dela uma grande esfera, o núcleo, contendo o segredo da persistência da vida: os genes, a planta a partir da qual essa linda casa celular foi construída.
Em 1:33, RNA’s mensageiros emergem dos poros do núcleo. As duas subunidades (em verde) do ribossomo se encontram para traduzir o RNA mensageiro em proteína.
A proteína emerge do RNA na forma de um filamento laranja (01:46) que rapidamente se dobra.
“Dobrar-se” aqui é uma coisa complicadíssima que a biofísica moderna está longe de compreender satisfatoriamente. “Dobrar-se” também é uma quimera linguística para interações físicas entre a cadeia de átomos da proteína e esse espaço incolor que a rodeia, a água, também com suas moléculas, cargas parciais, nuvens eletrônicas. É de tirar o fôlego a beleza da matéria, aqui insuflada da organização viva.
As proteínas são traduzidas e têm destino certo. É o que exemplifica o complexo que, caoticamente através do movimento browniano (que tem fundamento na mecânica quântica, que eu saiba) chega até a mitocôndria, o que é mostrado entre 1:50 e 1:57.
Em 2:00, vemos na superfície externa do retículo endoplasmático rugoso que algumas proteínas são traduzidas através de um poro na membrana para saírem dentro do retículo. Isso acontece porque a seleção natural moldou mecanismos que garantam o tratamento adequado das proteínas de acordo com o modo como interagem com a água e com a membrana, e de acordo com sua atividade enzimática ou de interação com outras moléculas.
Por isso existem compartimentos de tratamento de proteínas como o retículo e o complexo de Golgi.
O retículo pode trocar seu conteúdo interno com o complexo de Golgi. Isso ele faz liberando vesículas (02:06-02:07). A formação dessas vesículas de membrana é também intermediada por proteínas que não são mostradas no vídeo, como a clatrina.
Nem toda vesícula do retículo se funde ao complexo de Golgi. Algumas já estão “prontas” para serem transportadas pela cinesina, que aparece denovo em 02:11. (Existe uma outra proteína motora não mostrada no vídeo, chamada dineína, que faz o caminho inverso da cinesina.)
Mas outras vesículas são fundidas ao Golgi. O complexo de Golgi, como mostrado em 02:15, é um conjunto de sacos de membrana achatados (cisternas), que trocam seu conteúdo entre si através de vesículas. Cada compartimento está lotado de enzimas que tratam as proteínas que estão lá dentro.
Algumas proteínas são liberadas para fora da célula. Em 02:24, a vesícula transportada pela cinesina se funde com a membrana celular e libera seu conteúdo. Algumas proteínas são livres e caem na corrente sanguínea. Outras estão ancoradas na membrana, como as proteínas alaranjadas que mudam de conformação em 02:40 (são integrinas).
Essas proteínas estão no linfócito e vão interagir mais fortemente com proteínas da superfície do endotélio, acima.
O linfócito pára de rolar, porque agora a interação é mais forte que a interação que causa a rolagem. Ele então, mudando a organização das fibras do citoesqueleto, deixa de ser globoso e passa a ser amebóide o suficiente para passar entre duas células endoteliais.
O que causa essa mudança de comportamento do linfócito?
Um exemplo está no vídeo a seguir:
Quando um ferimento é causado numa nadadeira de uma larva de peixe-zebra, as células mortas e danificadas liberam moléculas quimiotácticas, junto com bactérias invasoras e outras células de defesa. Essas moléculas quimiotácticas são reconhecidas pelo endotélio da veia (mostrada em baixo). O endotélio da veia, em resposta, começa a liberar mais moléculas de adesão em sua membrana celular.
São essas moléculas de adesão, como as proteínas ICAM, que prendem o linfócito num ponto específico da veia, onde ele realiza o movimento de diapedese (descrito no vídeo Inner Life of The Cell) e pode agir onde ele é necessário.
Parece inteligente, mas é puramente mecânico. A ordem da vida existe em função da existência da vida, e não o contrário. A evolução pela seleção natural nada mais é do que a sobrevivência de variantes desses processos esboçados nos genes, que mudam cegamente.
É porque fazemos isso, entre outras coisas, que nós e o peixe zebra existimos. Não existimos para fazer isso. Não há evidência de que existamos para qualquer coisa. Saber dessa cosmogonia evidenciada, da emergência da ordem e da beleza a partir do caos, e articulá-la com uma ética que visa a preservação dessa ordem e dessa beleza, criando finalmente propósitos para as nossas vidas particulares, é um privilégio do qual poucos gozam neste mundo.
A ciência, esta chama tremeluzente em meio a um mar de trevas, nos mostra que é no pequeno e no raro, e não no grande e opressivo, que as respostas estão. Usamos nossas quimeras linguísticas porque o mundo é mais belamente assombroso e estranho do que podemos supor. Atentai para o mundo físico, observai a matéria, meus amigos, porque é melhor conviver racionalmente com quimeras metodológicas do que se curvar a delírios arrogantes dos que pensam encontrar a verdade anestesiando a razão.
Matéria não se resume a pedras, a coisas impenetráveis e “sólidas”. Esta ideia é anacrônica e é refutada pelo que sabemos sobre estrelas, galáxias, células e cérebros. Não é mais surpreendente que a matéria tenha o poder de sustentar mentes.
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Agradeço às minhas fontes:
– Aulas da excelente equipe de professores do Instituto de Ciências Biológicas da UnB;
– Leituras cujos autores não conseguirei me lembrar agora;
– Molecular Biology of The Cell, livro de Alberts e seus colaboradores, publicado pela Garland Science em 2002.
P.S.: Peço desculpas aos daltônicos por ter identificado algumas coisas no filme pela cor.
  • Excelentes digressões. Pena que o primeiro vídeo não esteja mais acessível. Mesmo assim, pelos comentários, pode-se inferir o que apresenta. Uma coisa que considero importante, para levantar toda e qualquer pecha negativa da posição materialista, é, justamente, não denominá-la “materialista” e sim “naturista” ou “fisicalista”. Inclusive porque a realidade física (na qual se inclui a biológica), não é feita apenas de matéria, mas de matéria, campos, radiação, espaço, tempo, interações, fenômenos (ocorrências), estruturas e sua dinâmica, isto é, seu modo de funcionamento. Tudo isso apresentando uma imensamente rica pluralidade de possibilidades. É importante também entender o denominado “reducionismo” científico, não como dizendo que toda superestrutura comporta-se como a “soma” de suas partes, mas que seja decorrente da dinâmica de suas partes, apresentando comportamentos não redutiveis “linearmente” ao de suas partes, mas redutíveis sim, se se considerar a presença de não linearidades e de retro-alimentações, que é o que se dá na natureza. Assim a concepção dita “holística”, na verdade é, simplesmente, um reducinismo não linear.

  • Anônimo

    Eli, andei visitando teu Orkut. Pretendia deixar recado, mas não tive sucesso. (tua explanação lá na Richard Dawkins), sobre os MEMES, foi simplesmente fodíssima, com o perdão do termo (é empolgação). Ah! sim, tua descrição sobre as coesões moleculares (interação entre nuvens eletrônicas), ao nível das moléculas biológicas é de marejar os olhos. Provando imediatamente, a beleza encantadora da ordem natural. Abração!

  • Muito obrigado!

  • Olá Eli! Parabéns pelas colocações. Sem dúvida os mecanismos que dirigem o funcionamento dos mais diversos tipos de células é algo que fascina qualquer Biólogo celular.

    Não há evidências de que exista um sentido para esta ordem,ou mesmo para a vida como um todo,porém não acho que deveríamos nos manter fechados à essa possibilidade.É algo que simplesmente não sabemos e que nem deveríamos nos preucupar, na verdade.

    Cada um tem o seu modo de enxergar a beleza da matéria, mas concordo que não é preciso acrescentar outros elementos para apreciar tamanha complexidade. Pois mesmo que não haja nenhum sentido para os mecanismos da vida,de forma alguma os mesmos se tornariam menos encantadores. Um grande abraço!

    [ ]´s

  • Nossa, muito bom!

    "Peço desculpas aos daltônicos por ter identificado algumas coisas no filme pela cor."

    Q exagero =P