A ciência apresenta, com frequência, mistérios que desafiam as nossas expectativas iniciais, sendo um desses enigmas a intrigante dança entre o sangue e os campos magnéticos. Esta interação está na proteína hemoglobina rica em ferro, aninhada no nosso sangue.
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O ferro, um elemento altamente magnetizado, apresenta comportamentos surpreendentemente complexos quando faz parte da molécula de hemoglobina, o que requer uma análise mais aprofundada deste tema.
A hemoglobina usa uma mudança na forma para aumentar a eficiência do transporte de oxigênio.Fonte: RCSB PDB
A hemoglobina é responsável pela tarefa vital de transportar oxigênio por todo o nosso organismo. É responsável pela composição do sangue, se destacando pela sua complexidade em comparação com as moléculas de água mais simples que compõem o resto.
O corpo humano contém aproximadamente 4 gramas de ferro, dos quais 2½ gramas circulam na corrente sanguínea. Contudo, essa quantidade significativa de ferro não confere propriedades magnéticas ao nosso sangue.
O quebra-cabeça do ferro
Ao examinar amostras de materiais com diferentes concentrações de ferro, é possível perceber a complexidade e a sutileza do comportamento magnético. Mesmo objetos como fósforos, que contêm apenas uma pequena quantidade de óxido férrico, demonstram uma leve capacidade de resposta magnética.
Esta observação revela uma constatação crucial: as características magnéticas do ferro não são constantes, mas sim influenciadas pela estrutura molecular que o abriga.
O sangue e os ímãs interagem para causar repulsão. Isso é chamado de diamagnetismo. Este fenômeno apresenta uma questão intrigante: como o sangue, composto por uma hemoglobina rica em ferro, apresenta uma reação tão repulsiva?
O enigma quântico
A resposta se desenvolve no domínio quântico, envolvendo o comportamento diferenciado dos elétrons nos átomos e moléculas. O magnetismo é o resultado da dança entre elétrons desemparelhados. Nos materiais, os elétrons emparelhados causam uma atração magnética entre si, enquanto os elétrons desemparelhados contribuem para uma força magnética geral.
Na história da hemoglobina e do magnetismo, os elétrons desemparelhados têm um papel crucial. O ferro dentro da hemoglobina desoxigenada, com quatro elétrons desemparelhados, mostra paramagnetismo, sugerindo uma leve atração por campos magnéticos.
Por outro lado, a hemoglobina oxigenada, com os seus átomos perfeitamente emparelhados, apresenta tendências diamagnéticas, sendo repelida por forças magnéticas.
Essa característica repulsiva, ou diamagnética, é predominante, uma vez que a maioria das hemoglobinas presentes no nosso sangue é rica em oxigênio e, consequentemente, repelida por ímãs.
É evidente que a quantidade significativa de água presente no organismo também é afetada por essa qualidade diamagnética. Assim, ao contrário da atração magnética do ferro, o sangue reage de forma sutil ao ímã.
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