Da perspectiva da física, acha que seria possível congelar o sangue quase instantaneamente, a ponto de os cristais serem suficientemente pequenos para não se expandirem para além da capacidade do canal de Haversian? Como faria isso?
No. Quando os cristais de gelo se formam, o espaço ocupado por cada molécula expande-se, pelo que não se pode evitar a expansão global. Independentemente de quão pequenos ou grandes são os cristais, a expansão é inevitável.
Uma das alternativas é fazer “gelo amorfo”, ou seja, congelar a água tão rapidamente e sob pressão intensa que a água não cristaliza, e em vez disso simplesmente congelar na sua posição como se fosse um líquido. Infelizmente, não encontrámos um método que gere gelo amorfo a 1,00g/mL, e todo o gelo amorfo requer pressões extremamente elevadas (~GPa) que as nossas estruturas biológicas não conseguem sobreviver.
Não seria mais eficaz encontrar uma forma de introduzir com segurança um anticongelante químico como o observado em algumas espécies de peixes do Árctico?
O “anticongelante químico” nestas espécies de peixes é diferente do anticongelante que utilizamos nos automóveis. Os anticongelantes nos automóveis são tipicamente uma mistura de álcool que baixa o ponto de congelação da água (pense-se: armazenar vodka no congelador). Este tipo de anticongelante destruirá estruturas biológicas tais como paredes celulares e proteínas, perturbando as interacções hidrofóbicas.
Os produtos químicos anticongelantes nestas espécies de peixe são na realidade proteínas complexas que têm uma superfície semelhante à do gelo (Proteínas/AFPs anticongelantes). A melhor imagem que posso encontrar é uma miniatura aqui. As AFP ligam-se a pequenos cristais de gelo nucleantes, e impedem-nos de crescer ainda mais. Isto não remove os pequenos cristais de gelo, mas impede efectivamente o seu crescimento, e assim evita microfracturas.
Desde que os AFPs não re-dissolvem cristais de gelo, a reacção não é reversível, e por isso devemos repor os AFPs regularmente. Chegará a um determinado ponto em que já não será possível adicionar mais AFPs, pelo que este método não pode ser utilizado para preservar algo indefinidamente.
Alternativamente, precisamos de um método para redissolver núcleos de gelo que estão ligados por AFPs in situ. Algum tipo de MRI/NMR avançado para escolher os núcleos de gelo, e aquecimento laser direccionado, talvez?
Para ler mais sobre AFPs:
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http://www.nature.com/nature/journal/v308/n5956/abs/308295a0.html
- p>>p>http://www.nature.com/nature/journal/v375/n6530/abs/375427a0.html
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>http://www.nature.com/nature/journal/v429/n6988/abs/429153a.html
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