Ídolos geniais: Arquimedes de Siracusa

Iniciando a primeira série de Universalis Scientia: Ídolos geniais. 
Para conhecer melhor as mentes que deixaram seu legado em prol do conhecimento até atualmente. E começaremos falando de Arquimedes.

“Brincar é condição fundamental para ser sério.”

Arquimedes de Siracusa nasceu por volta de 287 a.C. na região de Sicília (na época era uma colônia da Grécia). Pouco se sabe sobre sua vida, sua biografia foi escrita por seu amigo Heráclides e que segundo João Tzetzes, teria vivido 75 anos. Arquimedes era filho de um astrônomo, Fídias.

Talvez tenha estudado em Alexandria (Egito) e possivelmente familiarizado com dois gênios: Conon de Samos e Eratóstenes. Arquimedes foi considerado o maior matemático da Antiguidade, mas também era físico, engenheiro, inventor e astrônomo.

“Deem-me um apoio e moverei o mundo.”

•Princípio do empuxo

Entre suas invenções e descobertas destaca-se o princípio do empuxo, por sua história. Arquimedes era parente do Rei Hierão II, governante de Siracusa;  e o rei havia um enigma em mãos. Segundo Plutarco, o rei mandou um ouvires fazer uma coroa, porém temendo que o mesmo pudesse ter substituído o ouro da coroa por prata, o rei pediu para que Arquimedes descobrisse se a coroa era feita de ouro puro.

Depois de muito pensar, Arquimedes, durante o banho, observou que a água se elevava-se quando seu corpo afundava na água. Tão empolgado com a descoberta, correu nu pelas ruas gritando “Eureka!” (significa “encontrei” em grego). Descobrindo assim, o princípio do empuxo e resolvendo o enigma do rei Hierão II.

•Siracusia e a bomba de parafuso

Foi outro pedido do rei para Arquimedes: desenvolver um navio. Então o gênio inventou o Siracusia, um navio de luxo que provavelmente era a maior embarcação da época, conseguindo transportar cerca de 600 pessoas, era enfeitado por jardins , possuía seu próprio gymnasion (antigamente era uma estrutura usada como vestiário, banheiro e sala de treinamento, posteriormente também se tornou salas de discussão e logo instituições de aprendizagem) e um templo dedicado à deusa Afrodite.

Uma vez que um navio desse tamanho deixaria passar uma quantidade considerável de água através do casco, Arquimedes desenvolveu a bomba de parafuso (o parafuso que recebeu seu nome: “o parafuso de Arquimedes”), tal invenção ainda é utilizada e, segundo Vitrúvio, foi uma importante melhoria para originar os Jardins Suspensos da Babilônia.

•Garra de Arquimedes

A fim de defender Siracusa, que era uma cidade portuária. Arquimedes desenvolveu uma espécie de garra sustentada por um guindaste antigo, que era suspensa até acima da embarcação inimiga e que se deixava cair, não suficiente, a invenção ainda tinha braços que eram abertos após perfurar o navio e balançava e retirava o mesmo da água.

•Raio de calor

Bem parecido com um forno solar, mas esse criado para gerar chamas em um navio inimigo. A invenção consistia-se em uma série de espelhos posicionados no alto das montanhas (lembrando que as terras europeias banhadas pelo mar Mediterrâneo são bastante montanhosas) e todos espelhos miravam em apenas um alvo em comum, elevando a temperatura do alvo; e como os navios da época eram revestidos por tinta de betume, ficava simples causar um incêndio em poucos segundos.

•Outras invenções

Arquimedes não inventou a alavanca, porém afirmou ser possível movimentar qualquer objeto pesado com o uso de alavancas e roldanas, dizia para o rei: “Deem-me um apoio e moverei o mundo.”

Esse gênio não apenas contribuiu para engenharia e física como também para a matemática como, por exemplo, utilizar o método da exaustão para aproximar o valor de π, a espiral e superfícies de revolução. E muitas outras invenções e descobertas.

"Aquele que sabe falar sabe também fazê-lo"

Arquimedes morreu por volta de 212 a.C., durante a Segunda Guerra Púnica. Existem várias versões de como ele morreu, mas ele foi encontrado pelo exército romano e morto por um soldado por engano, logo que o General Marcelo, quem comandava a invasão, o queria vivo para conhecer melhor o gênio.

A barreira da neurociência

A barreira hematoencefálica, órgão reverenciado por uns e evitado por outros médicos, agora passa a ser alvo de estudos, a fim de revolucionar o tratamento de doenças, como o câncer e o mal de Alzheimer.

Experiência de Paul Ehrlich:

Trata-se de uma experiência realizada, no final do século XIX, cuja base se deu no aplicamento de corantes no organismo de camundongos.

Paul, a partir desse experimento, acabou descobrindo a cura da sífilis e lhe rendeu o Prêmio Nobel de Medicina. Entretanto, ele encontrou um enigma que ainda persiste. Quando o mesmo injetou corante na corrente sanguínea de camundongos, que passou por todos os órgãos do roedor, exceto o cérebro. Todo o organismo tornou-se púrpuro-azulado escuro (evidente por microscópio), mas o cérebro permaneceu branco-amarelado pálido.

Quando um dos alunos de Ehrlich injetou corante diretamente no cérebro, apenas o órgão tornou-se azul e os outros órgãos permaneciam normais. Concluiu-se então que devia existir uma barreira entre o cérebro e o sangue, Blut-Hirn-Schranke, em alemão.

Encontro com a barreira:

Foram necessários para encontrar a barreira oculta um meio século e um microscópio cinco mil vezes mais potente. As paredes dos vasos sanguíneos são revestidas por células endoteliais; é certo que elas forram o interior de toda vasculatura do organismo, porém são muito mais compactas nos vasos cerebrais que em outras partes do corpo, o que explica porque nem os corantes de Ehrlich, nem a maioria dos medicamentos disponíveis, conseguiram atingir o cérebro a partir da corrente sanguínea.

Qual a função da barreira hematoencefálica?

Agora se sabe que as células dos dois lados: do sangue e do cérebro estão, constantemente,  comunicando-se e se influenciam mutuamente. Várias passagens moleculares incorporadas na membrana endotelial regulam o tráfego, bloqueando algumas substâncias enquanto controlam outras.

Cientistas adotaram o termo “unidade neurovascular” para descrever melhor o que se vê: um órgão vital, que consiste em vários tipos de células diferentes, inclusive as que rodeiam os vasos e desempenham seu papel crucial no desenvolvimento, envelhecimento e doença.

Novos descobrimentos da barreira:

A cientista Maiken Nedergaard está estudando essa “parede” entre o cérebro e o resto do organismo.  Com a visão por meio de “dois fótons” no microscópio dela, é infinitamente mais fascinante que até mesmo Ehrlich poderia ter imaginado. Com a obtenção de maior conhecimento sobre essa barreira, neurocientistas já planejam controlar a mesma para que se consiga transportar células para o cérebro e bloqueá-lo para agentes estranhos.

As células endoteliais são revestidas de pericito e astrócito, células que podem facilitar a comunicação e são cercados de micróglias, células que ajudam a reparar danos.

Quando a barreira é danificada, os micróglias rapidamente fecham a barreira e restaura as células endoteliais – funcionam como uma equipe de emergência, são a primeira linha de defesa. Quando essa célula não funciona direito, ocorre a neurodegeneração.  Com a compreensão dessas funções, os cientistas estão tratando a esclerose múltipla (EM) como uma doença na barreira hematoencefálica, o que antes era considerado uma doença do sistema imune.

Com testes em camundongos, foi possível bloquear e expulsar proteínas que estão associadas com o mal de Alzheimer, porém os testes em seres humanos está longe de acontecer.

Métodos de atravessar a “muralha”:

•Soluções hiperosmóticas

Algumas soluções conseguem sugar a umidade de tecidos circundantes, como exemplo o manitol. Quando os médicos injetam essa solução numa artéria que chega até o cérebro, ela absorve a água das células endoteliais, deixando-as murchar. Então, as zônulas de oclusão se abrem, deixando que as drogas passem.

Esse método foi utilizado pelo médico Edward A. Neuwelt, neurocirurgião e diretor do Programa de Barreira hematoencefálica, em uma paciente, Joanie Latterty, que sofria linfoma (câncer que começa no sistema linfático e se espalha para o cérebro); dando possíveis mais 13-14 anos de vida a paciente que havia de morrer um mês previsto.

•Microcateterismo

Médicos introduzem um minúsculo cateter nos vasos sanguíneos para o cérebro e usam manitol para abrir uma pequena parte da barreira próxima ao local que desejam tratar. Depois injetam drogas através do mesmo cateter.

Esse método já é usado para administrar agentes anticoagulantes após um AVC.

•Microbolhas

Injeta-se no paciente uma solução de soro contendo bolhas gasosas microscópicas. Assim que atingem o cérebro, um feixe de ultrassom focalizado faz vibrá-las em um local específico, provocando a abertura da barreira hematoencefálica e permitindo a passagem de drogas.

•”Cavalo de Tróia”

Método, nomeado por cientistas, que sugere uma droga atrelada a outra, como um vagão, ao fim de um composto que desliza naturalmente através da barreira.

Fonte: revista Scientific American Brasil – edição de julho de 2013