A descoberta de um ponto crítico na água super-resfriada a menos 63 graus Celsius e cerca de 1000 atmosferas de pressão lança uma luz totalmente nova sobre o papel fundamental da água nos sistemas biológicos. Investigadores da Universidade de Estocolmo veem nisso a chave para entender por que a água, como o único solvente supercrítico em condições normais, permite a vida – e por que as suas propriedades anómalas são cruciais para as estruturas proteicas, processos celulares e a origem da vida.
O ponto crítico marca a transição entre duas fases líquidas da água com diferentes ligações moleculares. As flutuações fortes resultantes estendem-se até à gama normal de temperatura e pressão, tornando a água um líquido que oscila constantemente entre dois estados. De acordo com os cientistas, estas flutuações são responsáveis pelas propriedades únicas da água que a tornam o meio ideal para processos biológicos: alta capacidade térmica, extraordinária capacidade de dissolução de substâncias polares e apolares, e a capacidade de formar estruturas especiais em espaços apertados, como dobras de proteínas ou membranas celulares.
«A água é o único meio líquido supercrítico em que a vida existe. É mera coincidência – ou há conhecimento essencial a ser ganho para o futuro?», pergunta Fivos Perakis, Professor Associado de Física Química na Universidade de Estocolmo. As flutuações perto do ponto crítico podem explicar por que a água funciona tão eficientemente nos sistemas biológicos: permitem uma camada de hidratação dinâmica em torno das proteínas, que otimiza a sua dobragem, estabilidade e atividade enzimática. Sem estas flutuações, muitos processos vitais – desde a estabilização do ADN à transmissão de sinais nas células nervosas – não seriam possíveis.
Novas perspetivas abrem-se para a criobiologia e a conservação de células e órgãos. As descobertas podem ajudar a compreender e evitar melhor as consequências tardias do congelamento profundo de material biológico. Os resultados são também relevantes para a medicina: melhores modelos da estrutura da água nas células poderiam impulsionar o desenvolvimento de novos medicamentos ou a explicação de doenças em que a dinâmica da água desempenha um papel – como em doenças neurodegenerativas ou processos de envelhecimento.
O Professor Anders Nilsson, da Universidade de Estocolmo, enfatiza: «O próximo passo é investigar as implicações destas descobertas para os processos biológicos». O estudo, publicado na revista científica «Science», põe fim a um debate de mais de um século e abre caminhos interdisciplinares entre física, química e biologia. Mostra que as propriedades aparentemente banais da água não são uma coincidência – são a base de toda a vida na Terra.
