Você sabe o que é a técnica da "água duplamente marcada"?

Essa técnica é um pouco complexa, mas é muito usada para analises de consumo de energia em animais vertebrados no ramo da biologia.

Imagem de minka2507 por Pixabay

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Consumo de energia pelo metabolismo

Esta técnica é amplamente empregada em estudos sobre o consumo de energia em vertebrados silvestres porque é o único método que permite medir o metabolismo sem restringir o animal de alguma maneira.

O método mede a produção de dióxido de carbono que, por sua vez, pode ser utilizada para estimar o consumo de oxigênio. "Duplamente marcada" refere-se à água que carrega formas isotópicas de oxigênio e hidrogênio: o átomo de oxigênio foi substituído pelo seu isótopo estável oxigênio-18 (O18) e um átomo de hidrogênio (H) por sua forma radioativa, trítio (3 H) (a água duplamente marcada é preparada misturando-se quantidades apropriadas de água contendo o isótopo de hidrogênio [3 HHO] com água contendo o isótopo de oxigênio [H2 ' 20]. Quando esta mistura é diluída pela água corpórea de um animal, as concentrações de isótopos são tão baixas que poucas moléculas individuais de água contêm ambos os isótopos).

Uma quantidade determinada de água duplamente marcada é injetada em um animal e permite-se o seu equilíbrio com a água corpórea por várias horas (veja na Figura 2, parte superior) e, em seguida, uma pequena amostra de sangue é retirada. As concentrações de trítio e oxigênio-18 no sangue, são medidas e o volume total de água do corpo pode ser calculado a partir da diluição da água duplamente marcada que foi injetada.

Figura 2. Água duplamente marcada. (Superior) A reação de dióxido de carbono e água para produzir ácido carbônico e a subsequente reconversão do ácido carbônico em água e dióxido de carbono produz um equilíbrio do '"O entre H,0 e C0 2 quando a água marcada com o isótopo é injetada em um vertebrado. (Abaixo) Desaparecimento diferencial dos isótopos de hidrogênio e oxigênio na água corpórea de um animal que foi injetado com água duplamente marcada. Fonte da imagem: Adaptado de POUGH, 2006. 

Após a primeira amostra de sangue ter sido retirada, o animal é liberado e recapturado a intervalos de vários dias ou semanas. Cada vez que o animal é recapturado, retira-se uma amostra de sangue, e as concentrações de trítio e oxigênio-18 são medidas. O cálculo da quantidade de dióxido de carbono produzida pelo animal é baseado na diferença das taxas de perda de trítio e oxigênio-18.

O trítio, que se comporta quimicamente como o hidrogênio, é perdido sob a forma de água, isto é, como 3 HHO, enquanto o oxigênio-18 é perdido sob a forma tanto de água (H,18O) como de dióxido de carbono (C l8 OO). Assim, o declínio na concentração de trítio no sangue do animal é uma medida da taxa de perda de água e o declínio na concentração de oxigênio-18 é uma medida das taxas de perda de dióxido de carbono e água (veja na Figura 2, abaixo). A diferença entre a diminuição na concentração de trítio e oxigênio-18, portanto, é a taxa de perda de dióxido de carbono, o que é proporcional à taxa de consumo de oxigênio. Uma descrição detalhada do uso de água duplamente marcada, para estudos de metabolismo e um sumário das medidas das taxas metabólicas de animais de vida livre, podem ser encontrada em Nagy (1983) e Nagy et al. (1999).

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Referências

POUGH, F. Harvery; JANIS, Christine M; HEISER, John B. A vida dos vertebrados. Atheneu Editora São Paulo, 2006.

Nagy, K. A.  1983. The doubly labeled water (3 HH l8 0) method: A guide to its use. UCLA Publication 12-1417.  Los Ange-les, CA: University of California.

Nagy, K. A. et al.  1999.  Energetics of free-ranging mammals,

reptiles, and birds. Annual Review of Nutrition 19:247-277.