BIF0442/5721 - Fundamentos de Termodinâmica para Biologia (2024)

A termodinâmica é um dos pilares da Ciência contemporânea, para se dizer pouco. Da física, seus ramos se estendem a muitas outras áreas, como a química e a engenharia, apenas para citar alguns exemplos. Com o final da aceitação de patentes para máquinas de “moto perpétuo”, houve a sinalização, inequívoca para a sociedade, de que certas coisas são possíveis, e, certas outras, nunca o serão. E, para ser possível, a coisa tem que estar de acordo com a Primeira (“energia”) e a Segunda (“entropia”) Leis da Termodinâmica. De maneira semelhante ao final dos monstros e das criaturas bizarras trazido pela Teoria da Evolução por Seleção Natural, a termodinâmica trouxe o final das máquinas e dos mecanismos fantasiosos, funcionais apenas no desejo de seus criadores. Há regras para o possível. Previsivelmente, a termodinâmica também é considerada uma das bases para o entendimento analítico de organismos em seus mais diversos níveis hierárquicos. Contudo, as maneiras pelas quais a termodinâmica se manifesta nos seres vivos parecem, muitas vezes, enganar o estudioso. Nesse sentido, “calor” é amplamente tomado por “quente” ou considerado como “aumento de temperatura”. Ou seja, na maior parte das vezes, as pessoas não fazem distinção entre o processo de troca de energia por diferença de temperatura (i.e., calor) e as manifestações possíveis de aumento da energia interna. O resultado disso surge como uma interpretação precária ou falha da Primeira Lei, a que diz respeito à conservação de energia. Assim, por exemplo, a manutenção de uma temperatura corpórea mais elevada que a do ambiente (ou seja, a condição de endotermia característica de aves e mamíferos- mas não somente desses grupos) não está relacionada à “produção de calor” mas sim às ineficiências presentes nos processos de transferência entre os tipos de energia. Existe, aí, uma dúzia de conceitos muito importantes na termodinâmica, mas que são apresentados de uma maneira um tanto sucinta ou hermética. Com isto, muitos fatores relevantes se tornam conceitos quase que ocultos e os biólogos, em geral, se vêem frente a duas opções: repetir as “leis” como a força final e inescapável que guia os fenômenos biológicos, fazendo da termodinâmica um “ato de fé”; ou perecer entre os que aceitaram sua ignorância sobre tal “objeto divino”. A intenção do curso é trazer uma série de aspectos da termodinâmica que terminam, habitualmente, um tanto eclipsados. São aspectos que podem auxiliar o não-especialista em geral, e, em particular, as pessoas mais ligadas a áreas biológicas, a transitar de uma maneira mais crítica em contextos nos quais conceitos termodinâmicos surjam.