A primeira aula da disciplina Química de Biomoléculas exemplifica a linha condutora de todo o curso de Bioquímica.
No momento zero, os alunos eram divididos em duas salas A e B, e em cada sala encontravam um dos professores do curso que logo distribuía aos alunos crachás de identificação. Cada aluno teve que colocar seu nome (ou apelido, caso preferisse) no crachá para que os colegas e o professor pudessem memorizar mais rapidamente seu nome, tornando a relação aluno/aluno e aluno/professor mais pessoal.
Em seguida esses alunos eram convidados a conversar com o colega a seu lado. Previamente os alunos eram informados que após essa conversa cada um iria apresentar à sala seu novo colega. Para a apresentação, os alunos deveriam comentar algumas informações a seu respeito que julgassem pertinentes para a apresentação. Após essa breve conversa, cada aluno apresentou à sala o colega que se sentava ao seu lado. Essa atividade preliminar procurou familiarizar os alunos com o ato de falar ao grupo e com a idéia de grupo. Pode-se dizer que essa atividade teve a pretensão de deixar os alunos mais à vontade e diminuir o sentimento de timidez e/ou medo de expor-se.
Após essa atividade (elaborada para não durar mais do que 30 minutos), os alunos se dirigiam ao Laboratório Didático de Bioquímica.
Para introduzir conceitos de Bioquímica relacionados com a Nutrição, o curso foi iniciado com uma aula na qual os alunos encontravam embalagens de diversos alimentos com as tabelas de composição nutricional, que utilizaram nas discussões da aula. (Figura 3.1)
Figura 3.1: Fotos do laboratório preparado para a primeira aula, com a exposição das embalagens de alimentos.
Consultando unicamente a tabela de composição dos alimentos presentes nas embalagens, os grupos deveriam resolver os exercícios propostos (apostila do curso, Anexo 2). Do mais imediato e familiar para o teórico e formal. Essa foi a maneira encontrada para introduzir os conceitos de macronutrientes (ignorando, neste momento, sua definição química) e valor calórico.
A partir destes exercícios foram destacados quatro conceitos fundamentais que deveriam ser explorados na continuidade do curso: proteína, carboidrato, lipídio e caloria.
Para isso, foram construídos calorímetros utilizando papelão (no formato de um cilindro, tampado por uma placa de papelão com um furo no centro onde colocou-se um tubo de ensaio com água e um termômetro Figura 3.2) e uma base de azulejo.
Figura 3.2: Fotos do calorímetro construído para a segunda aula.
A queima do alimento se procedeu em baixo do tubo e foi medida a variação de temperatura da água. Assim foi determinado o conteúdo calórico dos alimentos queimados. Os valores foram expressos em cal/g e analisados em grupos.
Nesse ponto, vale ressaltar que o método aplicado, por ser muito rudimentar, é sujeito a muitos erros intrínsecos e os valores obtidos diferiam dos da literatura. No entanto, a proposta do experimento não foi calcular os valores calóricos dos alimentos com precisão. Pretendeu-se, em primeiro lugar, introduzir o conceito de caloria, contrapondo-o com a linguagem popular de “queimar calorias” e ensinar como se mede o valor calórico de algum alimento. Além disso, o experimento é útil para que se faça uma análise quanto à diferença calórica entre os tipos de alimentos queimados. Apesar da simplicidade do método empregado, é possível chegar a valores que demonstram terem os alimentos ricos em lipídios o dobro do conteúdo calórico de alimentos ricos em carboidratos.
Essa estratégia familiarizou os alunos com os dados nutricionais expostos em todas as embalagens e de conhecimento de senso comum e a unidade adotada para medir caloria de alimentos: a quilocaloria. Além disto, deu aos alunos a consciência de que alguns alimentos são muito calóricos e outros nem tanto e de que alguns alimentos muito calóricos podem não contribuir para o fornecimento de energia para o organismo humano (fibras, colesterol). Adicionalmente os experimentos foram utilizados para discutir aspectos relativos a medidas experimentais e erros intrínsecos e extrínsecos, confiabilidade de medidas, reprodutibilidade etc.
Outra estratégia foi adotada na aula de estrutura de biomoléculas. Essa aula iniciou a abordagem estritamente formal dos conteúdos da disciplina, tratando proteínas, carboidratos e lipídios sob o ponto de vista químico. Em lugar da clássica descrição e classificação de moléculas orgânicas por meio dos grupos funcionais que apresentam, preferiu-se explorar a escolha de critérios para estabelecer taxionomias. Assim, a estratégia adotada foi a tarefa de agrupar 35 moléculas orgânicas em grupos e subgrupos, segundo o critério que os alunos escolhessem. O critério de organização foi deixado livre para
justamente analisar a maneira como os alunos realizavam essa tarefa. O objetivo era provocar agrupamentos diferentes e ter a oportunidade de discutir as vantagens, desvantagens e limitações de cada classificação.
De uma maneira geral, os alunos organizaram as moléculas por grupos funcionais, mas houve grupos que preferiram selecionar as moléculas por cadeias cíclicas e alifáticas ou presença de heteroátomo. Por fim, outros alunos colocaram no mesmo grupo moléculas com mesmo heteroátomo, como aminoácidos, aminas e amidas; ou álcoois e aldeídos.
Na aula seguinte, prosseguiu-se com o estudo químico dos macronutrientes, com a definição rigorosa de carboidratos, lipídios e proteínas. Naturalmente este estudo procedeu- se com a consulta à bibliografia indicada.
Os processos bioquímicos abrigam diversas reações de transferência de elétrons de uma molécula, átomo ou íon para outro reagente. Esses processos serão extensamente empregados nos estudos das vias metabólicas fundamentais. Para que haja compreensão dessas vias é fundamental o aprendizado do conceito de óxido-redução. Esse conteúdo foi aplicado nesse projeto por meio de dois experimentos:
Preparações oxidadas e protegidas com soluções de vitamina C.
Determinação da quantidade de vitamina C em sucos de laranja ou limão.
O experimento (1) consistiu da preparação de homogenatos de maçã e pêra, batidos em um liquidificador com água destilada ou solução de vitamina C (Anexo 2).
Foi observado o processo de oxidação desses homogenatos quando deixados em descanso, em placas de petri abertas sobre a bancada do laboratório. Os alunos puderam
concluir que os homogenatos feitos com água destilada sofreram rapidamente um processo de oxidação, alterando a sua coloração para um marrom escuro. Já os homogenatos preparados com a solução de vitamina C preservaram a sua coloração por um tempo muito maior. Alguns grupos imergiram o homogenato completamente sob água destilada ou solução de vitamina C e observaram os melhores resultados quanto à inibição do processo de oxidação de seus preparados. Esse fato foi útil para apontarmos a necessidade do contato do ar com o alimento para que a reação ocorresse e também quanto ao rigor na padronização dos experimentos para que se possam retirar dados fidedignos.
Os grupos discutiram a ação da vitamina C sobre o processo de oxidação dos homogenatos de fruta e maneiras de conservação de alimentos, sobretudo em restaurantes industriais ou bandejões.
Esse experimento permitiu a discussão de fatores relacionados à velocidade das reações químicas, como a superfície de contato e a temperatura. A partir daí pôde-se relacionar o experimento com procedimentos de conservação de alimentos vistos no quotidiano. Foi discutida a eficácia de levar alimentos à geladeira, cobri-los com películas de PVC ou acomodá-los em recipientes fechados e até mesmo o uso de suco de limão em alguns preparados (creme de abacate).
A outra proposta para o estudo da óxido-redução, com o viés da sua ligação com questões nutricionais foi o experimento (2). Essa tarefa consistiu na realização de um experimento (Anexo 2) para a resolução do seguinte problema:
O National Research Council recomenda a ingestão diária de 100 mg de vitamina C para um indivíduo adulto e hígido. Qual o volume de suco de laranja (ou limão) que um indivíduo deve ingerir para satisfazer a recomendação, supondo que o suco seja a única fonte de vitamina C para esse indivíduo?
Os alunos dispuseram de vidraria e duas referências de titulação iodométrica, para planejar um experimento que os habilitassem a resolverem a questão proposta. Essas referências constituíam-se de experimentos baseados na propriedade de soluções de amido, de coloração vermelha, tornarem-se azuladas quando complexadas com iodo (I2) e incolores com iodeto (I-), portanto empregando reações de óxido-redução.
Essa abordagem levou aos alunos uma questão geradora, capaz de estimular o estudo do módulo em questão; diferentemente de outras abordagens mais clássicas nas quais o aluno é introduzido ao módulo sem qualquer contextualização ou inter-relação com a sua área de interesse (nesse caso a Nutrição).
Outros recursos muito utilizados nas disciplinas do curso de Bioquímica foram os softwares educacionais. Para a aula de estrutura de proteínas, pudemos contar com o software Estudo Interativo da Estrutura de Proteínas (SAKABE, 2002). Este software é um estudo tutorial sobre a estrutura de proteínas. O software dispõe de recursos de visualização tridimensional interativa da estrutura molecular de proteínas e de uma biblioteca que trata dos conceitos de Química necessários para a compreensão das interações envolvidas na estrutura de proteínas.
Esse software permite ao aluno fazer um estudo minucioso e interativo acerca da estrutura de proteínas, seus tipos de ligações e interações. A capacidade de visualização tridimensional e abstrata pode ser uma dificuldade para alguns alunos e, portanto, ilustrar a estrutura de uma molécula através de uma aula expositiva pode ser muito difícil (HENKEL, 1991). O emprego de softwares como o mencionado facilita essa atividade.
O estudo de propriedades e ação enzimática foi introduzido por uma prática estreitamente ligada à Nutrição, empregando uma fonte de enzimas habituais de bromelina, em lugar de enzimas purificadas, e substratos naturais (gelatina e maisena). Foi elaborado
um experimento para o estudo da especificidade e atividade de enzimas. Esse experimento consistiu de preparações de extratos de abacaxi e da α-amilase, de bromelina e testes da influência do pH para uma enzima (Anexo 2).
Foi utilizado o software Cinética Enzimática (GALEMBECK, 2002). Esse software introduz o conceito de medida de velocidade de reação, através de simulação de experimentos laboratoriais. Outras simulações de experimentos levam à obtenção da curva de Michaelis-Mentem para a cinética da reação enzimática. As diferentes velocidades de reação são explicadas por animações que expõem as concentrações de enzima, substrato e complexo enzima-substrato em diferentes pontos da curva obtida nos experimentos anteriores. É possível testar inibidores competitivos e não competitivos.
As aulas descritas demonstram o modelo de aulas adotado por esse projeto e constituem a linha condutora do mesmo.
Todas as aulas da disciplina Bioquímica seguiram a linha descrita, contando com o uso de outros softwares, textos de revistas e da internet, para discutir a veracidade e confiabilidade das informações, casos clínicos com a anamnese de diabéticos, obesos, cardiopatas e outros, entretanto sem o uso de aulas práticas. Muitos tipos de dietas (Atkins, vegetariana, ovolactovegetariana, South Beach, vigilantes do peso e outras) foram mencionados e discutidos, muitos assuntos foram contextualizados com problemas ligados ao Esporte, como foi o caso de questões sobre limiar de lactato, quando foi analisada uma curva baseada em dados de experimento realizado com atleta.