TERMODINÂMICA APLICADA A PROCESSOS BIOTECNOLÓGICOS
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Aluno de Iniciação Científica: Ritchielli Cristine Schröder (IC-Voluntária)
Curso: Tecnologia em Biotecnologia - Palotina (N)
Orientador: Carlos Henrique Coimbra Araújo
Departamento: Campus Palotina
Setor: Campus Palotina
Área de Conhecimento: 90400003
RESUMO
A termodinâmica é geralmente definida como a ciência dos fenômenos ligados à temperatura e à influência desta sobre as propriedades físicas. Ela tem uma gama muito ampla de aplicações, uma vez que é utilizada em uma grande variedade de disciplinas científicas e processos tecnológicos. Abrangendo diversas aplicações, a termodinâmica, no presente trabalho, será o elemento essencial da formulação de modelos descritivos, explicativos e preditivos, em especial da fenomenologia biofísica e físico-química de alguns aspectos dos mecanismos biotecnológicos para o tratamento do câncer. Aqui tem-se por objetivo o cálculo de eficiências térmicas, em especial o caso de eficiências de processos idealizados e reversíveis, isto é, a eficiência de Carnot a partir da temperatura média dos leucócitos do sistema imunológico e temperaturas médias internas de cada um dos tumores. É bem conhecido que o sistema imune é composto por uma complexa rede de células e moléculas dispersas por todo o organismo, sendo essencial contra o desenvolvimento de infecções e tumores. Nesse sentido, os cânceres se originam da proliferação e disseminação sem controle de clones de células transformadas, que mimetizam inflamações comuns e confundem os componentes do sistema imunológico. O organismo humano, ou órgãos específicos, dependendo da atuação do sistema imunológico, pode ser entendido como um sistema aberto ou isolado. Todo sistema isolado tende inevitavelmente à entropia sendo que quanto maior for o estado de desorganização da energia no organismo, maior será a entropia, o que leva a alterações morfológicas dos tecidos, tendo como uma das conseqüências, o câncer. Neste sentido, como primeiro passo, a termodinâmica utilizada é a mais simples possível, testando-se inicialmente um motor de Carnot baseado em dois reservatórios: o reservatório sistema imunológico e o reservatório células cancerígenas. Por meio dos resultados, dispostos em tabelas e gráficos, correlaciona-se as temperaturas internas dos tumores aos resultados dos cálculos da eficiência de Carnot. Como conclusão parcial do trabalho, pode-se dizer que quanto maior a temperatura interna do tumor maior será a eficiência de Carnot e portanto maior o trabalho termodinâmico a ser realizado por uma célula do sistema imunológico que esteja em equilíbrio térmico com o corpo humano. Este tipo de resultado remete à provável consequência de que a eficiência de Carnot no corpo humano é produtora de entropia em relação a tumores e portanto agrega e complementa informação acerca dos já conhecidos mecanismos de oncogenese.
Palavras-chave: Biotecnologia, Imunologia Tumoral, Termodinâmica