V ENALIC/IV Seminário Nacional do Pibid 8-12 de dezembro de 2014, Natal, RN O PROJETO INTERDISCIPLINAR DOPING NO ESPORTE

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1 O PROJETO INTERDISCIPLINAR DOPING NO ESPORTE Patrick Andersson Barreto Frasão 1, Henry Porto Vieira de Assis 1, Maria de Fátima Teixeira Gomes 2 e Denise Gutman Almada 3 1 Licenciatura em Química, Instituto de Química, bolsista Pibid-Química, UERJ. 2 DQGI, Instituto de Química, Coordenadora Subprojeto Pibid-Química, UERJ. 3 C. E. Prof. E. Faria, SEEDUC-RJ, Supervisora Subprojeto Pibid-Química, UERJ. RESUMO O projeto Doping no esporte foi desenvolvido com estudantes do Ensino Médio em nove momentos. O Momento 1, construção do conceito de doping genético a partir da leitura e discussão de três reportagens recentes sobre o tema, além da revisão de conceitos básicos sobre células animais e DNA e acompanhada da realização de um experimento de extração de DNA humano. No Momento 2 - compressão de como ocorre o doping sanguíneo - os estudantes fizeram previsões sobre as estratégias mais eficazes para aumentar a circulação de oxigênio no organismo, considerando para tal, o mecanismo de transporte do oxigênio pela oxiemoglobina e o Princípio de Le Chatelier. No Momento 3, o conceito de doping sanguíneo foi aprofundado a partir da leitura de um texto e da exibição de um vídeo. No Momento 4, grupos de substâncias que acusam o doping (hormônios, diuréticos, estimulantes e analgésicos) foram apresentados aos estudantes. No Momento 5, os alunos realizaram pesquisas sobre medicamentos de uso comum que possuem substâncias ilegais na perspectiva do doping, indicando suas fórmulas, os grupos a que pertencem e seus efeitos no organismo. No Momento 6, após a discussão da pesquisa, os alunos foram apresentados aos exames legais e no Momento 7, foram introduzidos os conceitos de amostra, branco, controle, etc., utilizados nas análises. No Momento 8, foi realizada uma simulação de um laboratório antidoping - os alunos realizaram análises químicas qualitativas de algumas amostras de urina artificial de supostos atletas e o teste respiratório para deteccão de álcool (bafômetro). No último encontro, Momento 9, os estudantes, a partir dos relatórios elaborados na simulação, discutiram e emitiram o julgamento dos supostos atletas. Consideramos que o projeto desenvolvido favoreceu o protagonismo dos estudantes, a aquisão de conceitos e procedimentos, além de promover discussões sobre aspectos éticos e sociais na prática de esportes. Palavras-chave: doping; projeto escolar, ensino de química. INTRODUÇÃO Na sociedade atual a escola básica não é mais a principal fonte de geração de conhecimento ou de difusão de informação científica para os estudantes, juntam-se a ela várias outras instituições, públicas e privadas, de pesquisa, culturais, desportivas etc., além dos meios de comunicação, cada vez mais ágeis e eficientes na transmissão de dados e imagens. Neste contexto em que não falta informação, cabe à escola formar

2 cidadãos aptos a buscá-la e capacitados a filtrá-la por meio de conhecimentos conceituais e procedimentais, que promovam sua assimilação crítica. A sociedade em que vivemos é também a do aprendizado contínuo, assim, aprender a aprender se constitui em uma das demandas essenciais que a escola deve satisfazer. Em contrapartida, também a forma como os conhecimentos são ensinados deve necessariamente ser modificada. Como apontam as DCNEB (BRASIL, 2013): Essas novas exigências requerem um novo comportamento dos professores que devem deixar de ser transmissores de conhecimentos para serem mediadores, facilitadores da aquisição de conhecimentos; devem estimular a realização de pesquisas, a produção de conhecimentos e o trabalho em grupo. Essa transformação necessária pode ser traduzida pela adoção da pesquisa como princípio pedagógico. (Pág. 103). A pesquisa como princípio pedagógico ainda está praticamente ausente nas propostas educativas das instituições de Ensino Médio, que em grande parte visam prioritariamente os processos seletivos para ingresso na Educação Superior. Uma estratégia apropriada para viabilizar a pesquisa na Educação Básica é associá-la a projetos escolares interdisciplinares e contextualizados que objetivem a elaboração de um produto final a ser exibido em sala de aula ou para a comunidade em Feiras de Ciências ou Culturais. O desenvolvimento de projetos escolares possibilita a abordagem de diversos temas (científicos, sociais, ambientais, políticos etc.) transversalmente aos conteúdos conceituais, além de dar aos alunos oportunidades de planejar e executar trabalhos e pesquisas. Como estratégia de ensino favorece o aprendizado de conceitos, atitudes e procedimentos, especialmente, quando as atividades são desenvolvidas em grupo, o que irá requerer a divisão de trabalhos e responsabilidades e o compartilhamento de ideias. Martins (2007, p.97) define projeto escolar de pesquisa como: uma atividade didática de ensino-aprendizagem, organizada dentro dos princípios da metodologia da ciência, destinada a pesquisar um fato, estudar um assunto, realizar um trabalho, individualmente ou em grupo, pela aplicação de procedimentos específicos, visando a obter certos resultados ou confeccionar um produto final. Neste artigo relatamos o projeto escolar de pesquisa desenvolvido sobre o tema Doping no esporte. Não é um problema normalmente abordado nos programas escolares, mas que os estudantes conhecem através dos meios de comunicação, e que 2

3 ganhou maior relevância com a realização, no Brasil, da Copa do Mundo da FIFA 2014 e por estarmos a dois anos da realização das Olimpíadas, no Rio de janeiro. O doping é caracterizado pelo uso de substâncias químicas ou métodos proibidos visando melhorar artificialmente o desempenho em uma atividade física ou mental, o qual deveria ser alcançado mediante um condicionamento realizado em condições saudáveis. Na história das Olimpíadas há registros de diversos casos do emprego de substâncias químicas na tentativa de obter um aumento do rendimento desportivo como, por exemplo, o uso de esteroides anabolizantes para aumentar a massa e a força muscular e de anfetaminas como estimulantes, alguns deles resultando em casos fatais. Fármacos como diuréticos, betabloqueadores, corticosteroides e esteroides anabólicos, desenvolvidos para o tratamento de diversas doenças, foram extensivamente utilizados por atletas durante os anos 70. Com o advento da biotecnologia, uma nova classe de substâncias chegou ao mercado na década de noventa, a das proteínas, dentre elas a insulina e seus derivados, o hormônio do crescimento (GH), o hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) e a eritropoetina ou EPO (hormônio responsável pela produção de glóbulos vermelhos). Infelizmente essas substâncias também passaram a ser utilizadas na dopagem (PEREIRA, PADILHA e AQUINO NETO, 2011). Na eventualidade de um atleta necessitar de uma medicação, por razões de saúde ou por indicação médica (asma, hipertensão, diabete etc.), que tenha na sua formulação uma substância proibida, seu uso deverá ser autorizado pela federação esportiva competente. Dentre os métodos proibidos, estão os que se caracterizam pelo aumento da transferência de oxigênio e constituem o chamado doping sanguíneo, que pode ocorrer tanto por transfusão de sangue (autóloga, homóloga ou heteróloga), como pelo uso de substâncias químicas que interferem na produção de eritrócitos (glóbulos vermelhos), como a eritropoietina. Os bons resultados alcançados pela terapia genética no tratamento de doenças ligadas ao enfraquecimento muscular levou ao uso de outro método proibido, o doping genético, com o objetivo de melhorar o desempenho atlético. (PEREIRA, PADILHA e AQUINO NETO, 2011). O controle de doping no esporte pode ser realizado em sangue ou urina e sua análise é hoje um campo multidisciplinar de estudo, pois associa conhecimentos diversos de Química Orgânica, Bioquímica, Química Analítica, além de Farmacologia, Genética e Fisiologia Humana. METODOLOGIA 3

4 O projeto Doping no esporte foi desenvolvido com um grupo de seis estudantes do 3 ano do Ensino Médio do Colégio Estadual Professor Ernesto Faria, situado no bairro de São Cristovão, no Rio de Janeiro, no âmbito do Subprojeto Pibid- Química-UERJ. Foi idealizado para ser executado, no contraturno, em nove encontros semanais, cada um de aproximadamente uma hora, que denominamos de momentos, cujos objetivos e ações desenvolvidas estão descritas na tabela 1. Os resultados do projeto foram apresentados na Feira de Ciências realizada no Colégio. Tabela 1: Momentos, objetivos e ações desenvolvidas no projeto Doping no esporte MOMENTO OBJETIVOS AÇÕES DESENVOLVIDAS Construir o conceito de doping e de doping genético. - Construir o conceito de doping sanguíneo. - Consolidar o conceito de doping sanguíneo. - Conhecer as principais classes de substâncias químicas proibidas. - Discutir a intencionalidade do doping. - Conhecer os exames legais antidoping. - Construir conceitos relativos a análises químicas. - Simular um laboratório antidoping - Simular uma comissão jurídica de esportes - Leitura e discussão de três reportagens recentes sobre doping; - Revisão de conceitos básicos sobre células animais e DNA apresentados em slides; - Atividade prática de extração de DNA humano. - Estudo do mecanismo de transporte do oxigênio até todas as células do organismo. - Equilíbrio químico hemoglobinaoxiemoglobina. - Leitura e discussão de um texto sobre doping sanguíneo; - Exibição de um vídeo, divulgado pela BBC Brasil, que aborda essa forma de doping. - Apresentação em PowerPoint sobre classes de substâncias, tais como hormônios, diuréticos, estimulantes e analgésicos, proibidas na perspectiva do doping. - Realização de pesquisa, pelos alunos, sobre medicamentos de uso comum que possuem substâncias ilegais na perspectiva do doping. - Apresentação aos alunos dos processos de coleta de amostras para o exame antidoping. - Apresentação de conceitos utilizados em análises como amostra, branco, controle e ensaio preliminar e específico. - Realização de análises químicas qualitativas de algumas amostras de urina artificial de supostos atletas. - Elaboração de relatório conclusivo sobre o julgamento dos supostos atletas. 4

5 DISCUSSÃO DAS AÇÕES DESENVOLVIDAS E DOS RESULTADOS No Momento 1, os estudantes leram três reportagens sobre doping, que podem ser encontradas nos endereços eletrônicos citados ao final das referências. A primeira foi sobre o lutador de UFC Chael Sonnen flagrado com anastrozol e clomifeno em um teste surpresa realizado pela Comissão Atlética de Nevada (NSAC). O anastrozol é usado normalmente para o tratamento de câncer de mama, enquanto o clomifeno costuma ser utilizado para casos de infertilidade feminina. Sonnen já tinha sido diagnosticado com hipogonadismo e fazia terapia de reposição de testosterona (TRT), antes de o tratamento ser considerado um método ilícito pela NSAC. Em agosto de 2010, Chael Sonnen foi flagrado com índices elevados de testosterona e a NSAC o suspendeu por um ano. A segunda reportagem versou sobre as acusações de possíveis casos de doping entre nadadores da China e dos Estados Unidos nos Jogos Olímpicos de Pequim. Os alvos eram a nadadora chinesa Ye Shiwen, que surpreendeu a todos por sua grande atuação na prova dos 400 m medley, na qual bateu o recorde mundial, e o americano Michael Phelps, que quebrou sete recordes. A terceira reportagem tratou de alguns casos curiosos de doping 'acidental'. A partir da leitura dessas reportagens, os alunos foram instigados a elaborar um conceito de doping para, então, estudar as suas modalidades. Preparando os alunos para a compreensão do doping genético, foi realizado, ainda neste encontro, um breve estudo das células animais e dos seus ácidos nucléicos (DNA, principalmente), o que contou com uma atividade prática de extração dos DNA s dos próprios alunos. A atividade prática de extração de DNA humano consistiu em fazer um bochecho, durante um minuto, com uma solução aquosa de cloreto de sódio. A solução do bochecho foi transferida para um béquer, no qual se adicionou gotas de detergente. Com o auxílio de um bastão de vidro, a mistura foi homogeneizada sem formação de espuma e, em seguida, verteu-se lentamente uma porção de etanol, no qual se adicionou um corante, pelas paredes do béquer. Após cerca de cinco minutos, foi possível observar uma massa branca fofa, o agregado do DNA com diversas proteínas. O doping genético é caracterizado pela inserção, no material celular de um atleta, de um gene que induz a produção de proteínas ou outras moléculas de interesse da indústria do doping. No momento 2, o doping sanguíneo foi abordado com base no mecanismo de transporte do oxigênio pela hemoglobina (Hem) ao se converter em oxiemoglobina (HemO 2 ), representado pela equação química a seguir: 5

6 Hem (aq) + O 2 (g) HemO 2 (aq) H < 0 Com os alunos cientes do Princípio de Le Chatelier, foi provocada a elaboração de estratégias eficazes para aumentar a circulação de oxigênio no organismo, ou seja, aumentar a concentração de oxiemoglobina no sangue. O doping sanguíneo envolve guardar e injetar o próprio sangue (doping autólogo) ou o sangue de outras pessoas (doping homólogo) ou animais (doping heterólogo) antes de treinamentos ou competições com o objetivo de aumentar o número de glóbulos vermelhos em circulação pelo corpo, como bem esclarece o vídeo da BBC Brasil Londres 2012: entenda o que é o doping sanguíneo que também foi exibido para os estudantes no Momento 3. No momento 3, foi lida a reportagem em que um perito apontava suspeitas de doping sanguíneo ao analisar o padrão invulgar dos valores sanguíneos do ciclista norteamericano Lance Armstrong durante a Volta à França. As percentagens de glóbulos vermelhos e de hemoglobina deveriam diminuir no decorrer da prova devido ao exercício intenso, mas elas permaneceram praticamente constantes. Assim, com a exibição do vídeo e com a leitura do texto, alguns aspectos do doping sanguíneo puderam ser abordados, como os tipos de doping sanguíneo, os perigos da sua prática e as formas de detectá-lo. Os Momentos 4 e 5 se complementaram através das investigações, em sites, solicitadas pelo professor aos estudantes sobre medicamentos de uso comum, que possuem substâncias ilegais na perspectiva do doping, indicando suas fórmulas, os grupos a que pertencem e seus efeitos no organismo. Neste ponto, julgamos interessante levar os estudantes a reconhecer que nem sempre o doping é um ato intencional. A apresentação aos alunos dos processos de coleta de amostras para o exame antidoping (Momento 6) foi feita consultando cartilhas tipo as normalmente distribuídas para os atletas (TIME BRASIL, 2011). No Momento 8, após definir, no Momento 7, conceitos como amostra, branco, controle e ensaio preliminar e específico, corriqueiros em ambientes de análises biológica e química, cada um dos estudantes recebeu um kit representativo de um atleta anônimo, composto por um pissete e por um béquer contendo urina artificial. O pissete podia conter (ou não) etanol ( CH 2 OH) e foi utilizado para reproduzir um teste respiratório - teste do bafômetro - caracterizado pela oxidação do álcool a aldeído pelo dicromato de potássio (K 2 Cr 2 O 7 ), em meio sulfúrico (H 2 SO 4 ), o que é facilmente 6

7 evidenciado pela mudança de coloração da solução de laranja para verde. A reação entre solução de dicromato de potássio e etanol, em meio ácido, é representada pela equação abaixo: K 2 Cr 2 O 7(aq) + 4 H 2 SO 4(aq) + 3 CH 2 OH (aq) 3 CHO (aq) + K 2 SO 4(aq) + Cr 2 (SO 4 ) 3(aq) + 7H 2 O (l) A urina artificial dos supostos atletas consistiu de uma solução insaturada de ureia. Sua análise química foi feita em três passos: observação de aspectos físicoquímicos (coloração da urina e ph), realização de testes preliminares e de testes específicos, onde, desses três, o único que permite a confirmação da presença de uma espécie química na amostra é o ensaio específico. A urina artificial dos supostos atletas poderiam conter, além de ureia e água, cloreto de sódio e até duas substâncias acusadoras de doping, provenientes de medicamentos de uso comum. A precipitação com nitrato de prata foi utilizada para verificar o teor de sais na urina. Desta forma, se a amostra de urina analisada apresentasse maior precipitação de cloreto de prata do que o controle, havia indícios que levariam a suspeitar que o atleta estava, no instante do exame, sob efeito de diuréticos. As duas substâncias acusadoras de doping utilizadas foram o isometepteno (encontrado na Neosaldina ) e a pseudoefedrina (encontrada no Tylenol Sinus ) cujas estruturas seguem representadas abaixo: H 3 C OH HN HN Isometepteno Pseudoefedrina As duas substâncias foram identificadas na urina artificial principalmente pelos ensaios preliminares e específicos, uma vez que as observações físico-químicas não foram conclusivas. Entretanto, para fins didáticos, se insistiu que os alunos descrevessem suas respectivas amostras com anotações sobre a coloração e o ph dos sistemas. As amostras eram incolores e os ph s oscilaram no intervalo considerado normal para a urina humana entre 5,0 e 7,0, mesmo com os medicamentos dissolvidos. Como ensaio preliminar, foi utilizado o teste de Bayer, um teste que, apesar de ser pouco seletivo, respondendo positivamente na presença de qualquer redutor, é 7

8 descrito, a princípio, como o descoramento da solução violeta de permanganato de potássio (KMnO 4 ) por ligações duplas ou triplas, com formação de um precipitado marrom de dióxido de manganês (MnO 2 ). Assim, o ensaio preliminar foi positivo para os dois medicamentos, visto que as duas substâncias possuem grupamentos redutores - no isometepteno, uma insaturação, e, na pseudoefedrina, uma hidroxila. As estruturas dos produtos da oxidação do isometepteno e da pseudoefedrina estão representadas abaixo: OH O H 3 C H 3 C OH HN HN Produto do isometepteno Produto da pseudoefedrina O teste com água de bromo, um ensaio específico utilizado para indicar a presença de insaturação em compostos orgânicos, foi proposto para identificação do isometepteno na urina artificial. Se, ao gotejar água de bromo (de coloração amarelo alaranjado) à solução que se deseja testar, ocorrer o descoramento da solução de bromo (a solução passa a incolor), isto é um indicativo que o composto possui insaturação C-C, dupla ou tripla. O isometepteno dá teste positivo para bromo e a pseudoefedrina, negativo. Assim, se o teste de bromo deu positivo para uma amostra de urina artificial, está confirmado que o atleta fez uso de um medicamento proibido, a Neosaldina. Segue abaixo a estrutura do produto formado pela adição de bromo à dupla ligação da molécula do isometepteno: Br H 3 C H 3 C Br HN Isometepteno após a bromação Para identificar a pseudoefedrina em solução aquosa, as interações das possíveis substâncias com a molécula de iodo. Assim, durante a análise, os tubos de ensaio da amostra, do branco e do controle receberam, cada um, um grão de iodo sólido e foram aquecidos até que a mistura entrasse em ebulição. A presença ou não da pseudoefedrina seria constatada a partir de um teste colorimétrico, com a análise da cor da mistura imediatamente após o aquecimento e cerca de quinze minutos depois. 8

9 A urina artificial (solução de ureia), ao interagir com iodo, promove o aparecimento de uma coloração castanho amarelada, típica de soluções aquosas ou alcoólicas de iodo, devido a formação de complexos de tranferência de carga entre os átomos de oxigênio e o iodo. O mesmo ocorre para a amostra de urina que contém apenas pseudoefedrina. Todavia, nas amostras que continham apenas isometepteno, as interações dessa substância com o iodo levavam ao aparecimento de uma coloração rosada e, nas amostras que continham pseudoefedrina com isometepteno, a cor observada de imediato era o rosa e, esperados os quinze minutos, era o amarelo. A partir das análises químicas de cinco amostras de urina artificial (contidas nos béqueres) e do conteúdo dos pissetes (bafômetro), os estudantes isoladamente chegaram a conclusões a respeito de possíveis casos de doping e elaboraram seus relatórios individuais. No último encontro (Momento 9), simulando uma comissão jurídica de esporte, os estudantes reunidos discutiram e emitiram os julgamentos dos supostos atletas. A tabela 2 exibe a composição das cinco amostras estudadas, que correspondem a cinco atletas da mesma modalidade esportiva, e os resultados obtidos nas análises, onde cada aluno teriam realizado o teste anti-doping para um atleta. Tabela 2: Amostras estudadas e suas análises ATLETA AMOSTRA RESULTADO DAS ANÁLISES Teste do Teste para Teste para Teste para bafômetro diuréticos pseudoefedrina isometepteno 1 A Positivo Positivo Positivo Positivo 2 B Positivo Positivo Negativo Negativo 3 C Negativo Positivo Positivo Negativo 4 D Negativo Negativo Negativo Negativo 5 E Negativo Positivo Positivo Positivo As composição das amostras A, B, C, D e E são as descritas a seguir. AMOSTRA A: Béquer: concentração de cloreto de sódio maior do que no controle, pseudoefedrina e isometepteno. Pissete: etanol e água. AMOSTRA B: Béquer: concentração de cloreto de sódio maior do que no controle; Pissete: etanol e água. 9

10 AMOSTRA C: Béquer: concentração de cloreto de sódio igual a do controle e pseudoefedrina; Pissete: água. AMOSTRA D: Béquer: concentração de cloreto de sódio menor do que no controle; Pissete: água. AMOSTRA E: Béquer: concentração de cloreto de sódio maior do que no controle, pseudoefedrina e isometepteno; Pissete: água. No julgamento, foi combinado que, para cada doping detectado, o atleta seria punido com um ano de afastamento da modalidade esportiva. Essa medida punitiva não corresponde, necessariamente, à realidade, mas teve um fim meramente didático. Assim, baseado no relatório da análise feita para o Atleta 3, o mesmo foi punido (injustamente) com dois anos de afastamento, quando, na verdade, deveria sofrer com apenas um. Esse inconveniente deu abertura para que a importância do químico analista e a seriedade do seu trabalho fossem discutidas, levando, também, à reflexão de algumas atitudes éticas e morais. No dia da Feira do Conhecimento, os alunos apresentaram o tema doping com cartazes e algumas experiências. CONSIDERAÇÕES FINAIS Na Feira de Ciências realizada no Colégio os estudantes expuseram cartazes com descrições breves com os seguintes itens: O que é doping? ; Doping genético; Doping sanguíneo; Substâncias proibidas ou de uso restrito; dentre outros. Os experimentos realizados foram exibidos em uma bancada com suas explicações dadas através de slides, expostos em um notebook. Consideramos que o projeto interdisciplinar Doping no esporte favoreceu o protagonismo dos estudantes, a aquisisão de conceitos e procedimentos, além de promover discussões sobre aspectos éticos e sociais na prática de esportes. AGRADECIMENTOS A Capes pela ajuda financeira e a concessão de bolsas Pibid. 10

11 REFERÊNCIAS BRASIL. Ministério da Educação. Secretaria de Educação Básica. Secretaria de Educação Continuada, Alfabetização, Diversidade e Inclusão. Conselho Nacional da Educação. Diretrizes Curriculares Nacionais Gerais da Educação Básica. Brasília: MEC, SEB, DICEI, Disponível em: mid=1152. Acessado em 09 de outubro de MARTINS, Jorge Santos. Projetos de Pesquisa: estratégias de ensino e aprendizagem em sala de aula. 2. ed. Campinas: Armazém do Ipê, PEREIRA, Henrique Marcelo G.; PADILHA, Monica C.; AQUINO NETO, Francisco Radler de. A química e o controle de dopagem no esporte. São Paulo: Sociedade Brasileira de Química, Coleção Química no cotidiano, v. 3. TIME BRASIL. Informações sobre o uso de medicamentos no esporte ed. Rio de Janeiro, Março Disponível em: Acessado em 09 de outubro de ENDEREÇOS ELETRÔNICOS CONSULTADOS (na ordem em que foram empregados no texto) Acessado em 19 de junho de Acessado em 19 de junho de Acessado em 19 de junho de Acessado em 19 de junho de guineo_olimpiada_rw.shtml. Acessado em 19 de junho de BR.pdf. Acessado em 19 de junho de Acessado em 19 de junho de Acessado em 19 de junho de