Investigando os grupos sanguíneos Teach article

Traduzido por Alexandra Manaia. Nesta experiência, utilizam-se soluções líquidas simples para simular amostras de sangue e mostrar como se realiza a tipagem sanguínea.

O tema da tipagem sanguínea é frequentemente abordado nas aulas de ciências. No entanto, por várias razões, pode não ser possível utilizar verdadeiras amostras de sangue – devido às preocupações dos pais, à necessidade de efetuar avaliações de risco para prevenir a transmissão de doenças através do sangue, ou à relutância dos alunos em usar o seu próprio sangue.

Nesta atividade experimental, utilizamos algumas soluções químicas simples para simular os tipos de sangue. Esta atividade pode ser desenvolvida na sala de aula, em clubes de ciências, ou no contexto de dias temáticos dedicados à ciência forense, abertos à participação de estudantes de várias idades.

A ciência do sangue 

blood cells
Figura 1: Fotomicrografia de
um esfregaço de sangue
humano mostrando os
glóbulos vermelhos (A),
plaquetas (B) e glóbulos
brancos (C, D, e E)

Imagem cortesia de Magdalena
Wajrak

O sangue é um fluido vermelho e viscoso contendo vários tipos de células em suspensão, num líquido aquoso chamado plasma: glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas (Figura 1). Existem também diversas moléculas em suspensão, ou dissolvidas no plasma, incluindo proteínas, açúcares, gorduras, enzimas, sais e gases. O sangue de cada um de nós possuí características hereditárias específicas que o distinguem do sangue das outras pessoas.

Até aos anos 1980, a tipagem sanguínea realizava-se essencialmente recorrendo aos grupos sanguíneos ABO. A tipagem ABO, baseia-se na deteção de moléculas, chamadas antigénios, na superfície das células. Embora a  utilização desta técnica para fins forenses tenha, desde então, sido substituída por técnicas de biologia molecular como o DNA fingerprinting, a tipagem ABO continua a ser usada antes de efetuar transfusões de sangue, de modo a prevenir complicações como a rejeição. 

É a presença ou ausência dos antigénios A e B nos glóbulos vermelhos de um individuo que determina o seu grupo sanguíneo ABO. De acordo com este princípio podem-se identificar quatro tipos principais de sangue: A, B, AB (quando ambos os antigénios estão presentes) e O (quando nenhum dos antigénios está presente), tal como ilustramos na figura 2. Um terceiro antigénio sanguíneo importante é o factor Rhesus (Rh), também designado de antígeno D. Quando o antigénio D está presente nos glóbulos vermelhos, diz-se que o sangue é de tipo Rh positivo. Na ausência deste antigénio, o tipo de sangue será Rh negativo.

Para determinar o tipo sanguíneo de um dado indivíduo, adicionam-se anticorpos (também designados aglutininas ou anti-soros) a algumas gotas do seu sangue. As aglutininas ligam-se aos respectivos antigénios, presentes na superfície dos glóbulos vermelhos, levando à formação de agregados de células. Assim, a ocorrência de aglutinação numa amostra de sangue,  reflete a presença do respectivo antigénio. Uma vez testados todos os antigénios, podemos deduzir o tipo de sangue da amostra (tabela 1).

Aglutinina Anti-A + sangue:

aglutinação

Aglutinina Anti-B + sangue:

aglutinação

Tipo sanguíneo

Tabela 1. Identificação do tipo sanguíneo ABO das amostras, utilizando antígenos.
Sim Não A
Sim Sim AB
Não Sim B
Não Não O

Tipagem sanguínea ABO 

Nota de segurança

Utilize óculos e luvas apropriados para uso em laboratório. Ver também a nota geral de segurança.

Materiais

blood testing
“Amostras de sangue”
dispostas no suporte (godés)

Imagem cortesia de Magdalena
Wajrak

Cada grupo vai precisar de

  • Suporte de “tipo godés” com vários poços (para testar múltiplas amostras).
  • Duas pipetas, uma para cada amostra de sangue.
  • solução 2,0 mol dm-3 de ácido clorídrico num conta-gotas rotulado ‘Anti-A’.  
  • solução 2,0 mol dm-3 de ácido sulfúrico num conta-gotas rotulado ‘Anti-B’.
  • “Amostras de sangue identificadas” (soluções aquosas espessadas com glicerol e coradas com corantes alimentares, de modo a parecerem verdadeiras amostras de sangue), rotuladas conforme o respectivo tipo sanguíneo:
    • ‘O’ = água destilada
    • ‘A’ = solução 0.1 mol dm-3 de nitrato de Prata. 
    • ‘B’ = solução 0.1 mol dm-3 nitrato de Bário.
    • ‘AB’ = mistura, em proporção 50:50, de uma solução 0.1 mol dm-3 de nitrato de Prata, e de uma solução 0.1 mol dm-3 de nitrato de Bário
  • “Amostras de sangue não identificadas”, preparadas a partir das mesmas soluções que as “amostras de sangue identificadas” (descritas acima), etiquetadas ‘vítima 1’, ‘vítima 2 “, etc.

Procedimento

Explique o cenário aos seus alunos: houve um acidente e é preciso proceder à tipagem sanguínea ABO das vítimas antes de realizar as transfusões de sangue. Utilizando as amostras e os anti-soros disponíveis, os alunos deverão determinar o tipo sanguíneo de cada uma das vítimas.

  1. 1 / Usando uma pipeta limpa, coloque uma gota da amostra de sangue identificada como “O” no primeiro poço da primeira linha, e outra gota no primeiro poço da segunda linha. Complete as linhas colocando gotas das outras amostras de sangue (A, B , e AB), seguindo o esquema apresentado na figura 2. 
  2. Adicione uma gota de anti-soro Anti-A a cada poço da primeira linha e registe as suas observações na tabela 2. Caso não tenha a certeza do resultado obtido, adicione mais uma gota de anti-soro Anti-A. 
  3. Adicione uma gota de anti-soro Anti-B a cada poço da segunda fila e anote as suas observações, também na tabela 2. Caso não tenha a certeza do resultado obtido, adicione mais uma gota de anti-soro Anti-B.
  4. Com base nos resultados obtidos poderá tirar conclusões quanto ao modo como cada “amostra de sangue identificada” (O, A, B e AB) reagiu à adição dos anticorpos.
  5. Utilize um suporte (godés com múltiplos poços) limpo para fazer a tipagem das “amostras de sangue das vítimas”,  usando o mesmo método. Registe as suas observações na tabela 3.
  6. Com base nos resultados obtidos determine o tipo de sangue de cada vítima.
blood typing
Figura 2: Esquema ilustrando a disposição das “amostras de sangue” no suporte
Imagem cortesia de Magdalena Wajrak
Tipo sanguíneo Observações com anti-soro anti-A.  Ocorreu aglutinação? Observações com anti-soro anti-B.  Ocorreu aglutinação?
Tabela 2. Registo da ocorrência de  aglutinação nas “amostras de sangue identificadas”.
A    
B    
AB    
O    

 

Vítima Observações com anti-soro anti-A. Ocorreu aglutinação? Observações com anti-soro anti-B. Ocorreu aglutinação? Tipo sanguíneo
Tabela 3. Teste as “amostras de sangue não identificadas” (recolhidas no local do acidente).
1      
2      
3      
4      

O ocorreu durante a tipagem sanguínea?

Nestes testes usamos reações químicas simples para simular o modo como os diferentes tipos sanguíneos reagem às aglutininas. Com alunos mais velhos poderá aprofundar a discussão acerca do mecanismo de reação envolvido, sublinhando as diferenças entre a reação antígeno-anticorpo que está a simular e a reação química de “dupla troca” (ou reação de metátese) que está realmente a ocorrer.

Nesta experiência, o fenómeno de aglutinação é simulado através da formação de um precipitado (branco), que dá um aspecto coagulado às “amostras” testadas. 

Nitrato de Bário (aq) + Ácido Sulfúrico (aq) à Sulfato de Bário(s) + Acido Nítrico(aq)

Nitrato de Prata (aq) + Ácido Clorídrico (aq) à Cloreto de Prata (s) + Ácido Nítrico (aq)

Os aglomerados formados são de cor vermelha escura, em vez de branco, devido à presença de corante alimentar.

Mais tipos de sangue artificial

A necessidade de identificar o tipo de sangue dos pacientes antes da realização de transfusões sanguíneas pode em breve tornar-se num procedimento obsoleto. Recentemente, cientistas sediados na Universidade de Edimburgo no Reino Unido, anunciaram ter conseguido produzir glóbulos vermelhos tipo O (A e B negativos) a partir de células estaminais. Caso este método consiga ser adaptado, com êxito, à produção em grande escala, poderá conduzir à obtenção de uma fonte de sangue de tipo dador universal- o início dos ensaios clínicos em pequena escala está previsto para 2016.

Além disto, os investigadores estão a desenvolver novos produtos à base de hemoglobina (a proteína do sangue que transporta o oxigénio), por exemplo sob a forma de pó polimerizado. Este novo produto tem a vantagem de poder ser armazenado durante meses à temperatura ambiente, ao contrário do sangue, que tem de ser refrigerado.

 

Agradecimentos

Para realizar este tipo de atividade pode recorrer-se a métodos experimentais alternativos. A composição das soluções utilizadas nesta versão foi fornecida por um grupo de técnicos, membros da Association of Science Technicians in Independent Schools in Western Australia (LABNETWEST)w1.

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Web References

Resources

Author(s)

Tim Harrison trabalha como “school teacher fellow”na School of Chemistry da Universidade de Bristol. O cargo de “school teacher fellow” foi criado para recrutar um professor do ensino secundário que intensificasse a interação entre as escolas secundárias e universidades, e promovesse a utilização de recursos e a investigação da School of Chemistry a nível regional, nacional e internacional.

A Doutora Magdalena Wajrak é Professora Universitária de química e promove o interesse pela química entre pessoas de todas as idades. Trabalha na School of Natural Sciences, Edith Cowan University, Perth, Austrália.


Review

Esta atividade prática aborda um tema básico da biologia: os tipos de sangue. Embora os alunos estejam provavelmente já familiarizados com alguns princípios teóricos acerca deste tema, não podem pelas razões anteriormente explicitadas pelo autor,  realizar atividades práticas com recurso à manipulação de amostras de sangue verdadeiras. Nesta atividade conseguimos ultrapassar estas limitações experimentais simulando a tipagem sanguínea através de reações químicas simples e de fácil  implementação em laboratório.

Este artigo pode ser usado para abordar outros tópicos importantes como a imunologia na biologia, reações de “dupla troca”, e até mesmo questões relacionadas com direitos civis e ética. Esta atividade também pode ser útil para despertar o interesse dos alunos pela necessidade de criar novos materiais e tecnologias que consigam melhorar a segurança e rapidez das transfusões sanguíneas.

Para testar o nível de compreensão dos alunos poderá recorrer a esta lista de questões: 

  1. Qual é a importância de conhecer o seu tipo de sangue?
  2. Por que ocorre a aglutinação? Qual é a relação entre o antigénio e o anticorpo?
  3. Além da tipagem sanguínea ABO conhece outro tipo de tipagem sanguínea?
  4. Qual é a diferença entre uma reação de aglutinação e uma reação de “troca dupla” (reação de metátese)?
  5. Por que é importante investigar novas fontes de sangue de tipo dador universal?

Ana Molina, IES Gil y Carrasco, Ponferrada, Espanha




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