Doutorado
  1. Química inorgânica  1.1. Química de coordenação  1.1.1. Teoria do campo dos ligantes  1.1.2. Teoria do campo cristalino  1.1.3. Teoria de Orbital Molecular para Compostos de Coordenação  1.1.4. Estabilidade de Compostos de Coordenação  1.1.5. Espectros eletrônicos de compostos de coordenação  1.1.6. Isomerismo em Compostos de Coordenação  1.1.7. Cinética e mecanismo das reações de coordenação  1.2. Química Organometálica  1.2.1. Carbonilos metálicos  1.2.2. Alquil e aril metálico  1.2.3. Carbonos de Fischer e Schrock  1.2.4. Adição Oxidativa e Eliminação Redutiva  1.2.5. Hidretos Metálicos  1.2.6. Catalysis by organometallic compounds  1.2.7. Metallocenos e Complexos Sanduíche  1.2.8. Ativação de CH  1.3. Química do estado sólido  1.3.1. Estruturas e Redes Cristalinas  1.3.2. Teoria de bandas e propriedades elétricas  1.3.3. Defeitos no cristal  1.3.4. Síntese de materiais de estado sólido  1.3.5. Propriedades magnéticas e ópticas dos sólidos  1.3.6. Supercondutividade  1.3.7. Íons em estado sólido  1.4. Química Bio-inorgânica  1.4.1. Metaloproteínas e enzimas  1.4.2. Transporte e armazenamento de íons metálicos  1.4.3. O papel dos metais na medicina  1.4.4. Catálise bioinspirada  1.4.5. Interações Metal-DNA  1.4.6. Complexos Metálicos na Ciência Médica  1.5. Lantanídeos e Actinídeos  1.5.1. Configuração eletrônica e estados de oxidação em lantanídeos e actinídeos  1.5.2. Propriedades Espectrais e Magnéticas em Lantanídeos e Actinídeos  1.5.3. Separação e Extração de Lantanídios e Actinídios  1.5.4. Química de coordenação dos elementos do bloco f  1.6. Main Group Chemistry  1.6.1. Química de compostos de boro  1.6.2. Química dos Compostos de Silício e Germânio  1.6.3. Química dos Compostos de Fósforo e Enxofre  1.6.4. Química de organossilício  1.6.5. Química dos Gases Nobres
  2. Química Orgânica  2.1. Mecanismo de reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição e substituição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de Rearranjo  2.1.5. Reações Radicais  2.1.6. Reações Pericíclicas  2.1.7. Reações fotoquímicas  2.2. Estereoscópico  2.2.1. Quiralidade e atividade óptica  2.2.2. Análise estrutural  2.2.3. Efeitos estereoeletrônicos  2.2.4. Síntese assimétrica  2.2.5. Estereoquímica Dinâmica  2.3. Química Organometálica na Síntese Orgânica  2.3.1. Reagentes de organolítio e organomagnésio  2.3.2. Reações de acoplamento catalisadas por metais de transição  2.3.3. Reações catalisadas por paládio  2.3.4. Metátese de Olefinas  2.3.5. Catálise de ouro e prata  2.4. Química de produtos naturais  2.4.1. Alcaloides e terpenoides  2.4.2. Esteróides e Flavonoides  2.4.3. Síntese total de produtos naturais  2.4.4. Biossíntese de produtos naturais  2.5. Química Supramolecular  2.5.1. Química Hospedeiro-Convidado  2.5.2. Auto-organização e reconhecimento molecular  2.5.3. Catalise Supramolecular  2.5.4. Máquinas Moleculares
  3. Química Física  3.1. Termodinâmica  3.1.1. Leis da Termodinâmica  3.1.2. Potencial Químico e Equilíbrio  3.1.3. Termodinâmica Estatística  3.1.4. Termodinâmica de não equilíbrio  3.2. Química Quântica  3.2.1. Equação de Schrödinger e suas aplicações  3.2.2. Teoria do orbital molecular  3.2.3. Teoria do funcional da densidade  3.2.4. Post-Hartree–Fock methods  3.3. Cinética química  3.3.1. Teoria da taxa de reação  3.3.2. Mecanismo e leis de velocidade  3.3.3. Catalise e cinética enzimática  3.3.4. Dinâmica de reações  3.4. Espectroscopia e estrutura molecular  3.4.1. Espectroscopia de Infravermelho  3.4.2. Espectroscopia UV-visível  3.4.3. Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear  3.4.4. Espectrometria de Massa  3.4.5. Espectroscopia Raman  3.5. Química de Superfícies e Coloides  3.5.1. Absorção e Catálise  3.5.2. Tensioativos e micelas  3.5.3. Estabilidade Coloidal  3.5.4. Nanomateriais e Interfaces
  4. Química Analítica  4.1. Cromatografia  4.1.1. Cromatografia Gasosa  4.1.2. Cromatografia Líquida de Alta Performance  4.1.3. Cromatografia em Camada Delgada  4.1.4. Cromatografia Iônica  4.2. Técnicas Eletroanalíticas  4.2.1. Voltametria e Polarografia  4.2.2. Condutometria e potenciometria  4.2.3. Colometria  4.3. Métodos Espectroscópicos  4.3.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.3.2. Espectroscopia de Fluorescência  4.3.3. Difração de raios-X  4.3.4. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  4.4. Quimiometria  4.4.1. Processamento de dados e métodos estatísticos  4.4.2. Análise multidisciplinar  4.4.3. Aprendizado de Máquina em Química Analítica
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.3. Design de fármacos computacional  5.4. Aprendizado de Máquina em Química  5.5. Dinâmica molecular ab initio
  6. Biofísica e Química Medicinal  6.1. Descoberta e Design de Medicamentos  6.2. Cinética enzimática e inibição  6.3. Abordagem de biologia química  6.4. Interações proteína-ligante  6.5. Química bio-ortogonal
  7. Química de materiais  7.1. Química de polímeros  7.1.1. Mecanismo de polimerização  7.1.2. Polímeros Funcionais  7.1.3. Polímero Biodegradável  7.1.4. Polímeros condutores e semicondutores  7.2. Nanoquímica  7.2.1. Nanopartículas e nanoestruturas  7.2.2. Nanomateriais à base de carbono  7.2.3. Pontos quânticos  7.3. Química Energética e Ambiental  7.3.1. Química de Baterias e Células a Combustível  7.3.2. Química verde e materiais sustentáveis  7.3.3. Fotocatálise

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O papel dos metais na medicina


Os metais desempenharam papéis importantes na história da medicina, contribuindo para muitas práticas terapêuticas e ajudando a diagnosticar, prevenir ou tratar várias doenças. O uso de metais na medicina é um campo fascinante na interseção da química, biologia e medicina, explorado através da química bioinorgânica. Esta ramificação da química envolve o estudo de compostos contendo metais dentro dos sistemas biológicos e tem aplicações em saúde, particularmente através do desenvolvimento de medicamentos e diagnósticos.

Introdução à química bioinorgânica

A química bioinorgânica é um campo que investiga o papel dos metais nos sistemas biológicos. Inclui o estudo de metaloenzimas, transporte e armazenamento de íons metálicos, e os mecanismos pelos quais os íons metálicos interagem com moléculas biológicas. Os metais desempenham papéis importantes em uma variedade de processos fisiológicos - são componentes-chave de muitas biomoléculas e atuam como cofatores essenciais para enzimas.

As aplicações médicas da química bioinorgânica concentram-se tanto nos aspectos benéficos quanto toxicológicos dos metais na medicina, criando agentes terapêuticos, agentes de imagem e entendendo as implicações da toxicidade dos metais. O estudo dos metais na medicina também envolve a investigação de como íons metálicos podem ser usados para desenvolver novas ferramentas terapêuticas e diagnósticas.

Metais como agentes terapêuticos

Alguns íons metálicos e complexos metálicos são bem estabelecidos como agentes terapêuticos, e novos medicamentos à base de metais estão continuamente em desenvolvimento. Aqui estão alguns dos exemplos mais comuns:

Medicamentos à base de platina

Medicamentos à base de platina, como cisplatina, carboplatina e oxaliplatina, são os agentes quimioterápicos mais amplamente utilizados. O primeiro desses medicamentos, a cisplatina, foi aprovado para tratamento de câncer nos anos 1970 e funciona ligando-se ao DNA, causando alterações estruturais que levam à apoptose (morte celular controlada) em células cancerígenas.

Pt(NH3)2Cl2

Esses medicamentos revolucionaram o tratamento de vários tipos de câncer, incluindo câncer testicular, ovariano, de bexiga e de pulmão, embora eles frequentemente venham com efeitos colaterais devido à sua falta de especificidade para células cancerígenas individuais.

Compostos de ouro

Compostos de ouro têm sido usados na medicina por muitos anos. Medicamentos à base de ouro são usados no tratamento da artrite reumatoide, sendo o aurotiomalato um exemplo. Esses medicamentos funcionam regulando o sistema imunológico, reduzindo a inflamação e diminuindo o dano e a dor nas articulações.

Complexos de ouro também estão sendo investigados por seu potencial uso na terapia do câncer devido às suas propriedades únicas e capacidade de induzir apoptose celular seletivamente.

Compostos de prata

A prata e seus compostos são conhecidos por suas propriedades antimicrobianas. A pomada de sulfadiazina de prata é amplamente utilizada para prevenir e tratar infecções bacterianas em feridas de queimaduras, aproveitando a atividade bactericida da prata. Esta aplicação destaca o papel duplo dos metais na medicina - tanto como agentes terapêuticos quanto preventivos.

Metais na medicina clínica

Os metais são essenciais em várias técnicas de imagem diagnóstica, onde melhoram a visibilidade das estruturas internas. Aqui estão alguns exemplos de como os metais facilitam os procedimentos diagnósticos:

Imagem por ressonância magnética (IRM)

IRM é uma técnica de imagem não invasiva que depende do uso de agentes de contraste à base de gadolínio. O gadolínio é um metal de terras raras com propriedades magnéticas únicas, que aumenta o contraste durante a imagem alterando o tempo de relaxamento dos prótons nos tecidos do corpo.

O gadolínio, quando quelatado, é usado em agentes de contraste intravenosos para realçar vasos sanguíneos e tecido inflamado, fornecendo aos médicos imagens detalhadas para diagnóstico preciso.

[Gd(DOTA)]-

Tomografia computadorizada (TC)

Iodo e bário são frequentemente usados como agentes de contraste em tomografias computadorizadas. Embora o iodo não seja um metal, ele é frequentemente encontrado com íons metálicos em formulações específicas. Esses agentes de contraste absorvem efetivamente raios-X e aumentam o contraste das imagens resultantes da tomografia, ajudando no diagnóstico de doenças vasculares e distúrbios gastrointestinais.

Por exemplo, o sulfato de bário é administrado oralmente a pacientes que se submetem a um exame de deglutição de bário. A natureza densa do bário permite a obtenção de imagens detalhadas do trato digestivo.

Medicina nuclear

Na medicina nuclear, radionuclídeos de metais como tecnécio (^99Tc) são usados para imagem. Isótopos radioativos emitem raios gama que podem ser detectados por instrumentos de imagem, permitindo a observação das funções corporais e a identificação de processos anormais, como tumores ou infecções.

^99Tc é amplamente utilizado em radiofármacos devido à sua meia-vida ideal, baixa dose de radiação e habilidade de formar uma variedade de compostos adequados para a imagem de diferentes órgãos.

Ferro em sistemas biológicos

O ferro é um componente fundamental da hemoglobina, a proteína responsável pelo transporte de oxigênio no sangue. A capacidade de transporte de oxigênio do ferro deve-se à sua habilidade de sofrer reações de oxidação-redução, que equivalem a um ganho ou perda de elétrons.

Fe2+ ⇌ Fe3+ + e-

A deficiência de ferro pode causar anemia, que inclui fadiga, fraqueza e falta de oxigênio para os tecidos. O tratamento geralmente envolve suplementação de ferro, destacando o papel essencial do ferro na manutenção da saúde.

Cobre e zinco na função enzimática

Cobre e zinco são cofatores importantes para enzimas que desempenham papéis-chave em processos metabólicos. O cobre é essencial em enzimas como a citocromo c oxidase, que são parte da cadeia de transporte de elétrons, um componente vital da respiração celular.

O zinco é crítico para a função imunológica adequada e é parte integrante da estrutura e função de muitas enzimas, incluindo anidrase carbônica e proteínas de dedo de zinco. Essas metaloenzimas estão envolvidas em processos que vão desde a manutenção do equilíbrio ácido-base até a regulação da expressão gênica.

Exemplo visual

Ouro Prata Platina Cobre Zinco

Conclusão

Os metais são integrantes das estratégias diagnósticas e terapêuticas na medicina moderna. À medida que a pesquisa em química bioinorgânica avança, novos medicamentos e agentes de diagnóstico à base de metais têm o potencial de melhorar os resultados dos pacientes. Compreender os complexos papéis dos metais nos sistemas biológicos possibilita o avanço de soluções médicas inovadoras, oferecendo esperança no combate a doenças desafiadoras. A jornada dos metais da tabela periódica à aplicação clínica forma um rico tecido que entrelaça a química na trama da vida.


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