QUESTÃO ENEM RESOLVIDA: FISIOLOGIA | EFEITO DO HERBICIDA ATRAZINA SOBRE CARACTERÍSTICAS SEXUAIS

O efeito de contaminantes ambientais sobre a fisiologia dos organismos tem recebido atenção crescente em estudos científicos. Substâncias como a atrazina, um herbicida amplamente utilizado, podem interferir na produção de hormônios sexuais e alterar o desenvolvimento de características associadas à diferenciação sexual. A questão do ENEM resolvida a seguir aborda exatamente esse tema.

Em 2002, foi publicado um artigo científico que relacionava alterações na produção de hormônios sexuais de sapos machos expostos à atrazina, um herbicida, com o desenvolvimento anômalo de seus caracteres sexuais primários e secundários. Entre os animais sujeitos à contaminação, observaram-se casos de hermafroditismo e desmasculinização da laringe. O estudo em questão comparou a concentração de um hormônio específico no sangue de machos expostos ao agrotóxico com a de outros machos e fêmeas que não o foram (controles).

Os resultados podem ser vistos na figura.

Com base nas informações do texto, qual é o hormônio cujas concentrações estão representadas na figura?

A) Estrogênio.

B) Feromônio.

C) Testosterona.

D) Somatotrofina.

E) Hormônio folículo estimulante.

A atrazina é um herbicida sintético utilizado há mais de 50 anos para controle de plantas daninhas em plantações de cana-de-açúcar, sorgo, milho e abacaxi. Dependendo do momento da aplicação desse agrotóxico, a planta irá absorvê-lo por meio de suas raízes ou de suas folhas.

A partir daí, a atrazina inibe o processo fotossintético da planta daninha, levando-a à morte. A inibição resulta da ligação das moléculas do herbicida ao transportador de elétrons denominado plastoquinona QB, que participa do Fotossistema II nos cloroplastos.

Essa ligação bloqueia o fluxo de elétrons entre os Fotossistemas I e II, o que impede a produção do ATP necessário às demais etapas da fotossíntese.

Quando absorvida pelas plantas cujo cultivo se deseja proteger (ou seja, milho, cana-de-açúcar, sorgo e abacaxi), a atrazina é transformada em compostos não tóxicos para esses vegetais. Como afeta apenas as ervas daninhas, preservando as plantas cultivadas, esse herbicida é considerado seletivo.

Segundo a Embrapa (você pode conferir aqui), apesar de seu uso ser proibido em vários países, a atrazina é o segundo herbicida mais utilizado no Brasil. Esse agrotóxico é persistente, isto é, sua degradação ambiental é lenta, e já foi detectado em solos, pastagens, lençóis freáticos, rios, lagos, oceanos e geleiras.

O acúmulo da atrazina no ambiente pode afetar os seres vivos nele presentes, como se demonstrou para o sapo-com-garras-africano (Xenopus laevis). Os machos dessa espécie, quando expostos à atrazina, sofreram modificações em algumas de suas características sexuais.

Na maioria dos animais, o hormônios estrógeno e testosterona são os responsáveis pelas características típicas de cada sexo. Tais diferenças comumente não se restringem à estrutura do sistema reprodutor. Há variações, também, quanto ao porte, quantidade de tecido muscular, coloração, dentre outras.

Em Xenopus laevis, assim como em outras espécies de sapos, os machos se caracterizam pela vocalização (o coaxar) para atração das fêmeas. Para que isso seja possível, é necessário que desenvolvimento da musculatura do tronco e da laringe, estimulado pela testosterona, seja proporcionalmente maior do que nas fêmeas.

Para compreendermos os efeitos da atrazina sobre esses animais é necessário considerar que os hormônios sexuais estrógeno e testosterona exibem estrutura molecular semelhante, visto que são, na realidade, lipídeos pertencentes a uma mesma classe, a dos esteroides.

Os esteroides constituem uma grupo de lipídeos do qual fazem parte, além dos já citados hormônios sexuais, o colesterol, o cortisol, a aldosterona, os fitoesteroides (típicos dos vegetais), dentre outros. Esses compostos têm em comum uma estrutura constituída por quatro anéis fundidos (A, B, C e D, na figura a seguir). Tal conformação recebe o nome de ciclopentanoperidrofenantreno.

Os estrógenos (estrogênios) são um grupo de esteroides constituído pelo estradiol, estriol e estrona, que atuam como hormônios sexuais femininos. A figura a seguir ilustra a estrutura do estradiol.

Já a testosterona é o hormônio responsável pelo desenvolvimento das características sexuais masculinas.

Especula-se que a atrazina provoque hermafroditismo e desmasculinização da laringe (devido à redução da musculatura) por estimular a atividade de uma enzima denominada aromatase. Essa enzima converte testosterona em estrógeno.

Dessa forma, a exposição de Xenopus laevis à atrazina provocaria não apenas a redução da concentração de testosterona, mas também acréscimo na quantidade de estrógenos. Como consequência, são observadas as alterações citadas no enunciado da questão proposta, ou seja, hermafroditismo e desmasculinazação da laringe.

Quando os machos expostos à atrazina são comparados com os controles (isto é, machos e fêmeas não submetidos à exposição ao herbicida), observa-se que a concentração de testosterona nos animais sujeitos à atrazina é inferior ao dos machos controle, assemelhando-se à verificada nas fêmeas.

As diferentes características – tanto do sistema reprodutor, quanto outras – observadas na maioria dos animais é resultado da ação dos hormônios sexuais testosterona e estrógenos (estradiol, estriol e estrona). Esses hormônios são lipídeos pertencentes ao grupo dos esteroides. Também são lipídeos esteroides, o colesterol, o cortisol, a aldosterona e os fitoesteroides (encontrados exclusivamente nos vegetais). Os esteroides se caracterizam por apresentar um grupo de quatro anéis carbônicos fundidos.

Os estrógenos estimulam o desenvolvimento das características sexuais das fêmeas, enquanto a testosterona responde pelos caracteres típicos dos machos.

A atrazina é utilizada há várias décadas para eliminar ervas daninhas das culturas de milho, cana-de-açúcar, abacaxi e sorgo. É um herbicida seletivo, uma vez que afeta apenas as plantas-alvo (ervas daninhas), preservando os vegetais cultivados.

Esse agrotóxico provoca a morte das plantas indesejáveis por impedir o fluxo de elétrons entre os Fotossistemas I e II. Ao bloquear esse fluxo, ligando-se a um dos transportadores de elétrons, a atrazina impede a formação das moléculas de ATP necessárias à continuidade do processo fotossintético, o que resulta na morte do vegetal.

Entretanto, verificou-se que esse herbicida afeta a produção dos hormônios sexuais em sapos-com-garras-africanos, pertencentes à espécie Xenopus laevis. Especula-se que a atrazina estimula a atividade da enzima aromatase. Essa proteína é responsável por catalisar a conversão de testosterona em estrógeno (estradiol).

Dessa forma, os animais machos expostos à essa substância se caracterizam por apresentar baixas concentrações de testosterona em seus organismos, quando comparados com os sapos machos não expostos (grupo controle). Na realidade, a concentração desse hormônio nos animais submetidos à exposição à atrazina é similar a quantidade presente nas fêmeas não expostas (grupo controle).

Devido a isso, os sapos machos expostos à atrazina, exibem desenvolvimento anômalo de seus caracteres sexuais primários (sistema reprodutor) e secundários (tais como a vocalização). Neles, observam-se casos de hermafroditismo e a desmasculinização da laringe, que afeta a capacidade de vocalização (coaxar).

Sendo assim, podemos concluir que o hormônio cujas concentrações foram representadas na figura (gráfico) presente no enunciado da questão proposta é a testosterona.