Questão 89 do ENEM 2012 — Ciências da Natureza

A imagem e o texto da questão descrevem um comportamento clássico e fundamental para a biologia celular: a auto-organização dos fosfolipídios em meio aquoso. Para entender por que eles formam essa estrutura de bicamada (o lipossomo), precisamos olhar para a estrutura química dessas moléculas.

Os fosfolipídios são os principais componentes das membranas celulares e possuem uma característica estrutural muito especial: eles têm uma verdadeira "dupla personalidade" química.

Analisando a molécula, percebemos duas regiões distintas:

1. Uma "cabeça" polar, que contém um grupo fosfato. Como a molécula de água ($H_2O$) também é polar, essa região interage muito bem com o meio aquoso. Chamamos essa parte de hidrofílica (do grego hydro, água, e philia, afinidade/amor).
2. Duas "caudas" apolares, formadas por longas cadeias de hidrocarbonetos (ácidos graxos). Por serem apolares, elas não se misturam com a água. Chamamos essa região de hidrofóbica (phobos, medo/aversão).

Quando essas moléculas são colocadas em água, elas precisam encontrar uma forma de acomodar essas duas naturezas opostas. A solução termodinamicamente mais estável é formar uma bicamada. Nela, as caudas hidrofóbicas se voltam para o interior, escondendo-se da água e interagindo apenas entre si. Ao mesmo tempo, as cabeças hidrofílicas ficam voltadas para as superfícies externa e interna do lipossomo, mantendo contato direto com o meio aquoso.

Na química e na biologia, uma molécula que possui simultaneamente uma região polar (hidrofílica) e uma região apolar (hidrofóbica) é classificada como anfifílica (ou anfipática).

Podemos confirmar isso analisando os erros das outras alternativas:

• Se a molécula fosse inteiramente polar (Alternativa A), ela se dissolveria completamente na água, sem formar a estrutura organizada da bicamada.
• Se fosse inteiramente apolar (Alternativa B), ela formaria uma gota isolada para fugir da água, como faz o óleo de cozinha, e não um lipossomo com um compartimento aquoso interno.
• O termo anfotérico (Alternativa C) refere-se a substâncias que podem atuar tanto como ácidos quanto como bases, o que não explica a organização estrutural baseada em solubilidade.
• O termo insaturada (Alternativa D) refere-se à presença de ligações duplas entre carbonos nas caudas. Embora existam fosfolipídios insaturados (o que garante a fluidez da membrana celular), essa característica não é a responsável pela formação da bicamada em si.

Portanto, o arranjo característico mostrado na figura deve-se à natureza anfifílica dos fosfolipídios, que buscam a configuração de menor energia para satisfazer suas partes hidrofílicas e hidrofóbicas.