O que é que sabemos e em que parte do corpo se encontra?

O que é que sabemos sobre o enxofre e quais são as suas propriedades?

O enxofre é um elemento inorgânico importante, que se encontra frequentemente no nosso ambiente, seja na atmosfera, na água ou no solo, e é também um componente importante dos sistemas biológicos - plantas, animais e seres humanos.

É conhecido pelo símbolo químico S, que deriva do nome latino enxofre.

O enxofre é um elemento do grupo 16 da tabela periódica dos elementos químicos e encontra-se no período 3.

O nome deriva das palavras gregas chalkos (minério) e gennaó (formar).

O seu nome indica, portanto, que são formadores de minérios e ocorrem principalmente sob a forma de minérios.

O enxofre elementar é um sólido cristalino quebradiço à temperatura ambiente, de cor amarela pálida, inodoro e insípido.

É um elemento não metálico, não é capaz de conduzir uma corrente eléctrica, é insolúvel em água, mas dissolve-se em solventes orgânicos.

É bastante reativo e combina-se com muitos elementos. Arde com uma chama azul caraterística para formar dióxido de enxofre, que já tem um odor irritante e sufocante.

O enxofre é capaz de formar muitas moléculas poliatómicas no estado sólido, líquido e gasoso, ou seja, tem muitas formas.

Resumo tabular da informação química e física básica sobre o enxofre

É o décimo elemento mais abundante no universo.

Ocorre em menor quantidade na sua forma elementar natural, sendo muito mais comum em compostos nos quais ocorre principalmente como sulfuretos (S2-) ou sulfatos (SO42-).

É um componente de depósitos subterrâneos - como minério de sulfureto (forma pura), como vários minerais, como parte de fontes termais e géisers, e em combustíveis fósseis (petróleo, gás natural, carvão).

Também se encontra frequentemente em zonas vulcânicas na sua forma elementar.

Os minerais de sulfureto mais conhecidos são a pirite (FeS2), a cinabarite (HgS), a galena (PbS), a esfalerite (ZnS) ou a antimonite (Sb2S3). Os minerais de sulfato mais conhecidos são a gipsite (CaSO4), a celestina (SrSO4) ou a barite (BaSO4).

O enxofre é conhecido desde os tempos pré-históricos devido à sua existência em estado puro. Os povos pré-históricos utilizavam o enxofre como pigmento para as pinturas rupestres e era utilizado em cerimónias nas religiões egípcias. É também mencionado na Bíblia - em relação aos fogos do inferno que o enxofre alimentava.

A utilização prática do enxofre começou no Egipto, onde era utilizado para branquear o algodão, ou na China, onde fazia parte de explosivos.

O enxofre foi descoberto como elemento em 1777 pelo químico francês Antoine Lavoisier, e só em 1809 se provou que era um elemento químico.

Atualmente, o enxofre é utilizado principalmente (até 85 % da quantidade total) para produzir ácido sulfúrico, que é depois utilizado, por exemplo, na produção de fertilizantes, pigmentos, explosivos, produtos petrolíferos, pilhas e acumuladores.

O enxofre é também utilizado no fabrico de papel, corantes, fósforos, insecticidas e antimofo, como agente branqueador, conservante, antioxidante ou como componente de medicamentos (por exemplo, antibióticos, anestésicos, analgésicos, antieméticos, eméticos ou para o tratamento de doenças cardíacas).

Qual é o papel do enxofre no organismo?

O enxofre está quase sempre presente no organismo humano como parte de moléculas mais complexas, não se encontrando na sua forma livre.

Estas moléculas, das quais o enxofre é uma parte insubstituível, desempenham um papel importante em muitos processos fisiológicos e são essenciais para a saúde e o bom funcionamento do organismo.

A maior parte do enxofre encontra-se em compostos orgânicos complexos, como os aminoácidos, as proteínas, as enzimas ou as vitaminas, e apresenta-se em diversas configurações nestes compostos.

Os aminoácidos mais comuns que contêm enxofre na sua estrutura são a metionina, a cisteína, a homocisteína e a taurina, enquanto outros incluem a cistina, a cistationa ou o ácido cisteico.

A maior proporção de enxofre da quantidade total de enxofre no corpo encontra-se nas proteínas, cujos blocos de construção são aminoácidos que contêm enxofre.

Entre as vitaminas, as mais importantes são a tiamina (vitamina B1) e a biotina (vitamina B7). O enxofre encontra-se também noutros compostos orgânicos, como o ácido lipóico, a coenzima A, o glutatião, o sulfato de condroitina, a heparina, os estrogénios ou o fibrinogénio.

As funções biológicas básicas do enxofre, quer na sua própria forma quer como parte de moléculas mais complexas, incluem:

• É um bloco de construção para aminoácidos, vitaminas e outros compostos orgânicos importantes.
• Está envolvido na estrutura e função das proteínas (através dos aminoácidos como blocos básicos de construção das proteínas).
• Influencia a função enzimática e os processos metabólicos.
• Promove a força e a resistência do cabelo, das unhas, da pele e da cartilagem.
• Tem efeitos antioxidantes.
• Tem efeitos antimicrobianos e antifúngicos.
• Tem um efeito benéfico no desenvolvimento e na função do cérebro e dos nervos.
• Tem um efeito sobre a função hormonal.
• Quando utilizado externamente, retarda a formação e a multiplicação das células da pele (este efeito é utilizado no tratamento de várias doenças da pele).

As fontes mais importantes de enxofre para o organismo

A fonte mais importante de enxofre para o ser humano é a alimentação, através da qual o enxofre é absorvido sob a forma de compostos mais complexos (principalmente aminoácidos e vitaminas) ou sob formas mais simples - como sulfitos ou sulfatos.

Muitos compostos de enxofre são tóxicos para os seres humanos (por exemplo, o sulfureto de hidrogénio), não só quando ingeridos por via oral, mas também quando inalados.

Por conseguinte, existe apenas um número limitado de compostos de enxofre que são seguros e necessários para o corpo humano.

A maior parte do enxofre alimentar provém de dois aminoácidos - a metionina e a cisteína - que se encontram nas proteínas de origem vegetal e animal.

A metionina é um aminoácido essencial que o corpo não consegue produzir por si próprio, pelo que dependemos da sua ingestão na alimentação.

No caso da cisteína, a situação é um pouco diferente: não é um aminoácido essencial, porque a cisteína é formada no organismo no processo de metabolismo da metionina.

A necessidade fisiológica de cisteína é satisfeita não só pela ingestão dietética de cisteína, mas também pelo aumento da ingestão de metionina, que é subsequentemente metabolizada em cisteína.

A necessidade diária de enxofre no homem é adequadamente satisfeita se forem consumidos aproximadamente 13 mg/kg destes aminoácidos na dieta.

De um ponto de vista nutricional, a metionina, por si só, também pode fornecer ao organismo todo o enxofre de que este necessita.

O enxofre também entra no organismo através dos seus compostos inorgânicos presentes na alimentação - ou seja, sulfatos ou sulfitos - que, no entanto, constituem apenas uma fonte negligenciável de enxofre para o organismo.

A sua absorção no trato gastrointestinal é baixa e, por isso, raramente são incluídos na dose diária necessária de enxofre.

Os alimentos de origem animal ricos em enxofre são as proteínas animais, os ovos, os produtos lácteos, a carne, o peixe e o marisco.

Entre os alimentos de origem vegetal, os mais importantes são os legumes (cebola, alho, alho francês, cebolinho, couve, couve-flor, brócolos, agrião, mostarda, rábano, rabanete), frutos (framboesas), nozes e gérmen de trigo.

O enxofre também se encontra nas águas minerais ou em pequenas quantidades na água da torneira.

O enxofre pode ter um cheiro caraterístico em alguns alimentos proteicos que se assemelha a ovos podres.

Não existem recomendações definidas para o enxofre e para a sua ingestão diária óptima, mas a ingestão de quantidades suficientes de aminoácidos contendo enxofre garante quantidades suficientes e necessárias de enxofre para o bom funcionamento do organismo.

Na indústria alimentar, podemos também observar a adição deliberada de enxofre aos alimentos durante o processamento.

Trata-se da adição de sulfitos, que actuam como conservantes, antioxidantes ou agentes branqueadores nos alimentos.

Normalmente, os sulfitos são adicionados a alimentos como:

• Frutas e vegetais crus, processados, congelados, secos ou enlatados, em sumos, compotas, marmeladas ou pastas para barrar
• Produtos de confeitaria, xaropes e adoçantes
• Cereais e produtos à base de cereais, frutos de casca rija
• Produtos à base de carne
• Peixe e marisco
• Ervas aromáticas e especiarias
• Cerveja, vinho, álcool e bebidas aromatizadas

Lista tabular de aditivos alimentares autorizados

Os sulfitos estão também presentes em muitos medicamentos ou suplementos alimentares.

Enxofre - da ingestão à excreção

Absorção

Como já foi referido, quase todo o enxofre entra no organismo através de dois aminoácidos - metionina ou cisteína.

No caso da metionina, o principal local de absorção é o intestino delgado, onde a metionina é absorvida por transportadores específicos.

A metionina é um dos aminoácidos com maior taxa de absorção no trato digestivo.

A proporção de metionina absorvida é relativamente elevada, mas cerca de 20-30 % da quantidade é metabolizada diretamente durante a absorção, formando sulfatos.

A cisteína é absorvida no ambiente do intestino delgado e também através de transportadores específicos dependentes de energia.

A absorção de compostos inorgânicos de enxofre no trato gastrointestinal, ou seja, sulfatos ou sulfitos absorvidos na dieta ou formados pelo metabolismo dos aminoácidos, é baixa.

A maioria dos sulfatos até 1 grama é absorvida no intestino delgado e grosso, através do transportador de sulfato de sódio.

Distribuição

Os sulfatos estão em quarto lugar na lista dos aniões mais abundantes no sangue humano.

A sua concentração na urina é de cerca de 300 µmol/l. A ingestão alimentar de sulfatos ou de aminoácidos contendo enxofre aumenta os seus níveis, por vezes por um fator de dois.

A concentração habitual de sulfitos no sangue é de 5 µmol/l, mas pode situar-se no intervalo de referência de 0-10 µmol/l.

Nas análises sanguíneas normais, o nível de enxofre ou dos seus compostos não é determinado.

O enxofre é transportado do sangue para os tecidos e células do organismo através de vários tipos de transportadores.

Os sulfatos ou aminoácidos que contêm enxofre podem também atravessar a placenta em ambas as direcções. Esta capacidade de atravessar em ambas as direcções é essencial tanto para manter um fornecimento adequado de enxofre ao feto como para evitar excessos nocivos.

O enxofre atravessa igualmente a barreira hemato-encefálica sob a forma de cistina, que é subsequentemente degradada em sulfato no ambiente cerebral.

Metabolismo e armazenamento do enxofre

Uma vez que o enxofre é normalmente ingerido na dieta sob a forma de moléculas mais complexas, é metabolizado ou decomposto em moléculas mais simples no organismo.

Em geral, o enxofre é metabolizado através da oxidação do enxofre sob a forma de sulfuretos S2- (nesta forma está presente em compostos orgânicos mais complexos) em sulfitos SO32- e posteriormente em sulfatos SO42-.

Os sulfatos podem ser armazenados nos tecidos ligados ao ascorbato, formando assim reservas de enxofre. No entanto, estas reservas de enxofre são muito pequenas. Posteriormente, o enxofre é libertado da sua ligação ao ascorbato por enzimas, de acordo com as necessidades do organismo.

O metabolismo da metionina ocorre através de uma série de processos que são controlados por enzimas. O resultado final do seu metabolismo é a formação de sulfato.

No entanto, durante o seu metabolismo, para além do sulfato, formam-se homocisteína, cistationa, cistina, taurina e também cisteína, que são os produtos do metabolismo da metionina.

A cisteína não é um aminoácido essencial, pelo que a fonte de cisteína não é apenas o alimento em si, mas também pode ser formada no corpo devido à metionina.

As moléculas de cisteína e de metionina não são armazenadas no organismo, sendo oxidadas em sulfatos inorgânicos ou ligadas ao glutatião (um tripeptídeo composto por três aminoácidos com fortes propriedades antioxidantes).

Excreção

O enxofre e os seus compostos são excretados do organismo principalmente na urina.

Todos os dias, os seres humanos excretam um total de aproximadamente 1,3 g de enxofre na urina. Se a ingestão alimentar de enxofre for mais elevada, a proporção de enxofre excretado aumenta.

O enxofre é excretado na urina sob a forma de ésteres orgânicos (cerca de 15 %), sendo o restante volume perdido sob a forma de sulfatos.

A taxa de excreção de enxofre pelos pulmões é também influenciada pelo nível de vitamina D no organismo.

As outras vias de excreção de enxofre, por exemplo, as fezes, são negligenciáveis (< 0,5 mmol/dia).

Qual é a consequência de um desvio dos níveis fisiológicos de enxofre?

Tal como acontece com outros minerais ou oligoelementos, é importante manter o enxofre em níveis que sejam benéficos e seguros para o organismo.

As consequências patológicas de uma deficiência de enxofre no corpo humano não foram definidas e são, portanto, desconhecidas.

Algumas fontes referem que ocorreram perturbações cerebrais e danos no tecido conjuntivo em doentes com um defeito em transportadores específicos de enxofre.

Níveis excessivamente elevados de enxofre no organismo podem causar a perda de minerais dos ossos e, consequentemente, aumentar o risco de osteoporose.

A exposição a doses elevadas de enxofre pode desencadear ataques de asma e reacções alérgicas cutâneas como a urticária.

O enxofre também tem muitos compostos que são tóxicos para os seres humanos, como por exemplo o dióxido de enxofre.

A exposição do organismo a estes compostos, por exemplo sob a forma de poluição atmosférica, provoca inflamação do trato respiratório superior, estreitamento das vias respiratórias e doença pulmonar.

A principal e maior fonte de enxofre é a ingestão alimentar sob a forma dos aminoácidos que contêm enxofre, a metionina e a cisteína.

Por conseguinte, os sintomas da sua deficiência ou excesso podem ser parcialmente atribuídos ao enxofre.

A principal causa da deficiência de metionina e cisteína no organismo é uma ingestão significativamente baixa de proteínas na dieta. A menos que haja um problema associado com a absorção ou o metabolismo destes dois aminoácidos, a deficiência pode ser resolvida aumentando a sua ingestão.

No entanto, também são conhecidos defeitos congénitos na absorção ou no metabolismo destes aminoácidos, pelo que os seus níveis excessivos ou insuficientes no organismo não dependem diretamente da ingestão alimentar.

Os defeitos congénitos de absorção incluem, por exemplo, várias malabsorções.

As perturbações metabólicas incluem distúrbios na função de várias enzimas envolvidas no metabolismo da metionina e da cisteína, o que acaba por levar à acumulação ou ausência dos seus metabolitos no organismo.

Em geral, estas perturbações manifestam-se principalmente por

• perturbação da função mental
• atraso no desenvolvimento do indivíduo
• perturbações convulsivas
• perturbações do movimento
• perturbações do sangue, como deficiências de glóbulos vermelhos e de plaquetas
• acumulação excessiva de determinados metabolitos na urina
• formação de cálculos renais e urinários

Uma doença importante relacionada com o metabolismo deficiente de aminoácidos contendo enxofre é uma doença chamada homocistinúria.

Surge como resultado de uma função deficiente da enzima cistationina sintetase, que facilita a conversão da homocisteína em enxofre.

A homocisteína acumula-se assim no sangue em grandes quantidades e causa problemas de saúde, sendo também excretada em grandes quantidades na urina.

Uma vez que a homocisteína é um precursor para a formação de cisteína, a sua produção é reduzida nesta doença.

A homocistinúria provoca lesões oculares (miopia, turvação e deslocamento do cristalino), lesões ósseas (osteoporose, escoliose, fracturas) ou perturbações do sistema nervoso (atraso no desenvolvimento, deficiência intelectual, perturbações psicológicas).

A homocisteína contribui também de forma importante para as doenças cardiovasculares, nomeadamente trombose venosa profunda, embolia pulmonar ou acidente vascular cerebral.

Alguns estudos associaram igualmente a metionina ao desenvolvimento de determinados cancros, uma vez que o crescimento de algumas células cancerosas apresenta uma dependência deste aminoácido.