Questão Q06 da 2ª fase da FUVEST 2025
A lidocaína é um anestésico local muito utilizado por dentistas. Ela atua a partir de sua passagem através da membrana lipídica que envolve os neurônios, que são as células responsáveis pela transmissão do sinal da dor. A eficácia de um anestésico depende da sua capacidade de permear a membrana lipídica, sendo que o efeito anestésico é tanto maior quanto maior a permeação. Em meio ácido, a lidocaína é protonada conforme equação química a seguir.
Considerando as informações apresentadas, responda:
a) Qual o nome da função orgânica que é protonada na molécula de lidocaína?
b) Sabendo que processos inflamatórios geram produtos ácidos, a lidocaína, quando aplicada em regiões com inflamação, tem seu efeito reduzido, amplificado ou inalterado? Justifique a sua resposta.
c) Outro anestésico local muito utilizado é a bupivacaína, cuja estrutura química é apresentada a seguir.
Comparando essa molécula com a molécula da lidocaína (I), e considerando apenas a capacidade de penetrar a membrana lipídica dos neurônios, qual das duas deve ter um maior efeito anestésico? Justifique a sua resposta com base na estrutura das moléculas.
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Resolução comentada
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a) Na lidocaína (I), o nitrogênio que recebe o \ce{H+} é o que está ligado a dois grupos etila e ao \ce{CH2} vizinho da carbonila, ou seja, a três carbonos. Ele tem um par de elétrons livre, que faz a ligação com o próton e forma o cátion (II). Um nitrogênio ligado a três carbonos saturados, sem ligação com carbonila, caracteriza uma amina terciária. O outro nitrogênio, ligado à carbonila, pertence à função amida e não é o protonado.
Função protonada: amina terciária.
b) A protonação é um equilíbrio: lidocaína (I) +\ \ce{H+} \rightleftharpoons forma protonada (II). Em meio inflamado há mais ácido, ou seja, mais \ce{H+}. Pelo princípio de Le Chatelier, o equilíbrio se desloca para a direita e aumenta a fração de lidocaína na forma catiônica (II).
A forma (II) é iônica e muito mais polar. Ela interage mal com a região apolar (lipídica) da membrana e permeia pouco. Como o efeito anestésico cresce com a permeação, menos lidocaína neutra atravessa a membrana e o efeito diminui.
O efeito é reduzido, porque o meio ácido desloca o equilíbrio para a forma protonada (iônica), que atravessa pouco a membrana lipídica.
c) A permeação em membrana lipídica é favorecida por maior caráter apolar da molécula, isto é, por uma parte hidrocarbônica maior. A lidocaína e a bupivacaína têm o mesmo anel aromático dimetilado e o mesmo grupo amida, que são polares da mesma forma. Elas diferem na parte ligada ao nitrogênio da amina: a lidocaína tem dois grupos etila (\ce{C4} no total), enquanto a bupivacaína tem um anel piperidínico mais uma cadeia butila, com mais carbonos (cadeia apolar maior).
A bupivacaína tem, portanto, maior parte apolar. Ela é mais lipofílica e interage melhor com a membrana lipídica, penetrando mais.
A bupivacaína deve ter maior efeito anestésico, pois sua cadeia carbônica apolar (anel piperidínico e grupo butila) é maior, o que favorece a permeação na membrana lipídica.
Assuntos: funções orgânicas, equilíbrio químico, polaridade e solubilidade.
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