Desde a descoberta da D20 (água pesada) e sua utilização como moderador em reatores nucleares, seus efeitos biológicos têm sido extensivamente, embora raramente profundamente estudado. Este artigo analisa estes efeitos em animais inteiros, células animais e microrganismos., Tanto o “solvente isótopo efeitos,” devido às propriedades especiais da D20 como um solvente, e “deutério, isótopo efeitos” (DIE), que resultam quando D substitui H em muitas moléculas biológicas, são considerados. A baixa toxicidade de D20 para os mamíferos é refletida em seu uso generalizado para medir espaços de água em humanos e outros animais. Concentrações mais elevadas (geralmente >20% do peso corporal) podem ser tóxicas para animais e células animais. Foram observados efeitos no sistema nervoso e no fígado e na formação de diferentes células sanguíneas., A nível celular, o D20 pode afectar a mitose e a função da membrana. Os protozoários são capazes de suportar até 70% D20. Algas e bactérias podem se adaptar para crescer em 100% D2O e podem servir como fontes de um grande número de moléculas deuteradas. A D2O aumenta a estabilidade calorífica das macromoléculas, mas pode diminuir a estabilidade calorífica celular, possivelmente como resultado da inibição da formação de caperonina. Concentrações elevadas de D2O podem reduzir a hipertensão induzida pelo sal e etanol nos ratos e proteger os ratinhos da degradação gama., Tais concentrações também são usadas na terapia de captura de nêutrons de boro para aumentar a penetração de nêutrons em compostos de boro ligados a células malignas. A D2O é mais tóxica para o maligno do que as células animais normais, mas em concentrações demasiado elevadas para uso terapêutico regular. D2O e drogas deuteradas são amplamente utilizados em estudos de metabolismo de drogas e substâncias tóxicas em seres humanos e outros animais. As formas deuterizadas de drogas muitas vezes têm ações diferentes do que as formas protonadas. Algumas drogas deuterizadas mostram diferentes processos de transporte., A maioria é mais resistente às alterações metabólicas, especialmente às alterações mediadas pelos sistemas do citocromo P450. A deuteração pode também alterar a via metabólica do fármaco (mudança metabólica). A alteração do metabolismo pode levar a um aumento da duração de acção e a uma menor toxicidade. Pode também conduzir a uma menor actividade, se o fármaco for normalmente alterado para a forma activa in vivo. A deuteração também pode reduzir a genotoxicidade do medicamento antineoplásico tamoxifeno e outros compostos., A deuteração aumenta a eficácia dos ácidos gordos de cadeia longa e da fluoro-D-fenilalanina, impedindo a sua degradação por microrganismos-alvo. Alguns antibióticos deuterados foram preparados, e sua atividade antimicrobiana foi considerada pouco alterada. A sua acção sobre bactérias resistentes não foi estudada, mas não há razões para crer que seriam mais eficazes contra essas bactérias. A resistência dos insectos aos insecticidas é muitas vezes devida à destruição dos insecticidas através do sistema do citocromo P450., Insecticidas deuterados podem muito bem ser mais eficazes contra insetos resistentes, mas esta possibilidade potencialmente valiosa ainda não foi estudada.
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