Como vocês ouviram, em 2017, o Prêmio Nobel de medicina ou fisiologia foi para os americanos Jeffrey C Hall, Michael Rosbash, Michael W Young por suas descobertas no campo do ritmo circadiano - o mecanismo das células que regula o relógio interno pessoas, animais e plantas.
Os cientistas, por exemplo, conseguiram isolar um gene que regula o ritmo circadiano da mosca Drosophila.
O relógio interno é responsável pelos ciclos do sono, pressão arterial, níveis hormonais e temperatura corporal. Eles afetam toda a vida na Terra, de cianobactérias unicelulares a vertebrados superiores, incluindo nós, humanos.
O sol e outros Zeitgebers
O estudo de relógios internos tornou-se um ramo da ciência completamente independente, que é chamado de cronobiologia.
A cronobiologia, como o nome sugere, se resume ao estudo dos ritmos biológicos e como eles se relacionam com o meio ambiente: os alemães os chamam de Zeitgebers, ou seja, sincronizadores.
O Zeitgeber mais óbvio, é claro, é a luz do sol e seus ciclos.
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Nós, humanos, desde tempos imemoriais, observamos as reações da natureza ao aumento e diminuição da luz solar, principalmente como as plantas abrem e fecham suas flores e folhas de acordo com a quantidade de luz recebida.
Mas foi apenas no século 18 que o homem conseguiu provar que não se tratava apenas de sinais externos: algo dentro do próprio organismo revela o segredo do relógio biológico, que não depende apenas da altura em que o sol nasce no céu.
Levanta-te, mimosa
Um dos primeiros a fazer observações científicas desse fenômeno foi o astrônomo francês Jean Jacques d'Ortous de Mairan.
Era 1729 quando ele colocou um arbusto de mimosa no escuro e percebeu que ele ainda abre e fecha as folhas, dependendo da hora do dia e se o sol brilha em algum lugar que não seja próximo.
Mimosa ao sol / flickr.com, Ben Blash
A partir disso, ele concluiu que o impulso da planta para abrir e fechar as folhas está associado a um mecanismo interno, e não a uma consequência de uma reação servil a estímulos externos na forma de mudanças na luz solar.
Mas é claro que se as flutuações da luz do dia forem removidas da equação por um período de tempo mais longo, o relógio biológico, é claro, vai dar errado mais cedo ou mais tarde.
Isolamento subterrâneo
Um dos primeiros cientistas que, em nosso tempo, estudou ativamente a influência do relógio biológico nos humanos foi o geólogo e espeleólogo francês Michel Siffre no início dos anos 60.
Isso foi no início da era das viagens espaciais e durante a Guerra Fria, quando uma pessoa se interessou pela reação do corpo a longos períodos de isolamento, por exemplo, em uma cápsula espacial ou em um abrigo contra bombas após uma guerra atômica.
Em 1962, Sifr, de 23 anos, fez uma descoberta com uma experiência ousada em que foi capaz de provar que temos um relógio embutido, assim como as plantas.
Ele se isolou do mundo de 18 de julho a 14 de setembro de 1962 na Caverna da Geleira Scarasson, que está localizada nos Alpes franceses a uma profundidade de 100 metros abaixo do solo.
Sifr mantinha contato com o mundo externo apenas por meio da linha telefônica, que costumava relatar quando ia para a cama e ao se levantar.
Desorientação severa
A ausência de estímulos externos e relógios, ao longo do tempo, desorientou completamente o Sifr em termos de passagem do tempo (e, como ele próprio admitiu mais tarde, quase o deixou louco).
O próprio Sifr acreditava que dormia em ciclos de 15 horas e que havia perdido completamente o contato com o ritmo circadiano natural. Mas descobriu-se que seu corpo acompanhava perfeitamente o tempo, vivendo por dias com duração média de 24,5 horas.
Depois que Sifr passou 63 dias em uma caverna de gelo, ele finalmente saiu à luz do dia, acreditando que era 20 de agosto no calendário. Em outras palavras, ele perdeu um mês inteiro em sua mente.
Mas o corpo sabia melhor. E Sifr foi capaz de provar de uma vez por todas que nós, humanos, estamos equipados com relógios biológicos.
Mais e mais cientistas estão se aprofundando neste tópico
Alguns anos depois, Michel Sifre conduziu outro experimento semelhante, mas desta vez como observador de dois outros espeleólogos, Josie Laures e Antoine Senni. Eles também se deixaram isolar no subsolo, cada um em sua própria caverna, a cerca de cem metros de distância.
As únicas pessoas na superfície da Terra com quem Lores e Senny mantinham contato por telefone eram cientistas, registrando seus tempos de sono, indicadores físicos e refeições.
Lores e Senny não precisavam sofrer de ociosidade, o objetivo do experimento não era privá-los completamente de estímulos sensoriais, eles podiam, digamos, ouvir música ou fazer algum trabalho manual: por exemplo, Lores tricotava.
Lores passou 88 dias em sua caverna, enquanto Senny passou 126 dias na dela. Quando eles finalmente emergiram de lá, ambos estavam em condições físicas relativamente boas, mas ainda mais confusos do que Sifr após o experimento.
Antoine Senny acreditava, por exemplo, que havia saído da caverna em 4 de fevereiro, quando a data correta era 5 de abril. Josie Lores estava geralmente em boas condições físicas, mas demorava muito para restaurar o ciclo natural do sono.
05 de abril de 1965. Antoine Senny (centro) deixa a caverna após 125 dias sozinho. Ele é saudado por Josie Lores (à direita), outra participante do experimento que passou 88 dias isolada / AP Photo
Naquela época, o isolamento conseguia enganar até o relógio biológico.
Acontece que Senny caiu em um ritmo em que conseguia dormir 30 horas seguidas, embora ele mesmo acreditasse que só se deitou para uma soneca leve.
A bela adormecida da realidade
Estudos mais recentes isolados mostraram que as pessoas podem estender seu ciclo de sono em até 48 horas se não forem expostas a nenhum estímulo externo.
Mas também experimentos repetidos com isolamento mostraram que o relógio interno de uma pessoa, nosso ritmo circadiano, ocorre naturalmente em um ciclo de pouco mais de 24 horas. Mas onde está esse relógio, puramente fisicamente?
Tudo isso está associado a uma pequena área no cérebro - o núcleo supraquiasmático do hipotálamo. Tem o tamanho de um grão de arroz. Na prática, é esse relógio biológico que regula nosso ritmo diário.
E obtém informações básicas de tempo do sol. À noite, quando as luzes se apagam, ele manda um sinal para a glândula pineal começar a produzir melatonina, que manda o corpo ir para a cama.
No verão, esse mecanismo funciona ao contrário, o nível de melatonina cai, à medida que a quantidade de luz aumenta, o que, entre outras coisas, aumenta a produção de prolactina nas mulheres, o que aumenta a fertilidade.
Portanto, todos os que nasceram na região do equinócio primaveril, talvez, devam agradecer ao sol de verão, que nove meses antes deixou papai e mamãe de bom humor.
Quem não vê
O núcleo supraquiasmático, que regula nosso relógio interno, sai, recebe um sinal dos olhos, através da visão. Mas e os cegos? Como seu relógio biológico é regulado?
Na verdade, os cegos muitas vezes sofrem de problemas de sono e precisam tomar melatonina para aliviar os sintomas.
Mas há um estudo americano e britânico que mostra que mesmo em uma pessoa totalmente cega que destruiu as próprias células visuais da retina, ou seja, os chamados bastonetes e cones, o olho pode registrar a luz, inclusive se a própria pessoa não souber disso.
Em outras palavras, o sinal ainda pode entrar no hipotálamo através do nervo óptico. Portanto, seu relógio biológico pode estar funcionando mesmo que você não possa ver. E embora nossos relógios internos continuem funcionando por longos períodos isolados, sem luz ficamos doentes.
Experimentos com ratos de laboratório mostraram que ratos que foram colocados no escuro por longos períodos sofreram de sintomas semelhantes aos da depressão.
A falta de luz reduz a secreção de dopamina, afeta os níveis de açúcar no sangue e até prejudica a memória. Tanto em camundongos quanto em humanos.
Deer Cunning
No entanto, as renas que pastam no norte da Lapônia resolveram tudo de uma forma muito inteligente. Afinal, eles vivem em escuridão contínua, depois em luz contínua, dependendo da estação do ano, então devem estar em constante estresse.
Mas descobriu-se que o relógio biológico dos cervos funciona de maneira um pouco diferente do nosso. Nosso relógio interno garante que a melatonina seja liberada em um ciclo de 24 horas relativamente regular.
Em cervos, a produção de melatonina está mais diretamente relacionada à quantidade de luz recebida, ao invés de um relógio biológico determinado geneticamente.
Ou seja, o nível do hormônio aumenta quando está escuro e diminui quando está claro. Ou seja, o cervo não tem ritmo diurno, mas podemos dizer que tem ritmo anual.
Isso permite que eles continuem mastigando seus líquenes se puderem encontrá-los, independentemente da hora do dia e sem se distrair com o relógio interno que indica que é hora de dormir.
E parece que esta é uma opção bastante funcional para eles. Pense você mesmo, você já viu um cervo com depressão?
Marcus Rosenlund
