Influenciados pela luz, ritmos biológicos dizem muito sobre saúde

Durante vários dias após cada lua cheia de novembro, um espetáculo maravilhoso ocorre na Grande Barreira de Corais na Austrália: os corais liberam na água bilhões de óvulos e espermatozóides que se unem para formar larvas flutuantes. Estes eventualmente se estabelecem, semeando novas colônias de corais.

Os corais não são as únicas criaturas a sincronizar a reprodução à luz da lua. Esses ritmos são tipicamente regidos por relógios circalunares, uma forma de relógio biológico controlado por proteína sintonizado com o ciclo de 29,5 dias entre luas novas.

Sincronizações

A maioria dos organismos multicelulares tem, ou acredita-se que tenha, algum tipo de relógio biológico embutido e muitos processos importantes, incluindo alimentação e reprodução, dependem de tempos precisos. A capacidade de permanecer "em sincronia" é a chave para a sobrevivência.

“Entender como funciona a interconexão temporal de indivíduos dentro e entre espécies é fundamental para sistemas ecologicamente estáveis”, disse a professora Kristin Tessmar-Raible, neurobióloga da Universidade de Viena, na Áustria.

Outra forma, talvez mais familiar, de relógio biológico – o circadiano – modula o ciclo diário de sono-vigília de 24 horas em resposta a sinais ambientais como luz e temperatura. O nome do relógio vem das palavras latinas "circa", que significa "ao redor" e "morre", que significa "dia".

Este sistema complexo regula tudo, desde o sono e a digestão até o metabolismo e o humor. Os pesquisadores estão lançando luz sobre os fatores ambientais que podem dessincronizar esses ritmos biológicos.

Mas muito sobre a "cronobiologia" permanece desconhecido, incluindo os mecanismos envolvidos em nível genético e molecular.

sinais de luar

Para aprofundar, Tessmar-Raible tem estudado ritmos circalunares em animais que vivem no oceano como parte do projeto Mari.Time, financiado pela UE, que dura cinco anos até 2024.

Muitos hormônios nas espécies de vermes que estudamos têm homólogos humanos intimamente relacionados.

Um de seus focos é um verme de cerdas marinhas chamado Platynereis dumerilii, que habita águas costeiras de mares temperados a tropicais.

“A maior conclusão até agora é que descobrimos um fotorreceptor – ou célula sensível à luz – que fornece ao organismo informações sobre o tipo de luz e a duração do luar no céu”, disse Tessmar-Raible.

A proteína L-Cry identificada pelos pesquisadores pertence a um grupo de moléculas sensíveis à luz chamadas criptocromos. A proteína é importante porque pode ajudar a explicar como os organismos são capazes de sincronizar com uma fase específica da lua.

A pesquisa sugere que o L-Cry atua como um porteiro que permite que apenas a luz "certa" afete os vermes. Ele também pode distinguir entre os níveis de luz em diferentes fases lunares e entre a luz solar e a luz da lua.

“Isso pode explicar como os vermes individuais são capazes de sincronizar seu relógio circalunar com a mesma fase da lua”, disse Tessmar-Raible. "Descobrimos que o luar, além de seu papel no calendário mensal, também agenda a hora exata do início da enxameação noturna para os horários mais escuros da noite, provavelmente para otimizar a sobrevivência e a reprodução."

A esperança é que o Mari.Time ofereça novas pistas sobre como as influências humanas, como a luz artificial e as mudanças climáticas, afetam a estabilidade dos ecossistemas e sugerem maneiras de reduzir os efeitos.

O projeto pode até ajudar na pesquisa sobre a saúde humana, dada a crescente evidência de que a lua afeta coisas como sono e depressão.

“Muitos hormônios nas espécies de vermes que estudamos têm homólogos humanos intimamente relacionados”, disse Tessmar-Raible.

Ela disse que pesquisar os mecanismos do ciclo lunar em espécies marinhas pode melhorar a compreensão de outros padrões mensais. Estes incluem o ciclo menstrual e os padrões de humor em certos transtornos mentais.

Noite e dia

A professora Johanna Meijer, que pesquisa relógios biológicos na Universidade de Leiden, na Holanda, estuda os ritmos circadianos em animais há mais de 30 anos.