Autora: Dra. Anamélia Guerra · CRM-SP 105.749
Em 2017, o tempo entrou para a história da Medicina
Em outubro de 2017, Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young receberam o Nobel de Fisiologia ou Medicina por descobertas que ajudaram a explicar algo que acontece silenciosamente dentro dos organismos todos os dias: como mecanismos moleculares participam da organização do ritmo circadiano. Nobel Prize
A existência de ritmos biológicos já era conhecida havia muito tempo. Plantas, animais e seres humanos apresentam mudanças previsíveis associadas à alternância entre dia e noite.
A grande questão era entender como esse relógio funcionava em nível molecular.
Como uma célula poderia acompanhar a passagem do tempo?
Como um organismo poderia antecipar a chegada do dia e da noite, em vez de simplesmente reagir a eles?
As pesquisas reconhecidas pelo Nobel ajudaram a revelar parte desse mecanismo.
E mudaram a maneira como compreendemos o tempo dentro do corpo.
A descoberta começou com uma pequena mosca
Boa parte dessa história foi construída a partir de estudos com a Drosophila melanogaster, a mosca-das-frutas.
Na década de 1970, Seymour Benzer e Ronald Konopka identificaram alterações genéticas capazes de modificar o ritmo diário dessas moscas. O gene envolvido recebeu um nome particularmente apropriado: period.
Anos depois, Hall, Rosbash e Young avançaram nessa investigação.
Em 1984, os pesquisadores conseguiram isolar o gene period. Hall e Rosbash demonstraram posteriormente que a proteína produzida por esse gene, chamada PER, se acumulava durante a noite e era degradada durante o dia.
Sua concentração oscilava ao longo de aproximadamente 24 horas. Nobel Prize
Havia, portanto, um mecanismo acontecendo dentro da própria célula.
Mas ainda faltava compreender como ele conseguia se repetir continuamente.
Um mecanismo capaz de produzir ritmo
As descobertas seguintes começaram a revelar uma espécie de circuito de retroalimentação.
De forma simplificada, o gene period participa da produção da proteína PER. Essa proteína se acumula, chega ao núcleo da célula e contribui para inibir a própria atividade que levou à sua produção.
Com o tempo, a proteína é degradada.
O bloqueio diminui.
E o ciclo pode começar novamente.
Outros genes e proteínas foram posteriormente identificados, incluindo timeless e doubletime, tornando o modelo progressivamente mais complexo.
Hoje sabemos que o mecanismo circadiano molecular envolve uma rede de processos de transcrição, tradução, modificação e degradação de proteínas. Esses mecanismos ajudam a produzir oscilações próximas de 24 horas. Nobel Prize
Essa foi uma das grandes mudanças trazidas por essas pesquisas:
o relógio biológico deixou de ser apenas uma ideia sobre comportamento e passou a ser compreendido também como um fenômeno molecular.
O relógio está dentro das células
Quando pensamos em relógio biológico, é comum imaginar uma espécie de relógio central localizado no cérebro.
Ele existe.
No hipotálamo está o núcleo supraquiasmático, ou SCN, considerado o principal marca-passo circadiano dos mamíferos. Ele recebe informações relacionadas à luz e participa da coordenação dos ritmos diários de comportamento e fisiologia. Nature
Mas a história não termina ali.
A pesquisa em cronobiologia mostrou que mecanismos circadianos também estão presentes em tecidos periféricos.
Fígado, músculos e outros tecidos possuem osciladores locais capazes de apresentar ritmos próprios. Esses relógios não funcionam simplesmente como ponteiros passivos comandados pelo cérebro. Eles participam da organização temporal específica de diferentes tecidos. Nature
Por isso, a imagem de um único relógio biológico é incompleta.
É mais adequado pensar em uma rede de relógios.
Se existem muitos relógios, quem mantém todos no mesmo tempo?
Essa é uma das perguntas mais interessantes da cronobiologia.
Ter muitos relógios não seria particularmente útil se cada parte do organismo marcasse um horário completamente diferente.
Existe, portanto, coordenação.
O núcleo supraquiasmático ocupa uma posição central nessa arquitetura, ajudando a organizar ritmos fisiológicos e comportamentais. Ao mesmo tempo, os relógios presentes nos tecidos também recebem informações metabólicas, neuroendócrinas e ambientais. Nature
A luz ocupa uma posição especialmente importante nesse sistema.
Ela funciona como um dos principais sinais ambientais capazes de sincronizar o relógio circadiano central com o ciclo de claro e escuro do planeta.
Mas o organismo recebe outras informações temporais.
Alimentação, atividade, temperatura e comportamento também fazem parte da complexa relação entre o tempo interno e o ambiente.
O corpo não apenas registra horas.
Ele interpreta sinais.
O que o relógio biológico organiza?
Sono e vigília são provavelmente as manifestações mais conhecidas do ritmo circadiano.
Mas estão longe de ser as únicas.
O material científico publicado pelo Comitê Nobel destaca a participação do sistema circadiano na organização de diferentes aspectos da fisiologia, incluindo padrões de sono, comportamento alimentar, liberação hormonal, pressão arterial, metabolismo e temperatura corporal. Nobel Prize
Isso significa que o organismo não permanece fisiologicamente idêntico ao longo das 24 horas.
O tempo faz parte da biologia.
Essa perspectiva muda uma pergunta muito comum sobre saúde.
Costumamos perguntar:
O que fazemos?
O que comemos?
Quanto dormimos?
Quanto nos movimentamos?
A cronobiologia acrescenta uma dimensão:
Quando?
Não porque exista necessariamente um horário universal e perfeito para todas as pessoas.
Mas porque aquilo que acontece no organismo também possui uma dimensão temporal.
O corpo precisa conversar com o mundo
Existe outro ponto fundamental.
Ter um relógio interno não significa viver independentemente do ambiente.
Muito pelo contrário.
A rotação da Terra produz ciclos previsíveis de claro e escuro. Ao longo da evolução, os organismos desenvolveram sistemas capazes de antecipar essas mudanças e organizar sua fisiologia e seu comportamento em relação a elas. Nobel Prize
O relógio interno gera ritmo.
O ambiente fornece referências.
Na cronobiologia, determinados sinais externos capazes de sincronizar os ritmos internos são chamados de zeitgebers, termo alemão frequentemente traduzido como “doador de tempo”.
A luz é o exemplo mais importante.
É dessa interação entre mecanismos internos e informações externas que emerge parte da organização temporal do organismo.
O problema não é ter vários relógios. É fazê-los conversar.
Uma maneira simples de compreender o sistema circadiano é pensar em uma orquestra.
Não existe apenas um instrumento.
Existem muitos.
Cada um possui sua função, seu momento e sua dinâmica.
O relógio central exerce uma importante função de coordenação, enquanto diferentes tecidos mantêm seus próprios mecanismos temporais.
A fisiologia depende não apenas da existência desses ritmos, mas das relações que eles estabelecem entre si e com o ambiente.
O próprio Michael Young, um dos laureados de 2017, descreveu posteriormente como as pesquisas mostraram que humanos e outros organismos podem ser entendidos como uma coleção de relógios, inclusive com células fora do sistema nervoso capazes de acompanhar o tempo de maneira própria. Nobel Prize
Essa é uma das imagens mais poderosas que a cronobiologia oferece:
o corpo não tem simplesmente um relógio. Ele possui uma arquitetura temporal.
Quando o tempo interno e o tempo externo se desencontram
Uma viagem atravessando vários fusos horários oferece um exemplo fácil de perceber.
O relógio na parede muda imediatamente.
O organismo, não.
Por algum tempo, o ambiente informa uma hora enquanto diferentes sistemas do corpo ainda estão ajustados ao horário anterior.
É o conhecido jet lag.
Mas diferenças entre tempo biológico, comportamento e ambiente também podem acontecer sem atravessar continentes.
Trabalho em turnos, exposição à luz em horários incomuns e alterações frequentes nos horários de sono são exemplos estudados pela cronobiologia.
O material científico do Nobel destaca que o desalinhamento crônico entre estilo de vida e relógio circadiano tem sido associado a diferentes problemas de saúde. Isso não significa que um hábito isolado determine uma doença. Saúde é multifatorial e essas relações exigem contexto. Nobel Prize
O que a ciência permite afirmar é que a organização temporal faz parte da fisiologia humana.
A descoberta do relógio mudou a forma de olhar para o cotidiano
O Nobel de 2017 reconheceu décadas de pesquisa básica.
Mas a consequência dessas descobertas ultrapassa o laboratório.
Elas ajudaram a consolidar uma ideia essencial:
o momento em que algo acontece também é uma informação biológica.
O organismo reconhece ciclos.
Responde à luz e à escuridão.
Organiza funções ao longo do dia.
Possui relógios centrais e periféricos.
E utiliza sinais do ambiente para manter esses sistemas temporalmente organizados.
Isso não significa transformar a vida em uma sequência rígida de horários.
Também não significa que exista uma rotina circadiana perfeita.
Significa compreender que o corpo é temporal.
Da ciência ao cotidiano
É dessa compreensão que nasce uma das premissas da AERUM.
Se o organismo se organiza no tempo, o cuidado também pode considerar o tempo.
Manhã, meio-dia e noite deixam de ser apenas divisões convencionais do relógio. Tornam-se referências para observar luz, alimentação, movimento, descanso e os diferentes gestos que se repetem ao longo de um dia.
A proposta não é controlar cada minuto.
É reconhecer o valor da constância, da sequência e da repetição.
Porque uma das grandes contribuições da cronobiologia foi justamente revelar algo que parece simples, mas acontece em uma escala extraordinariamente sofisticada:
o corpo sabe que o tempo está passando.
E boa parte dessa informação começa dentro das próprias células.
Em resumo
Em 2017, Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young receberam o Nobel de Fisiologia ou Medicina pelas descobertas dos mecanismos moleculares que controlam o ritmo circadiano. Seus trabalhos ajudaram a explicar como mecanismos celulares conseguem produzir oscilações próximas de 24 horas. Nobel Prize
Hoje, o sistema circadiano é compreendido como uma arquitetura que envolve um relógio central no cérebro e osciladores presentes em diferentes tecidos. Esses sistemas precisam se relacionar entre si e com sinais externos, especialmente a luz. Nature
Por isso, talvez a melhor maneira de pensar no relógio biológico seja justamente abandonar a imagem de um único relógio.
Dentro do corpo, o tempo é uma rede.
Referências
Nobel Assembly at Karolinska Institutet. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2017: Discoveries of Molecular Mechanisms Controlling the Circadian Rhythm. 2017. Nobel Prize
Hastings MH, Maywood ES, Brancaccio M. Generation of circadian rhythms in the suprachiasmatic nucleus. Nature Reviews Neuroscience. 2018;19:453–469. Nature Reviews Neuroscience
Hastings MH, Reddy AB, Maywood ES. A clockwork web: circadian timing in brain and periphery, in health and disease. Nature Reviews Neuroscience. 2003;4:649–661. Nature Reviews Neuroscience
Nobel Assembly at Karolinska Institutet. Press release: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2017. 2 October 2017. Comunicado oficial do Nobel