Luz violeta diminuindo a produção de calor em animais

Rato Luz Violeta

Muitos organismos na terra usam a luz do sol como meio de orientação e detecção de outros objetos. Esses mesmos organismos também usam a luz para a regulação do relógio interno, o chamado ciclo circadiano. Esse ciclo controla muitas funções importantes, como a alteração de sono e vigília, a concentração de diversos hormônios no organismo e o gasto de energia.

Sabe-se que os animais usam os olhos para receber informações sobre a luz por meio de proteínas presentes na retina, conhecidas como opsinas. Porém, também existem outras vias para captar informações sobre luz que não os olhos, apesar, de até pouco tempo atrás, serem conhecidas apenas em animais que não os mamíferos. Nesse caso, as aves já são conhecidas por terem opsinas presentes no cérebro com capacidade de regular algumas funções corpóreas.

Porém, no recente artigo de Zhang e colaboradores publicado na Nature, eles mostraram a presença de opsina 5 em neurônios do hipotálamo regulando a temperatura corporal em camundongos. Esses neurônios fazem parte de um circuito que percebe a temperatura da pele e controla a resposta em um tipo de tecido adiposo especial presente nesses camundongos, o tecido adiposo marrom, capaz de gerar calor queimando gordura.

Nesse artigo, os autores alteraram a atividade dos neurônios contendo a opsina 5 e, ao ativar esses neurônios, ocorre a redução da produção de calor no tecido adiposo marrom e, consequentemente, a temperatura do corpo do camundongo diminui. O contrário aconteceu quando os neurônios foram desligados. Isso indica que uma das função dos neurônios que contêm opsina 5 é inibir a atividade do tecido adiposo marrom.

Eles também criaram camundongos que não possuíam o gene que produz a proteína opsina 5 e esses animais demonstraram uma temperatura corporal maior e uma maior atividade do tecido adiposo marrom que animais que possuíam o gene. Além disso, esses roedores também apresentavam outras mudanças metabólicas, como aumento do gasto energético, células adiposas menores, quantidades menores de tecido adiposo e maior resistência ao frio.

Fotografia do experimento. Fonte: 2020. Zhang e colaboradores. Violet-light suppression of thermogenesis by opsin 5 hypothalamic neurons. Nature.

Como a opsina 5 é conhecida por responder à luz violeta visível, os autores colocaram os animais expostos a essa iluminação, o que diminui a atividade do tecido adiposo marrom em camundongos normais, mas não nos mutantes. Os autores, então, colocaram camundongos normais para viver na total ausência de luz violeta visível desde a gestação e esses animais responderam de forma similar aos animais que não possuem opsina 5, ou seja, temperatura do corpo maior que o normal. E, de forma surpreendente, os autores perceberam que a luz violeta visível era capaz de chegar na área do cérebro que contém esses neurônios em quantidade suficiente para ativar a opsina, atravessando a pele e o crânio.

Assim, parece que existe um papel fisiológico dos neurônios que expressam opsina 5 em reduzir a produção de calor em resposta a luz violeta visível. Mas ainda falta provar que a luz realmente está ativando diretamente esses neurônios. Ainda assim, podemos especular um novo mecanismo de como os mamíferos respondem a luz do ambiente, nesse caso, diminuindo a produção de calor, o que faz todo sentido, visto que o animal está no sol e sendo aquecido por este. Mas devemos ter cautela ao considerar se esse mecanismo estaria presente em nós, humanos, pois os neurônios que apresentam opsina 5 estão presentes no hipotálamo, sendo este uma região ainda mais profunda no cérebro de primatas em relação ao cérebro de camundongos. Além disso, os humanos adultos possuem quantidades bem pequenas de tecido adiposo marrom em relação aos roedores adultos e dessa forma nosso aumento da temperatura depende de outros órgãos diferentes do tecido adiposo marrom, que não sabemos se seriam responsivos a esses neurônios. Dessa forma, novos estudos a respeito são necessários para responder essas perguntas.


Referência
2020. Zhang e colaboradores. Violet-light suppression of thermogenesis by opsin 5 hypothalamic neurons. Nature.

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