14.092 – Teorias – Mamíferos podem ter dormido durante a extinção dos dinossauros


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Os Tenrecs de Madagascar são os primeiros mamíferos tropicais conhecidos com capacidade de hibernar por longos trechos sem acordar.

Os mamíferos são capazes de feitos incríveis enquanto estão hibernando, podem retardar o envelhecimento para ter relações sexuais. Mas os animais que hibernam geralmente vivem em regiões temperadas e entrar em um torpor em condições frias de inverno, a fim de economizar energia. O tenrec é o primeiro mamífero tropical encontrado conhecido que consegue hibernar por longos períodos sem excitação.
O tenrec comum (Tenrec ecaudatus) é um mamífero indescritível, pesando até 2 kg, e é encontrado nas florestas de Madagascar. Ele se alimentam de insetos, é considerado um fóssil vivo a partir do Cretáceo Superior, mais de 66 milhões de anos atrás, diz o Dr. Barry Lovegrove, fisiologista evolutivo da Universidade de KwaZulu-Natal, na África do Sul, principal autor do o relatório publicado esta semana no Proceedings of the Royal Society B.

Os resultados sugerem que os mamíferos pré-históricos podem ter usado o modo de hibernação, como forma de dormirem com segurança através do evento de extinção em massa que dizimou os dinossauros.

No estudo, 15 tenrecs foram marcados com rádio-transmissores e medidores de temperatura, o que permitiu aos pesquisadores registrar o quanto esses animais dormiam e as variações de sua temperatura corporal.

Depois de acompanhar os animais durante um período de dois anos, os pesquisadores descobriram alguns resultados extremos. “Um macho adulto hibernado durante nove meses, até que foram obrigados a desenterrá-lo, porque as baterias do transmissor de rádio estavam morrendo”, diz Barry.

Esse longo período de hibernação é um achado excepcional em mamíferos tropicais, diz Barry. “Mas o que era totalmente original sobre a hibernação foi que não foi uma vez interrompido por uma excitação que é visto em todos os hibernadores temperados”, acrescenta. Os períodos de vigília, é um padrão geralmente visto em mamíferos e pode ter evoluído para ajudar um organismo restaurar desequilíbrios metabólicos.
Enquanto os dados da temperatura corporal é um indicador indireto de ciclos de sono / vigília, medindo metabolismo seria fornecer uma imagem mais clara do sono dos tenrecs, diz o Dr. Sandy Martin, um biólogo da Universidade de Colorado School of Medicine, nos EUA. “Vai ser importante realmente medir taxas metabólicas durante este período de hibernação prolongada em tenrecs em experimentos futuros”, diz ela.

A pesquisa também sugere que as estratégias de sono de mamíferos pode ser mais sutil do que atualmente pensava. “Eu acho que ‘flexibilidade metabólica” [a capacidade de reduzir o metabolismo durante longo tempo] é muito mais difundido em mamíferos do que havíamos apreciado “, diz Sandy. “Nós temos, até muito recentemente, tentar colocar todos os mamíferos, com a exceção de hibernantes, em duas ou três caixas, quando na verdade há um continuo de flexibilidade metabólica”.
A estratégia de sobrevivência simples: Hibernação

Por volta de 65.500 mil anos atrás, um meteorito caiu na Terra em Chicxulub, no México, causando uma dos maiores extinções em massa do mundo, cobrindo a Terra com uma grande cortina de fumaça impedindo a luz do sol entrar na Terra por vários anos, dizem teorias, e com isso matando todas as grandes criaturas terrestres e plantas. Esse período, conhecido como o limite Cretáceo-Palaeogene (K-Pg), representa um ponto de viragem para muitas espécies. Enquanto a maioria dos dinossauros desapareceram, os mamíferos começaram a florescer. No entanto, até recentemente, era apenas especulado como os mamíferos sobreviveram ao impacto de um asteroide e o ambiente inóspito que se seguiu.
“Para hibernar por nove meses, e talvez até mais, sem uma vez a necessidade de despertar, pode explicar como os mamíferos sobreviveram à devastação ecológica de um ano, que ocorreu em todo o planeta, quando o meteorito se chocou com a Terra”, diz Barry. A nova descoberta também tem implicações potenciais para além do mundo dos tenrecs.

Com esse estudo pode ajudar identificar estudos futuros ‘on’ e ‘off’ interruptores metabólicas encontrados dentro de fisiologia humana, diz Barry, que é “uma informação extremamente útil para que se possa ser usado para induzir hipotermia em procedimentos médicos que envolvem cirurgia geral , traumas, acidentes vasculares cerebrais, e asfixiado recém-nascidos. Além disso, pode fornecer as informações necessárias para induzir um estado de hibernação em astronautas para a viagem de nove meses a Marte “.

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13.983 – Hibernação – Acorde, você chegou em Marte


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Eram seis homens vivendo juntos, espremidos em uma área de 72 metros quadrados, ao longo de 520 dias. Eles estavam trancados numa estação de testes em Moscou – mas a ideia da experiência, realizada pela Academia Russa de Ciências entre 2010 e 2011, era simular uma ida a Marte. O time era formado por três russos, um italiano, um francês e um chinês. Eles tinham de responder a testes e cumprir uma rotina de tarefas, e passavam as horas de folga vendo filmes e jogando videogame. Se davam bem. Mas, conforme o tempo foi passando, o clima mudou. Todos foram se tornando apáticos, e quatro dos seis participantes se isolaram – cada um deles passou a se alimentar sozinho, teve insônia e exibiu claros sinais de depressão. Tudo isso numa missão de mentirinha, sem riscos nem problemas reais. Imagine se fosse no meio do espaço.
Enviar humanos a Marte, como a Nasa pretende fazer na década de 2030, exigirá a superação de vários obstáculos. Mas nenhum deles parece tão complexo, e tão intratável, quanto a questão psicológica. O confinamento prolongado, como a experiência russa deixou claro, mexe com a cabeça. É por isso que, nos filmes de ficção científica, os astronautas são colocados em hibernação e só acordam quando estão perto do destino. Por incrível que pareça, a Nasa cogita essa possibilidade na vida real: encomendou a uma empresa de Atlanta, a SpaceWorks Enterprises, um estudo detalhadíssimo sobre o tema. O documento descreve com precisão todas as etapas do processo – e as tecnologias que poderiam ser usadas em cada uma.
Logo ao embarcar na nave, antes do lançamento, os astronautas se dirigiriam às cabines de hibernação, Receberiam sedativos na veia e dormiriam. Em seguida, um tubinho enfiado no nariz de cada astronauta começaria a liberar gotículas de perfluorocarbono, um líquido inerte e gelado que, em contato com a mucosa nasal, reduz a temperatura do organismo. O interior de cada cabine também seria mantido a temperaturas baixas. Seis horas depois, a temperatura corporal dos astronautas teria baixado para 32 oC – e eles entrariam em estado de hibernação.
A respiração e os batimentos cardíacos ficariam mais lentos, com o organismo gastando menos energia. Sondas conectadas a dois pontos do corpo, no peito e na perna, jogariam na corrente sanguínea uma solução contendo vitaminas, aminoácidos, glicose e minerais necessários para a sobrevivência. Também haveria uma máquina gerando oxigênio e filtrando o gás carbônico eliminado pela respiração. Cada astronauta seria monitorado por um braço robótico, capaz de intervir em caso de problemas – os sensores colados no corpo da pessoa poderiam parar de funcionar e precisar ser substituídos, por exemplo, ou os tubos de coleta de urina poderiam vazar (como os astronautas só receberiam alimentação intravenosa, não haveria produção de fezes).
Para evitar que os músculos dos astronautas se degradassem, o ambiente seria pressurizado e também teria gravidade artificial. Ela seria produzida rotacionando o habitáculo – como na famosa cena da centrífuga no filme 2001 – Uma Odisseia no Espaço. A SpaceWorks calcula que girar o compartimento a 17 km/h seria o suficiente para gerar força centrífuga equivalente à gravidade terrestre (quando a nave estivesse chegando a Marte, a rotação do habitáculo seria reduzida para 10,8 km/h, simulando a menor gravidade do planeta vermelho).
O cenário descrito pela SpaceWorks é bem impressionante. Mas puramente hipotético. Se a Nasa realmente quiser colocar humanos para hibernar, terá de correr vários riscos, que também estão previstos no estudo – e não são pequenos.
SISTEMA DE GERENCIAMENTO DE TEMPERATURA
Um tubo inserido nas narinas dispara um spray de perfluorocarbono, líquido inerte e gelado. Em contato com a mucosa nasal, ele reduz a temperatura corporal, até chegar a 32 oC.

TUBO DE ALIMENTAÇÃO
Duas sondas, ligadas no peito e na perna, enviam uma solução que inclui glicose, aminoácidos e vitaminas. Esse líquido é parecido com o que os pacientes em coma recebem nos hospitais.

COLETORES DE URINA
A coleta acontece com o uso de um dreno, fixado no corpo dos astronautas antes de a viagem começar. Ela pode ser reciclada e reaproveitada (como já acontece na Estação Espacial Internacional).

SENSORES
Vigiam os batimentos cardíacos, a respiração, o funcionamento de órgãos importantes, como o fígado, e a atividade do sistema nervoso. Também monitoram o possível surgimento de elementos perigosos, como infecções ou coágulos sanguíneos.

BRAÇOS ROBÓTICOS
São capazes de trocar sondas, consertar vazamentos e solucionar pequenos problemas. Em casos mais graves, com risco à saúde da pessoa que está hibernando, o sistema emite um alerta para os astronautas que estão acordados.
A hibernação é uma estratégia de sobrevivência conhecida na natureza. Morcegos a praticam, assim como roedores e ursos. Esse tipo de repouso permite que o corpo equilibre sua temperatura com a do ambiente e reduz o gasto de energia (algo essencial para a sobrevivência nas estações do ano em que não há alimento). O que você talvez não saiba é que a medicina já domina, e pratica, uma espécie de hibernação em humanos.
Trata-se da hipotermia terapêutica, uma técnica de resfriamento corporal usada, há quase 20 anos, por paramédicos para socorrer vítimas de infarto, derrames ou ferimentos graves. Quando isso acontece, a circulação é prejudicada ou interrompida, e as células do organismo começam a morrer por falta de oxigênio. Nessa situação, esfriar o corpo é benéfico, porque reduz a velocidade de morte celular e aumenta exponencialmente as chances de sobrevivência. A temperatura pode ser reduzida colocando bolsas geladas sobre o paciente ou injetando nele uma solução salina gelada (água e cloreto de sódio, cloreto de cálcio, cloreto de potássio e lactato de sódio), que resfria o corpo rapidamente e sem provocar danos. Nas cabines espaciais, a hipotermia seria induzida de outra forma: com a RhinoChill, uma máquina que resfria o organismo pela mucosa nasal – e já é utilizada por paramédicos dos EUA em situações de emergência. O princípio é o mesmo. “Os seres humanos não hibernam naturalmente. Mas existem métodos capazes de induzir estados de torpor”, diz a bioquímica Kelly Drew, da Universidade do Alasca. Nos hospitais, a redução de temperatura não costuma durar mais do que 24 horas. “Com a tecnologia atual, é possível manter humanos saudáveis em temperaturas entre 32 oC e 34 oC, por até três dias. Períodos mais longos só foram registrados em pacientes com alto risco de morte”, diz Drew.
1 Aumento dos voos suborbitais tripulados, em parceria com companhias privadas.

2 Testes de microgravidade na ISS, para entender como o corpo humano reage a ela
em períodos longos.

3 Desenvolvimento de tecnologias avançadas de suporte vital (como um sistema que recicla 100% do CO2 expirado pelos astronautas).

4 Retomada das missões tripuladas para a Lua e construção da Deep Space Gateway, estação espacial da qual partiriam missões a Marte.

5 Construção da Deep Space Transport, uma estação de habitação. Astronautas viveriam nela por 400 dias para testá-la.

6 Realização de viagens não tripuladas a Marte, para levar equipamentos e testar decolagens do solo marciano.

7 Quatro astronautas vão até Phobos, principal lua de Marte (pois, de lá, é mais fácil voltar). Seis anos depois, uma missão pousa no planeta vermelho.

O recorde de hibernação terapêutica pertence a uma mulher de 43 anos, moradora da Flórida, que sofreu um aneurisma e entrou em coma. Ela foi mantida em hibernação por 14 dias, e sua temperatura só foi normalizada quando não havia mais hemorragia no cérebro. A paciente sobreviveu ao procedimento; mas correndo risco considerável.
No espaço, o resfriamento corporal teria de ser mantido por muito mais tempo – o ideal seria 200 dias seguidos de hibernação, cobrindo a maior parte do percurso até Marte. “Na natureza, existem animais que suportam períodos longos, de vários meses. Em humanos, ainda não sabemos quais as consequências do torpor induzido por mais de duas semanas”, admite John Bradford, presidente da SpaceWorks.
Por isso, a primeira meta é mais modesta. O projeto prevê que todos os astronautas se revezem em períodos de hibernação de 8 a 14 dias, para que nenhum deles ultrapasse o período já estudado pela ciência. Essa estratégia também garante que sempre haja algum humano acordado e consciente a bordo, o que seria útil em caso de pane nos computadores que controlam a hibernação ou se algum astronauta passar mal durante o estado de torpor – o que pode acontecer. A diminuição da circulação sanguínea, por exemplo, pode provocar embolias (obstrução dos vasos sanguíneos que pode levar à morte). A hibernação reduz a atividade dos glóbulos brancos, deixando o astronauta mais vulnerável a infecções – inclusive porque ele está em situação de risco, com agulhas e cateteres espetados por todo o corpo. As alterações no metabolismo podem provocar hipoglicemia e matar. E, mesmo com a gravidade artificial gerada pela rotação da nave, a falta de atividade física pode provocar atrofia muscular.
Para cada um desses problemas, existe uma resposta. O risco de embolia, por exemplo, pode ser reduzido com injeções regulares de heparina, uma substância que ajuda a dissolver coágulos. É possível prevenir infecções limpando bem os equipamentos ligados aos corpos dos astronautas. Já a atrofia pode ser evitada aplicando choques elétricos de baixa intensidade nos músculos, para mantê-los devidamente tonificados. Mas ninguém sabe quão bem tudo isso funcionaria na prática, nem como os astronautas se sentiriam ao despertar.
Não é agradável voltar da hibernação. Os animais que a praticam costumam acordar extremamente cansados, tendo a necessidade de voltar a dormir logo em seguida. No habitáculo da SpaceWorks, a estratégia seria aumentar a temperatura gradualmente e cortar aos poucos o fornecimento do RhinoChill. O processo seria ainda mais lento do que o resfriamento, podendo levar até oito horas.
Mas, mesmo que todos os aspectos fisiológicos sejam controlados, a questão psicológica continuará uma incógnita. Até hoje, todos os humanos submetidos à hibernação forçada estavam muito doentes, à beira da morte. Não dá para saber como um astronauta saudável e plenamente lúcido reagiria ao processo. Só mesmo testando na prática. E há um grande incentivo para isso. Com a hibernação, viagens espaciais longas se tornariam mais viáveis – e a humanidade poderia ir mais longe.

A economia de recursos
Dependendo da posição da Terra e de Marte em suas trajetórias em torno do Sol, a distância entre os dois planetas varia de 55 a 401 milhões de quilômetros. Se iniciada no momento certo, quando os planetas estão mais próximos um do outro, a ida levaria seis a oito meses. Somando o tempo na superfície do planeta mais o tempo da volta, uma missão poderia levar quase dois anos. Isso significa que a nave precisaria levar grande quantidade de combustível e suprimentos – e pesaria no mínimo 300 toneladas, contra as 120 toneladas das missões à Lua. E é aí que a hibernação entra. Ela permite viajar com muito menos coisas, em naves bem menores e mais leves.
Na Estação Espacial Internacional, os astronautas dormem em cabines com sacos de dormir presos às paredes. Não é nenhum luxo. Mas parece uma mansão perto do “habitáculo” imaginado pela SpaceWorks, que é 75% menor, pesa 50% a menos, e também gasta menos energia: precisa de apenas 30 kW para se manter, contra 50 kW das cabines da ISS. Além disso, seu consumo de oxigênio é 75% menor, e o de água é 50% mais baixo.
Essas contas batem com as estimativas da European Space Agency (ESA), que em 2018 publicou um artigo sobre hibernação espacial. Segundo a agência, o uso dessa técnica numa missão a Marte reduziria em 42,5% a quantidade total de suprimentos necessários e também ajudaria a proteger os astronautas da radiação cósmica, que pode causar câncer e é um problema sério em missões longas. “Estudos em animais mostraram que a hibernação aumenta a proteção contra radioatividade”, afirma a ESA. Isso supostamente acontece porque a hibernação desacelera a reprodução celular (que é vulnerável a mutações causadas por radiação).
A SpaceWorks se diz pronta. “Poderíamos começar a operar em pouco tempo, enviando missões para Marte com quatro a seis integrantes”, afirma John Bradford. A empresa jura que seu sistema de hibernação poderia manter seis pessoas no espaço por até 900 dias com apenas 1,6 tonelada de alimentos e medicamentos, contra as 13,1 toneladas necessárias numa cápsula comum. Ela também estuda cenários ainda mais radicais. Em 2015, apresentou um protótipo de 10×8,5 metros, que seria capaz de transportar 48 astronautas numa eventual missão de colonização.
Mas a Nasa vê a ideia com cautela. Em 2015, o biólogo Yuri Griko, que dirige o departamento de biociências da agência, pediu para fazer uma experiência (ele queria fazer voos experimentais com animais em hibernação), e não obteve autorização. Em 2016, a Nasa assinou um novo contrato com a SpaceWorks para que a empresa continue as pesquisas – mas não permitiu que ela realizasse um teste de hibernação forçada em porcos, como desejava. Ou seja: a hibernação espacial vai demorar. Mas pode se tornar realidade um dia. E atravessar o Sistema Solar sem sentir, com a leveza de quem acaba de acordar, terá deixado de ser apenas um sonho.

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13.429 – Hibernação induzida pode ajudar a combater o câncer


O físico italiano Marco Durante, autor de artigos sobre hibernação durante viagens espaciais, descobriu que o corpo humano se torna mais resistente à radiação solar quando é induzido a um estado chamado “torpor sintético” – uma versão de laboratório do sono de inverno dos ursos, que têm um mecanismo biológico para isso. E agora ele quer usar essa resistência para melhorar a resposta do corpo humano a outro tipo de radiação: a usada no tratamento contra o câncer.
Quando o mamífero favorito das lojas de bichos de pelúcia hiberna, a temperatura de seu corpo cai, em média, 6º C. A frequência cardíaca vai de 55 para nove (!) batimentos por segundo, e a pouca energia necessária para manter o metabolismo funcionando vem da queima do próprio estoque de gordura do urso.
Em resumo: a vida se move em câmera lenta, truque que o ser humano pode usar tanto para economizar recursos em uma nave espacial quanto para conter tumores em estágios mais avançados, em que intervenções cirúrgicas já não são mais possíveis. “Não dá para tratar todas as metástases, se você operar todas as partes do corpo que foram afetadas, você acaba matando o paciente conforme destrói o câncer”, afirmou Durante em uma palestra no encontro anual da Associação Americana para o Avanço da Ciência (AAAS), que ocorreu no último domingo (19) em Boston. “Por outro lado, se você pudesse colocar o paciente em torpor sintético, você interromperia o crescimento do câncer. É um jeito de ganhar tempo.” Além disso, a radiação causa menos danos ao corpo quando nossas células não estão em ritmo de festa, o que permitiria, em teoria, aumentar a dose e a eficiência da radioterapia.
Mamíferos sem capacidade natural de hibernação, como ratinhos de laboratório, já foram apagados por longos períodos com sucesso. E há casos de hibernação acidental em seres humanos que ganharam as páginas de tablóides pelo jeitão de notícia falsa, como o da sueca Anna Bagenholm, que sobreviveu após passar oito horas presa sob a camada de gelo de um riacho – tempo suficiente para seu corpo atingir a temperatura de 13,7ºC.
Especialistas entrevistados pela New Scientist, porém, afirmam que a proposta deve ser encarada com ressalvas. “Os efeitos de uma técnica como hibernação induzida são difíceis de prever, afirmou o oncologista britânica Peter Johnson. “São necessários cuidadosos experimentos em laboratório antes de afirmar que a técnica é segura ou eficiente em seres humanos”, completou.
O Science Daily lembra que, em 2014, só 8% dos tratamentos para o câncer testados em ratos também deram certo em humanos.

10.175 – Estudo explica por que urso polar é saudável, embora consuma muita gordura


Uma nova pesquisa descobriu o motivo pelo qual o urso polar acumula muita gordura no corpo sem correr um risco grande de desenvolver doenças cardíacas. Segundo o estudo, feito nos Estados Unidos, essa habilidade do animal se deve a mutações genéticas que aconteceram ao longo de sua evolução e que interferem na função cardiovascular.
Parte da adaptação dos ursos polares a ambientes extremamente frios depende de uma alimentação rica em lipídios. Quase metade da composição corporal desses animais é de gordura e, consequentemente, os níveis de colesterol no organismo do mamífero são muito elevados, suficientes para causar doenças cardiovasculares em seres humanos. Já entre os animais a prevalência de doença cardíaca não é alta.
Para tentar descobrir de que forma o coração desses ursos se protegem contra altos níveis de gordura, pesquisadores da Universidade da Califórnia em Berkeley sequenciaram e analisaram o genoma de 79 ursos polares e dez ursos pardos de regiões diferentes do mundo. As conclusões foram publicadas nesta quinta-feira no periódico Cell.
De acordo com o estudo, os ursos polares apresentam mutações em genes associados, por exemplo, à forma como o corpo metaboliza a gordura e a transporta no sangue. Um desses genes é o Apob, responsável por remover o colesterol da corrente sanguínea e levá-lo para as células. A mutação identificada no genoma dos animais sugere que o urso polar consegue administrar quantidades muito elevadas de açúcar e triglicérides no sangue, o que diminui o risco de doenças cardíacas.
A pesquisa concluiu que essas mutações ocorreram de 500.000 anos atrás para cá, quando o urso polar evoluiu para um grupo distinto do urso pardo. Segundo os autores, isso mostra que a espécie do urso polar é mais jovem do que se pensava — estimativas apontavam que a separação havia ocorrido entre 600.000 e 1 milhão de anos atrás. “Todas as adaptações únicas que os ursos polares têm no ambiente do Ártico devem ter ocorrido em um período de tempo muito curto”, afirmou Rasmus Nielsen, professor de biologia integrativa e estatística da Universidade da Califórnia em Berkeley.
Para os autores do estudo, essas informações sobre o urso polar podem ajudar a encontrar formas de evitar ou combater a obesidade em seres humanos. “A genética comparativa nos permite aprender como outros organismos lidam com condições às quais também somos expostos”.

10.091 – Medicina – Hibernação forçada pode salvar humanos


Ratos forçados a inalar sulfureto de hidrogênio – substância que tem cheiro de ovo podre – entram em um tipo de hibernação que, segundo relato de pesquisadores norte-americanos, pode ajudar a salvar vidas humanas. Embora o sulfureto de hidrogênio seja tóxico em doses elevadas, ele pode ativar alguns dos mecanismos que levam outros animais a hibernarem, segundo artigo publicado na revista Science.
Se houver uma forma segura de fazer isso com humanos, poderão surgir novas formas de tratamento do câncer e de hemorragias, além de ajudar na recuperação de cirurgias, de acordo com a equipe do Centro Fred Hutchinson de Pesquisa do Câncer.
“Estamos, essencialmente, transformando temporariamente ratos de animais de sangue quente em criaturas de sangue frio, que é exatamente a mesma coisa que acontece naturalmente quando os mamíferos hibernam”, afirmou Mark Roth, que comandou o estudo, em uma nota. “Achamos que essa pode ser uma habilidade latente de todos os mamíferos – potencialmente até de humanos – e estamos simplesmente colocando rédeas (no processo), ligando-o e desligando-o, induzindo a um estado de hibernação deliberada”, afirmou o bioquímico.
Não só ursos e anfíbios hibernam. Os humanos às vezes também o fazem. Já foram documentados muitos casos de bebês e ocasionalmente adultos que sobrevivem ao afogamento em água gelada porque a temperatura corporal caiu drasticamente e eles pararam de respirar por mais de uma hora.
“Entender as conexões entre situações aleatórias de sobrevivência aparentemente miraculosa e inexplicável nos chamados humanos clinicamente mortos e nossa capacidade de induzir e reverter o descanso metabólico em organismos-modelo pode ter implicações dramáticas para o atendimento médico”, afirmou Roth. “Suspeito que isso mude a forma como a medicina é praticada, porque irá, em resumo, ganhar tempo para os pacientes.”
Na experiência, os ratos, quando expostos a 80 partes de sulfureto de hidrogênio por milhão de partes de ar, tinham o consumo de oxigênio reduzido em 50% e a emissão de dióxido de carbono reduzida em 60% nos primeiros cinco minutos, segundo o artigo. “Se deixados nesse ambiente por seis horas, seu ritmo metabólico caía em 90%.”
Reduzir o metabolismo diminui a necessidade de oxigênio. Se a experiência puder ser repetida em humanos, significaria mais tempo para atender pacientes em estado grave que aguardam transplantes ou estão em UTIs e campos de batalha, segundo Roth.
Também o tratamento do câncer poderia melhorar, segundo ele, pois o tecido saudável pode “hibernar” enquanto doses mais elevadas de radiação matam as células doentes. “Hoje em dia, no tratamento da maioria das formas de câncer, estamos matando as células normais muito antes de matarmos as células do tumor. Ao induzir à hibernação metabólica no tecido normal, estamos pelo menos equilibrando o terreno de jogo.”
O sulfureto de hidrogênio é letal em doses elevadas, mas os ratos, segundo Roth, não pareceram sofrer qualquer sequela. “O legal deste gás que estamos usando, o componente, é que não é algo manufaturado que estamos tirando de uma prateleira – não é ‘uma vida melhor por meio da química’. É simplesmente um agente que todos nós produzimos em nossos corpos o tempo todo para a nossa flexibilidade metabólica. É o que permite que a nossa temperatura fique em 36 graus, independentemente de estarmos no Alasca ou no Haiti.”

9781 – Hibernação de ursos pode dar pistas para tratamento de obesidade e diabetes


Aprendendo com a Mãe Natureza:

Estudar os ursos-cinzentos pode ser uma saída para melhorar o tratamento de doenças como diabetes e obesidade. Estima-se que o sobrepeso seja um problema que atinge 1,5 bilhão de pessoas em todo o mundo. Existem poucos remédios aprovados para a perda de peso, e eles costumam apresentar efeitos colaterais significativos. Diante desse cenário, o pesquisador Kevin Corbit, da Universidade Estadual de Washington, nos Estados Unidos, publicou um artigo no jornal The New York Times, na última terça-feira, sugerindo que o misterioso período de hibernação dos ursos pode dar pistas sobre o tratamento da epidemia de obesidade.
No verão, esses animais podem ingerir mais de 50.000 calorias e ganhar 7 quilos por dia. Depois, ficam sem se alimentar por até sete meses, sobrevivendo da gordura acumulada no organismo. Segundo Corbit, os ursos conseguem “desligar” suas funções renais durante esse período, resultando em rins danificados e altos níveis de toxinas no sangue — que seriam suficientes para matar um ser humano. Mas esse processo é revertido quando o animal acorda, e os rins são restaurados, sem nenhuma sequela.
Em uma pessoa saudável, a insulina causa uma redução no nível de açúcar do sangue, porque facilita o transporte dessa substância para as células, onde ela é utilizada na produção de energia, ou armazenada como combustível. No caso de um paciente com diabetes, as células não respondem à insulina, e o nível de açúcar se eleva.

Já os ursos são capazes de modificar as respostas de seu organismo à insulina. Quando bem alimentados, ficam mais sensíveis a ela, mas durante a hibernação eles se tornam resistentes – como os diabéticos. Mesmo nesse estado, porém, seu nível de açúcar no sangue é mantido. Quando os bichos acordam, o sistema volta a funcionar. Além disso, no período de acúmulo de peso, os ursos não armazenam gordura em locais que podem ser prejudiciais à saúde, como acontece nos humanos.
O objetivo de Corbit é estudar como essas alterações ocorrem nos animais e buscar pistas que possam ser aplicadas nos seres humanos. O autor relata que existe uma pequena quantidade de pessoas que, mesmo obesas, se mantêm sensíveis à insulina. Uma mutação em um gene chamado PTEN é considerada a responsável por esse fenômeno. “Nós descobrimos que os ursos controlam a atividade da proteína codificada pelo gene PTEN, de forma parecida como um interruptor, aumentando e diminuindo sua atividade em diferentes momentos de seu ciclo de hibernação”.

8733 – A Odisseia Continua – Nasa financia pesquisa sobre hibernação espacial humana


A Nasa anunciou anteontem que vai financiar a fase inicial de um estudo sobre “hibernação humana” como estratégia para manter astronautas vivos durante viagens espaciais longas no futuro.
A ideia, concebida inicialmente em filmes ficção cientifica, é minimizar os requisitos de sobrevivência de uma tripulação a caminho de Marte, que em condições normais consumiria muitos recursos.
“Acreditamos que, com uma tripulação de quatro a seis pessoas, a massa de um habitat pode ser reduzida para 5 a 7 toneladas, comparada com 20 ou 50 toneladas”, escreveu John Bradford, da empresa Spaceworks Engineering, autor da proposta.
O financiamento para a pesquisa saiu do programa Niac (Conceitos Avançados Inovadores da Nasa), que só banca projetos arriscados.
A proposta de Bradford, que fala em “torpor induzido” e “animação suspensa”, em vez de hibernação, receberá US$ 100 mil no primeiro ano, no qual precisa apresentar uma prova de princípio. Caso tenha sucesso, receberá mais US$ 1 milhão para um período de dois anos.
“O avanço recente da medicina impulsiona a habilidade de induzir estados de sono profundo (por exemplo, o torpor) com taxa de metabolismo significativamente reduzida, em humanos, por grandes períodos de tempo”, escreve Bradford.
O pesquisador também menciona a “animação suspensa para voos humanos interestelares” como uma “solução promissora de longo prazo para viagens espaciais de longa duração”.
Outras pesquisas selecionadas para a primeira fase do NIAC são uma “impressora 3-D de estruturas biológicas” e uma “plataforma de voo permanente”, que funcionaria como uma espécie de satélite capaz de se manter em baixa altitude.

8615 – Nasa financia pesquisa sobre hibernação espacial humana


A Nasa anunciou que vai financiar a fase inicial de um estudo sobre “hibernação humana” como estratégia para manter astronautas vivos durante viagens espaciais longas no futuro.
A ideia, concebida inicialmente em filmes ficção cientifica, é minimizar os requisitos de sobrevivência de uma tripulação a caminho de Marte, que em condições normais consumiria muitos recursos.
“Acreditamos que, com uma tripulação de quatro a seis pessoas, a massa de um habitat pode ser reduzida para 5 a 7 toneladas, comparada com 20 ou 50 toneladas”, escreveu John Bradford, da empresa Spaceworks Engineering, autor da proposta.
O financiamento para a pesquisa saiu do programa Niac (Conceitos Avançados Inovadores da Nasa), que só banca projetos arriscados.
A proposta de Bradford, que fala em “torpor induzido” e “animação suspensa”, em vez de hibernação, receberá US$ 100 mil no primeiro ano, no qual precisa apresentar uma prova de princípio. Caso tenha sucesso, receberá mais US$ 1 milhão para um período de dois anos.
“O avanço recente da medicina impulsiona a habilidade de induzir estados de sono profundo (por exemplo, o torpor) com taxa de metabolismo significativamente reduzida, em humanos, por grandes períodos de tempo”, escreve Bradford.
O pesquisador também menciona a “animação suspensa para voos humanos interestelares” como uma “solução promissora de longo prazo para viagens espaciais de longa duração”.
Outras pesquisas selecionadas para a primeira fase do NIAC são uma “impressora 3-D de estruturas biológicas” e uma “plataforma de voo permanente”, que funcionaria como uma espécie de satélite capaz de se manter em baixa altitude.

6388 – Estudos Sobre a Hibernação Humana


Há anos, cientistas vêm sugerindo que a hibernação humana seria possível e poderia ser usada para retardar a morte de células durante o tratamento de doenças fatais.
Cientistas da Universidade do Alasca descobriram que os ursos negros reduzem levemente sua temperatura corporal durante esse período, mas sua atividade metabólica fica muito abaixo dos níveis de outros animais que também hibernam.
Segundo seus autores, esta descoberta, que foi apresentada nesta quinta-feira na reunião anual da Associação Americana para o Avanço das Ciências (AAAS) foi inesperada, já que os processos químicos e biológicos de um organismo se desaceleram normalmente em 50% por cada 10°C de redução da temperatura corporal.
No entanto, segundo o estudo, que foi publicado nesta semana na revista Science, a temperatura corporal destes ursos diminuiu só cinco ou seis graus e seu metabolismo se desacelerou em 75% em comparação com sua atividade normal.
Durante o período de hibernação, os ursos passam de cinco a sete meses sem comer, beber, urinar ou defecar. Neste período, esses animais respiram apenas uma ou duas vezes por minuto e seu coração se desacelera entre as respirações.
Além disso, os cientistas descobriram que a atividade metabólica dos ursos continuou em níveis mais baixos várias semanas após o fim da hibernação.
Esta descoberta levou os pesquisadores a pensar que isso poderia ser útil para os humanos no futuro e eles constataram que a aplicação dos mecanismos de supressão metabólica em situações de emergência poderia salvar vidas.
“Uma rápida redução da atividade metabólica das vítimas de um derrame cerebral ou de um ataque cardíaco poderia deixar o paciente em um estado estável e protegido, o que daria aos médicos mais tempo para tratá-lo”, disse um dos pesquisadores.
A descoberta também poderia ser útil para uma longa viagem espacial, pois, se o corpo humano pudesse alcançar este tipo de hibernação, a viagem a um planeta distante ou a um asteroide poderia ser mais suportável para os astronautas.

Um Pouco+
Na natureza, alguns animais podem, quando chegam as estações mais frias, entrar em um estado letárgico conhecido como “hibernação”.
A hibernação pode ser completa como nas marmotas (Marmota flaviventris) ou parciais como nos ursos.
Quando hibernam, os animais dormem, privando-se de alimento e diminuindo a intensidade da respiração e da circulação sangüínea. Isso ocorre porque durante o inverno, os alimentos são escassos e a diminuição dos processos normais de metabolismo e crescimento economizam energia e evitam que o animal tenha que procurar por comida. Os ursos por exemplo não entram em hibernação completa, pois seus batimentos cardíacos não diminuem e podem acordar para se alimentar se houver um período de calor.
Poucos sabem que os hamsters assim como alguns roedores podem entrar em hibernação (completa ou parcial). Os hamsters entram em hibernação parcial, pois se expostos a uma fonte de calor, despertam. Alguns criadores podem confundir esse estado de hibernação com morte ou coma. Esse estado dura de 1 a 3 dias e tem início quando o animal é exposto à uma temperatura de 6 °C ou menor. Quando o fotoperíodo é curto (2 horas de luz ou menos), alguns hamsters podem hibernar à temperatura ambiente.
Se um animal está imóvel, com os olhos fechados, corpo um pouco rígido e temperatura baixa, deve-se colocar uma bolsa de água morna ao lado dele para que ele desperte ou pode-se esperar que ele acorde espontaneamente. O procedimento de água morna deve ser utilizado quando se tem dúvidas se o animal está morto ou apenas hibernando.

Os animais que hibernam possuem um tecido adiposo (tecido de gordura) conhecido como “gordura parda”, “gordura marrom”, “tecido adiposo pardo” ou “tecido adiposo multilocular”. Alguns a chamam, incorretamente, de “glândula hibernante”. Esta denominação é incorreta devida à natureza do tecido. Não se trata de uma glândula, já que nenhuma substância é secretada. A denominação “gordura parda” refere-se à sua coloração devida à abundante vascularização e às numerosas mitocôndrias presentes em suas células. Por serem ricas em citocromos, as mitocôndrias possuem coloração avermelhada. Nos adipócitos (células de gordura) deste tecido, existem vários vacúolos de gordura (gotículas lipídicas de vários tamanhos) distribuidos pelo citoplasma. Suas células são menores que as do tecido adiposo comum e apresentam as cristas mitocondriais particularmente longas, podendo ocupar toda a espessura da mitocôndria. As células do tecido adiposo multilocular possuem um arranjo epitelióide, formando massas compactas em associação com capilares sangüíneos, lembrando as glândulas endócrinas (vindo daí a denominação incorreta por parte de alguns como “glândula hibernante”). Essa gordura é utilizada como fonte de energia para o despertar do animal.

Em suas mitocôndrias (organelas celulares responsáveis pela respiração celular e produção de energia), mais especificamente em sua parede interna, existem os chamados “corpúsculos elementares”. As mitocôndrias do tecido adiposo multilocular possuem em suas membranas internas, uma proteína transmembrana chamada “termogenina” ou “proteína desacopladora”, que é uma enzima. Esta enzima é desativada por nucleotídeos de purinas (adenina e guanina, presentes no DNA e RNA dos seres vivos) e ativada por ácidos graxos livres, sendo estes gerados dentro dos adipócitos por ação da noradrenalina, também chamada de norepinefrina (é um neurotransmissor adrenérgico presente nas terminações nervosas do Sistema Nervoso Autônomo Simpático, abundantes na região da gordura parda). Desta forma, o tecido adiposo multilocular acelera a lipólise e oxidação dos ácidos graxos (fenômenos para obtenção de energia). Os corpúsculos elementares funcionam como uma bomba de prótons (cátions de hidrogênio). Resumidamente, os prótons liberados no interior das mitocôndrias vão para uma cadeia enzimática e de lá para o espaço intermembranoso (entre a membrama interna e externa da mitocôndria). Esses prótons passam pelos corpúsculos elementares e retornam para a matriz mitocondrial, formando, por ação de uma enzima chamada ATP sintetase (presente nos corpúsculos elementares), várias moléculas de ATP (adenosina tri-fosfato), que armazenam energia para posterior utilização.

Nas mitocôndrias dos adipócitos multiloculares, a termogenina evita que o ATP seja formado, fazendo com que os prótons não passem pelos corpúsculos elementares, e a energia que seria armazenada na forma de ATP passa a ser liberada na forma de calor, que aquece a extensa rede de capilares presente no tecido adiposo multilocular e é distribuído por todo o corpo do animal, despertando-o. Acredita-se que a termogenina seja como uma válvula de segurança dissipando a energia em excesso derivada da alimentação exagerada. Isso sugere que animais obesos (incluindo o ser humano) possuem menos termogenina que os não obesos. Animais que vivem em ambientes de clima frio apresentam maior teor de termogenina que os que vivem am ambientes de clima quente.

3288 – A Hibernação Humana


Há anos, cientistas vêm sugerindo que a hibernação humana seria possível e poderia ser usada para retardar a morte de células durante o tratamento de doenças fatais.
Seria solução para longa viagem espacial
Cientistas da Universidade do Alasca descobriram que os ursos negros reduzem levemente sua temperatura corporal durante esse período, mas sua atividade metabólica fica muito abaixo dos níveis de outros animais que também hibernam.
Segundo seus autores, esta descoberta, que foi apresentada nesta quinta-feira na reunião anual da Associação Americana para o Avanço das Ciências (AAAS) foi inesperada, já que os processos químicos e biológicos de um organismo se desaceleram normalmente em 50% por cada 10°C de redução da temperatura corporal.
No entanto, segundo o estudo, que foi publicado nesta semana na revista Science, a temperatura corporal destes ursos diminuiu só cinco ou seis graus e seu metabolismo se desacelerou em 75% em comparação com sua atividade normal.
Durante o período de hibernação, os ursos passam de cinco a sete meses sem comer, beber, urinar ou defecar. Neste período, esses animais respiram apenas uma ou duas vezes por minuto e seu coração se desacelera entre as respirações.
Além disso, os cientistas descobriram que a atividade metabólica dos ursos continuou em níveis mais baixos várias semanas após o fim da hibernação.
Esta descoberta levou os pesquisadores a pensar que isso poderia ser útil para os humanos no futuro e eles constataram que a aplicação dos mecanismos de supressão metabólica em situações de emergência poderia salvar vidas.
“Uma rápida redução da atividade metabólica das vítimas de um derrame cerebral ou de um ataque cardíaco poderia deixar o paciente em um estado estável e protegido, o que daria aos médicos mais tempo para tratá-lo”, disse um dos pesquisadores.
A descoberta também poderia ser útil para uma longa viagem espacial, pois, se o corpo humano pudesse alcançar este tipo de hibernação, a viagem a um planeta distante ou a um asteroide poderia ser mais suportável para os astronautas.

1581-Biologia – A hibernação


Há 2 séculos, um cientista escocês chamado Hunter, estudando a animais hibernantes concluiu que o frio poderia tornar o homem imortal. A tartaruga, com a temperatura de seu corpo descida um grau muito baixo permite-lhe viver com uma parte infinitesimal de oxigênio, sem ingestão de alimentos permanecendo insensível a estímulos externos. Seria possível ao animal, viver assim 3 ou 4 séculos. Hunter pensou em fazer o mesmo com o homem, para que vivesse 10 anos sobre 100 e para isso o sepultaria debaixo de gelo, dando-lhe a possibilidade de envelhecer 40 anos sobre 4 séculos. Suas teorias foram tidas como loucas e ridículas, porém, no século 19, um clínico italiano curou doentes atacados de tifo, com febres violentas, mantendo-os imersos longamente em tanques cheios de água e gelo. A hibernação artificial foi aplicada em casos como: intervenção cirúrgica, hemorragias, septicemias, tétano. Após a anestesia normal e a administração de ganglioplégico, o paciente é submetido a pacotes de gelo e a temperatura é reduzida gradativamente. Há monitoração com aparelhos. A 31°C / 33°C deixam de funcionar os centros corticais e o doente fica como que desmaiado, inconsciente. A 28°C, imobiliza-se o funcionamento dos centros meso-dienfálicos e começa a hibernação: o paciente não reage a variações do próprio organismo. A temperatura ideal seria 26°C, mas se detém nos 28 por segurança. A 24°C sobreviria à morte pela parada dos centros bulbares.