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Qual a origem do ato de amamentar e a sua relação com o soluço?

                                                         
- Atualizado no dia 15 de julho de 2021 -

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          Os mamíferos evoluíram no período Triássico ao longo da linhagem dos terapsídeos, e a produção de leite é uma das mais marcantes características desse clado. O leite é um alimento natural completo, contendo mais nutrientes do que são solúveis na prática, caso todos os seus componentes fossem dissolvidos individualmente na água. Isso é possível porque os nutrientes do leite estão simultaneamente contidos na solução associada, em suspensão e em emulsão, todos mantidos em um fino balanço. A composição dessa mistura difere substancialmente entre as diferentes espécies de mamíferos, e tem evoluído ao longo de mais de 200 milhões de anos.       

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           Analisando os genes envolvidos na produção de leite, pesquisadores já descobriram que eles estavam já presentes no Reino Animal muito antes dos primeiros mamíferos emergirem (!). Pegando exemplos ainda existentes, os anfíbios ainda guardam algumas características secretoras que objetivam a nutrição das crias. As cobras-cegas secretam um líquido nutritivo da sua pele para servir de alimento para os filhotes que saem dos ovos (mas longe de ser algo poderoso como o leite, onde seus filhotes já nascem praticamente completos e não ficam dependentes desse líquido). Algumas espécies de rãs depositam ovos na terra e precisam assegurar que estes fiquem sempre úmidos, secretando líquidos hidratantes sobre os ovos para esse fim. Assim foi, mais provavelmente, como os ancestrais dos mamíferos deram seus primeiros passos até a emergência do leite propriamente dito. Os animais que produziam ovos muito duros e à prova de qualquer interação com a mãe, seguiram outro caminho, transformando-se nos répteis e aves que conhecemos hoje.

(!) Leitura recomendadaQuais as evidências da evolução biológica?

           Na linhagem evolutiva levando aos mamíferos, as secreções produzidas começaram a ficar mais complexas, nutritivas e com propriedades imunitárias (anticorpos, bactérias e fatores imunes). Isso permitiu que a necessidade de ovos fosse deixada de lado, e a complementação do desenvolvimento das crias foi confiada inteiramente ao novo produto biológico: o leite. Esse líquido teria surgido muito antes dos primeiros mamíferos, segundo análises genéticas acumuladas e observação de que os principais componentes do leite (entre proteínas, carboidratos e gorduras) são produtos biológicos não encontrados em lugar algum da natureza, mas comum a todos os três maiores grupos de mamíferos (monotremos, marsupiais e euterianos). Isso inclui proteínas como as albuminas e caseínas, carboidratos como a lactose e oligossacarídeos, e lipídeos que englobam uma enorme variedade intra- e inter-espécies de ácidos graxos com curtas e longas cadeias carbônicas.
              

Ornitorrincos, à esquerda, e Equidnas, à direita, são os únicos mamíferos ainda vivos que botam ovos

          As fundações para o surgimento da amamentação podem ter sido concebidas antes até mesmo do surgimento dos dinossauros, durante o Jurássico e Cretáceo, há cerca de 310 milhões de anos. Os animais que o produziam, e não eram mamíferos, acabaram sendo todos extintos, dando lugar à uma classe mais bem adaptada. Nesse sentido, um sistema de lactação provavelmente estava bem estabelecido nos mamaliformes (transição evolutiva entre répteis e mamíferos) e evoluíram simultaneamente com a endotermia e a pelagem. As glândulas de leite provavelmente evoluíram de glândulas com características apócrinas que estavam associadas com os folículos capilares. 

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      ORIGEM DOS MAMILOS

            Um primeiro fato interessante na amamentação dos mamíferos é a presença quase unânime dos famosos mamilos. Por que eles surgiram? Novamente, é fácil tentar explicar com exemplos de animais ainda existentes. Entre os mamíferos, os menos complexos em termos reprodutivos são os monotremos, ordem que compreende os ornitorrincos (Ornithorhynchus anatinus) e equidnas (família Tachyglossidae). Ambos produzem ovos e leite, mas este último não sai de mamilos e, sim, de glândulas espalhadas pela pele. Quando o filhote vem se alimentar, o leite é excretado e fica depositado sobre a pele da mãe. O filhote então 'lambe' o leite esparramado. Mas essa solução é extremamente arriscada, já que bactérias poderiam se proliferar na pele, sobre os restos de leite ali deixados, colocando as crias e a mãe em perigo. Isso deve ter ocorrido com muitos ancestrais extintos de múltiplas linhagens de mamíferos. Assim, nesse cenário de forte pressão seletiva, provavelmente surgiram os mamilos, os quais só permitem a saída de leite se pressionados pela boca do filhote e, terminada a amamentação, seus orifícios se fecham quase completamente, dificultando a entrada de invasores. Em volta dos mamilos, tudo fica bem limpo.

           A existência dos monotremos, a princípio, sugere que líquidos secretados pela pele de répteis, de fato, podem ter tido funções cada vez mais similares ao leite até a emergência de real amamentação. Além disso, o ornitorrinco, por exemplo, compartilha genes exclusivos de aves, répteis e anfíbios, com cerca de 80% de compatibilidade em relação aos mamíferos. Ou seja, uma excelente ponte (transição) evolutiva entre os mamíferos e outros vertebrados em termos de amamentação.


          No entanto, um robusto estudo publicado em 2018 (Ref.11), e liderado pelo paleontólogo e anatomista funcional Alfred Crompton, da Universidade de Harvard, EUA, encontrou que o ato de sugar o leite de bicos parece ter evoluído antes dos monotremos divergirem dos outros mamíferos há cerca de 190 milhões de anos. Para chegarem nessa conclusão, pesquisadores analisaram tanto a anatomia dos monotremos modernos quanto dos fósseis de ancestrais conhecidos. O resultado das análises mostrou que alguns ancestrais conseguiam realizar os movimentos de sugar e engolir o leite, mas que os monotremos modernos perderam essa capacidade por terem evoluído bocas especializadas para a alimentação de presas com duras carapaças, como crustáceos de água doce no caso dos ornitorrincos, e larvas e insetos no caso das equidnas (algumas espécies se especializaram em comer formigas e cupins).



          Previamente, esses mesmos pesquisadores tinham identificado um conjunto de músculos essenciais para o ato de sugar o leite entre os mamíferos. Um deles, chamado de 'tensor veli palatini', se alonga de próximo da base dos ouvidos até à região do palato mole (céu da boca). Quando os mamíferos sugam alguma coisa (como nós quando sugamos uma bebida pelo canudinho), esse músculo age com a língua de forma a criar uma área de baixa pressão (aliado, obviamente, à expansão do diafragma), permitindo que o líquido seja sugado.

          Nesse sentido, os pesquisadores notaram que enquanto um antigo ancestral de todos os mamíferos modernos hoje, o gênero Thrinaxodon - o qual viveu há cerca de 250 milhões de anos - não possuía o veli palatini - sugerindo uma ausência na capacidade de sugar leite - o gênero Brasilitherium - o qual viveu há cerca de 220 milhões de anos e é outro ancestral dos mamíferos, porém mais recente - possuía uma conformação óssea que fortemente sugere uma musculatura similar ao veli palatini, indicando que esse representante ancestral já possuía a capacidade de sugar. E como eles viveram há bem mais tempo do que os monotremos, fica implícito que esses últimos perderam essa habilidade.




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    LEITE DE AVE E DE ARANHA!


Um flamingo dando ´leite´ à sua cria/Foto

         Outro fator que pode ter impulsionado o surgimento do leite durante a evolução foi a possibilidade de serem passados anticorpos e bactérias para a cria visando ajudar o fortalecimento do seu sistema imunológico. O mais interessante nesse cenário é que certas aves, como os pombos, flamingos e pinguins, também produzem uma mistura similar ao leite de mamíferos e com função similar, chamado de Leite de Ave! Só que nesses animais, o leite não é uma emulsão líquida e fluída, e, sim, uma suspensão pastosa, e amarelada, de nutrientes (é mais nutritiva do que o leite de vários mamíferos, sendo muito rica em proteínas e gorduras). Esse leite especial é produzido no esôfago desses animais e regurgitada aos filhotes, mas ao contrário dos mamíferos, tanto o macho quanto a fêmea secretam a 'geleca', sendo tarefa exclusiva do sexo masculino nos pinguins. De qualquer forma, vários fatores de imunidade, bactérias e anticorpos já foram isolados do leite de ave, representando provavelmente um caso de evolução convergente, em termos de funcionalidade, com a lactação dos mamíferos. Para exemplificar, estudos que tentaram replicar artificialmente o leite de pombos apenas focando na sua composição nutricional (cerca de 60% de proteínas, 32% de gorduras e 1,2% de carboidratos) e dando o alimento resultante para recém-nascidos de pombos comerem, resultaram em baixo desenvolvimento destes últimos ou morte. Portanto, a função da imunidade pode ser tão ou mais importante do que a nutricional. 

          Mais interessante ainda, é a ocorrência de evolução convergente para a produção de um líquido com função similar ao leite em invertebrados, no caso, na espécie Toxeus magnus, uma aranha-saltadora (Salticidae) que imita (anatomicamente) formigas (Ref.12). Os filhotes dessa espécie ingerem gotículas muito nutritivas de leite secretadas do sulco epigástrico da mãe até o estágio sub-adulto. Esse leite de aranha é indispensável para a sobrevivência dos filhotes nos estágios iniciais de vida e complementa a caça nos estágios mais avançados de amadurecimento. Isso implica que cuidado materno para filhotes sexualmente maduros e provisão com amamentação evoluiu em clados drasticamente divergentes de animais.


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    SOLUÇOS E AMAMENTAÇÃO

          Soluços são uma ocorrência comum que a maioria das pessoas experienciam em algum ponto da vida. O termo médico para o fenômeno fisiológico é singulto, o qual deriva do Latim singultus, que significa "suspiro". O soluço resulta de uma súbita e involuntária contração do diafragma e dos músculos intercostais. Ativação do nervo laríngeo recorrente gera um abrupto fechamento da glote seguindo as contrações, produzindo o característico som de "hic" e completando o reflexo. Sem o fechamento da glote, hiperventilação ocorreria. Frequentemente, esses episódios são transientes e se resolvem dentro de 48 horas. Podem ocorrer em adultos, crianças, bebês e mesmo em fetos dentro do útero. Em adultos, não existe qualquer propósito fisiológico conhecido para o reflexo do soluço.


           Soluços agudos, durando minutos a horas podem ser desconfortáveis e irritantes, mas soluços intratáveis podem ter profundo impacto na qualidade de vida e na saúde do afetado. Soluço agudo dura menos de 48 horas; soluços persistentes duram por mais de 2 dias, e soluços intratáveis duram por mais de 1 mês.  

          Soluços podem ter várias causas, incluindo orgânicas, psicogênicas, idiopáticas ou como efeito colateral de medicamentos. Alguns medicamentos e drogas bem estabelecidos de induzirem soluços são as benzodiazepinas, barbituratos, etanol (incluindo bebidas alcoólicas) e esteroides. Soluços persistentes ou intratáveis podem indicar (sintoma) uma mais séria etiologia. O espasmo diafragmático associado - envolvendo dois principais caminhos nervosos (nervo vago e nervo frênico) - é frequentemente causado (agente de irritação diafragmática) por distensão gástrica ou hipertrofia do fígado. Os espasmos diafragmáticos comumente se repetem em ciclos de 4 a 60 minutos, variando de indivíduo para indivíduo.

          Os soluços são inibidos por elevações na pressão parcial de dióxido de carbono (pCO2), estimulação vagal, agentes GABA-érgicos (ex: baclofeno, gabapentina), antagonistas de dopamina (ex: clorpromazina, haloperidol, metoclopramida) e agonistas de dopamina (ex: amantadina). Devido ao envolvimento da dopamina como um neurotransmissor no circuito nervoso associado ao reflexo do soluço, o principal medicamento usado para tratamento de soluços persistentes ou "intratáveis", e aprovado pela Agência de Drogas e Alimentos dos EUA (FDA), é a clorpromazina - a qual também parece agir ativando o nervo vago. Tratamentos bem estabelecidos nem sempre são efetivos e soluções exóticas podem ser necessárias, como o curioso relato de caso de um homem de 40 anos de idade com soluço persistente que foi resolvido prontamente após relação sexual com a sua esposa, especificamente logo após a ejaculação (Ref.16). Mais recentemente, soluço persistente tem sido associado a casos de COVID-19 (Ref.18).

          Para a fase aguda dos soluços, existem várias técnicas simples reportadas para terminar o reflexo, muitas delas suportadas apenas por evidências anedóticas. Prender a respiração para aumentar o pCO2 é talvez a técnica mais utilizada e geralmente efetiva. Vários métodos também são usados para estimular o nervo vago através do nariz, ouvido e garganta, como beber algo gelado. 


   SOLUÇO E EVOLUÇÃO  

          Ao invés de outros reflexos comuns como o espirro (limpeza das vias nasais) e tosse (limpeza das vias aéreas), não existe vantagem fisiológica conclusivamente estabelecida para o soluço. Porém, é notável mencionar que os soluços parecem ocorrer na maioria dos mamíferos, e apenas nesse clado. De fato, esse reflexo é bem caracterizado em gatos, ratos e coelhos, e são frequentemente observados em cavalos e cães. Por outro lado, não existe nenhum reporte de reflexo similar ao soluço em aves, répteis e anfíbios (!). Além disso, os movimentos de soluço podem ser sentidos pelas mães grávidas e vistos no ultrassom, antes de reflexos respiratórios ou do ato de engolir emergirem. O reflexo é mais prevalente em recém-nascidos, estes os quais gastam até 2,5% do tempo soluçando, com a taxa de ocorrência diminuindo durante a infância e ocorrendo apenas ocasionalmente durante a fase adulta.

          No final do século XIX, foi proposto que o soluço era uma forma de preparação do feto para fortalecer os músculos envolvidos na respiração, uma hipótese revisitada no final do século XX. Porém, essa proposta possui um número de limitações. Primeiro, não explica a participação do músculo aferente no reflexo. Segundo, é muito questionável se breves contrações ocasionais no feto teriam qualquer efeito benéfico nos músculos respiratórios, os quais possuem uma alta concentração de fibras de contração lenta visando resistência.

           Em 2003, no periódico BioEssays (Ref.20), pesquisadores propuseram uma hipótese filogênica de que o soluço é um reflexo vestigial com origem evolucionária traçada até a ventilação via guelras. Nesse sentido, padrões motores ventilatórios em antigos vertebrados ancestrais dos mamíferos com respiração bimodal (aérea e aquática), como observado em muitos anfíbios, teriam sido conservados em todos os tetrápodes terrestres. O circuito nervoso responsável pelos soluços pode ter persistido nos mamíferos porque permitiu o desenvolvimento de padrões geradores para outras funções úteis da faringe e dos músculos da parede do peitoral, como o ato de sugar leite ou a respiração eupneica. No entanto, apesar dos autores terem demonstrado muito bem a provável origem filogenética do soluço, isso não descarta a existência de função específica para esse reflexo, especialmente considerando sua persistência em vários diferentes grupos de mamíferos.

          Nesse último ponto, em 2012, uma hipótese também proposta no periódico BioEssays (Ref.21), de autoria do pesquisador Daniel Howes, da Universidade de Queen, Canadá, propôs que o soluço pode ser um complexo reflexo para remover ar do estômago em filhotes de mamíferos que sugam leite. Até o momento, é a mais consistente hipótese evolucionária que tenta explicar a ampla prevalência de soluços nos mamíferos e sua alta incidência em bebês.

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          Durante o soluço, nervos eferentes viajam da medula espinhal para o diafragma, os intercostais externos, os músculos escalenos, as estruturas glóticas, e o esôfago. O mais significativo músculo envolvido é o diafragma, e o reflexo é frequentemente unilateral, envolvendo apenas o hemi-diafragma esquerdo ou direto (geralmente o esquerdo). A inalação forçada contra a glote fechada leva a uma dramática redução de pressão intratorácica. Ao mesmo tempo, a peristalse esofágica é suprimida e o esfíncter inferior esofágico relaxa. Inervação aos músculos de exalação é inibida.

          A queda na pressão intratorácica afeta os pulmões, o coração, os grandes vasos, os vasos linfáticos, o timo, e o esôfago. O estômago fica abaixo do diafragma e está fora da cavidade torácica. Uma grande queda de pressão no cenário do fechamento da glote não faz sentido funcional aparente em nenhum dos órgãos afetados, com interessante exceção do esôfago.

          A pressão negativa intratorácica do soluço removeria facilmente material da boca ou do estômago em direção à seção mediana do esôfago. Como temos o reflexo de engolir para levar o material da boca para o esôfago, fica aberto um mecanismo de retirada de conteúdo estomacal. Como temos o reflexo de vômito para retirar material sólido ou líquido do estômago, fica sobrando gás no estômago para ser retirado. E quando o reflexo do soluço é tipicamente engatilhado? Sim, quando comemos muito rápido, durante distensões gástricas e na ingestão de bebidas carbonadas, todos fatores que levam grande quantidade de ar para a cavidade estomacal!

          Como um reflexo mais otimizado de arroto, o reflexo do soluço pode forçar a saída mais efetiva de ar do estômago para o esôfago, deixando mais espaço, por exemplo, para receber leite materno durante a amamentação. Isso é suportado pela supressão do movimento peristáltico no esôfago e o relaxamento do esfíncter inferior desse órgão, deixando livre a saída do gás. Uma significativa quantidade de bolhas de ar no estômago pode estimular mecanorreceptores que ativam o membro aferente do reflexo.


          A presença de um reflexo aprimorado de "arroto" fornece uma significativa vantagem de sobrevivência. Filhotes de mamíferos muito novos dependem do consumo de leite materno para a nutrição. A natureza contínua do ato de sugar leite significa que o processo precisa estar coordenado com a respiração e o resultado pode ser a ingestão de substancial quantidade de ar. Um reflexo que ajuda a remover ar engolido aumentaria de forma significativa a capacidade do estômago para o leite. Isso também explicaria porque o soluço é tão mais frequente no início da infância. 

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(!) IMPORTANTE: Apenas mamíferos e crocodilos possuem diafragma. Enquanto que vários vertebrados (répteis, mamíferos e anfíbios em particular) sugam ar criando pressão negativa ao expandir a caixa torácica com músculos intercostais, apenas os mamíferos usam os músculos diafragmáticos como ferramenta primária para essa função. Em crocodilianos, o diafragma (análogo ao diafragma de mamíferos) possui atuação limitada na respiração, sendo recrutado mais durante atividades com elevada demanda metabólica (Ref.23). Estudos com fósseis sugerem que, apesar do diafragma característico dos mamíferos ter emergido há cerca de 50 milhões de anos, répteis similares a mamíferos chamados de caseídos (membros dos sinapsídeos) parecem também ter evoluído uma estrutura extremamente similar há cerca de 300 milhões de anos (Ref.24).
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CURIOSIDADES: Nascendo imensos e muito massivos, os filhotes de baleia sugam um leite riquíssimo em gorduras (50% da massa total) para satisfazer o grande requerimento energético. Além de fornecer bastante energia, o leite gorduroso não sofre dispersão na água do mar, gerando grandes bolotas em micelas, as quais saem dos seios maternos e são sugadas pelo filhote, sem desperdício nenhum!...

Baleia cachalote com sua cria


... Mas em termos de gordura, quem ganha mesmo são as Focas-de-Crista, onde 61% do leite desses animais são constituídos por gordura. Além disso, a mãe dessa foca precisa transferir cerca de 7 quilos de leite para a cria durante um período de poucos dias! O leite super-gorduroso e a gula dos filhotes aumentam as chances de sobrevivência desses animais até a fase adulta, onde o desenvolvimento rápido de massa da cria, especialmente o robusto acúmulo de tecido adiposo, é um importante fator de proteção contra o forte frio das regiões onde habita, reduzindo a fragilidade frente a predadores, principalmente ursos-polares...

Mãe e cria da Foca-de-Crista


... Nosso leite é muito similar ao da zebra, tendo cerca de 4% de gordura, 1,3% de proteínas, 7,2% de lactose e 90% de água enquanto nosso ´cavalo listrado´ possui um leite com cerca de 2,2% de gorduras, 1,6% de proteínas, 7% de lactose e 89% de água. Mas o propósito de tão baixo conteúdo energético e alta quantidade de água é diferente entre as duas espécies. Enquanto nossos bebês precisam de baixo consumo de energia devido ao super lento desenvolvimento dos mesmos, não sendo preciso que a mãe gaste muito seus recursos nutricionais, as zebras entregam bastante água às suas crias para hidratarem estas e favorecerem o sudorese refrescante em seu ambiente árido e quente.

Somos 'parentes de leite'...


Artigo complementar: Leite materno ou Fórmula para o bebê?


REFERÊNCIAS CIENTÍFICAS
  1. http://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4614-4714-6_1
  2. http://journals.cambridge.org/action/displayAbstract?fromPage=online&aid=8480009&fileId=S1751731111001935
  3. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4860582/
  4. http://www.stanford.edu/group/stanfordbirds/text/essays/Bird_Milk.html
  5. http://gbe.oxfordjournals.org/content/6/10/2754.short
  6. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3191541/
  7. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3482181/
  8. http://www.nature.com/nature/journal/v453/n7192/pdf/nature06936.pdf
  9. Osthoff, G., Madende, M., Hugo, A., & Butler, H. J. (2020). Milk evolution with emphasis on the Atlantogenata. African Zoology, 1–10. doi:10.1080/15627020.2020.1798281
  10. https://science.sciencemag.org/content/361/6399/213.summary 
  11. https://dash.harvard.edu/handle/1/37364482
  12. https://science.sciencemag.org/content/362/6418/1052.abstract
  13. https://europepmc.org/books/n/statpearls/article-22862/
  14. https://www.scielo.br/j/rcefac/a/m5VLQrpz5RbmDPFGDkRxFYC/
  15. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnins.2020.00629/full
  16. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2144777/
  17. Ezquerra-Osorio A, Vergara-Suárez A. Singulto, una puesta al día en causas, protocolo diagnóstico y tratamiento. Med Int Méx. 2021; 37 (1): 78-85.
  18. https://www.ajtmh.org/view/journals/tpmd/104/5/article-p1713.xml
  19. https://www.taylorfrancis.com/chapters/edit/10.4324/9781315378527-35/hiccup-wesley-finegan-angela-mcgurk-wilma-donnell-jan-pederson-elizabeth-rogerson
  20. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/bies.10224
  21. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3504071/
  22. https://journals.biologists.com/jeb/article/220/5/737/18885/An-ancient-origin-for-the-diaphragm
  23. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22323207/
  24. https://www.nature.com/articles/540011a