YouTube

Artigos Recentes

O Rato-Toupeira-Pelado é o único mamífero conhecido que parece desafiar a Lei da Mortalidade


- Atualizado no 1 de fevereiro de 2020 -

Compartilhe o artigo:



           Não se deixem levar pelas aparências! O Rato-Toupeira-Pelado (Heterocephalus glaber) é uma das mais extraordinárias criaturas que vivem em nosso planeta e é alvo de diversos estudos para entender como o seu corpo consegue ser tão fantástico e único. Esse roedor desafia as 'leis' que regem os mamíferos, muito raramente adquirindo câncer, sendo bastante resistentes a alguns tipos de dor e podendo sobreviver até 18 minutos sem oxigênio. Mas o que mais chama atenção nesse pequeno animal é a sua longa longevidade, e um estudo publicado em 2018 no periódico eLife chegou inclusive a sugerir que esses estranhos roedores são ainda mais incríveis: eles parecem não envelhecer como os outros animais!

- Continua após o anúncio -



   RATO-TOUPEIRA-PELADO

        Medindo entre 14 e 17 cm de comprimento, e possuindo uma massa corporal entre 30 e 80 gramas, o rato-toupeira-pelado é o único representante do gênero Heterocephalus , englobado na família de roedores escavadores Africanos Bathyergidae (popularmente conhecidos como ratos-toupeiras-Africanos ou simplesmente ratos-toupeiras). 

           O rato-toupeira-pelado é o único mamífero que não possui termorregulação corporal (a temperatura dos seus corpos depende da temperatura ambiente), e apenas esse animal e outra espécie de rato-toupeira-Africano  - o Rato-Toupeira de Damaraland (Fukomys damarensis) -, possuem um sistema de organização social (eussocialidade) parecido com o das abelhas e formigas (são os únicos mamíferos que são regidos por uma colônia controlada por uma rainha!), incluindo trabalhadores e soldados. As rainhas possuem mais que o dobro do tamanho dos 'operários' e coordena colônias que alcançam uma população de até 300 indivíduos e que podem construir túneis de até 3 km de comprimento! O metabolismo dessa espécie é bem lento e o seu corpo, como o nome sugere, não possui quase nenhum pelo. Alimenta-se de tudo o que encontram pelo caminho dos seus túneis.



         Como já deu para perceber, o Rato-Toupeira-Pelado é único entre os mamíferos, e isso porque nem citamos seus 'poderes especiais'. Podemos destacar os principais:

1.Seus dentões da frente, uma das suas características físicas mais marcantes, ficam fora da boca para poder cavar a terra e impedir que esta entre na sua boca, a qual fica selada atrás deles. E, como os outros roedores, seus dentes não param de crescer, precisando ser sempre gastos (perfeito para quem gasta a vida toda cavando com eles!).

2. Essa espécie não sente certos tipos de dor que para a grande maioria dos outros animais, especialmente mamíferos, seriam insuportáveis. Dores mecânicas eles sentem normalmente, mas não químicas (ácidos, por exemplo). Sua pele não possui uma neurotransmissor chamado 'substância P', relacionado com a transmissão da sensação de dor. E diferente de certos humanos que possuem uma doença que traz um comportamento similar, o corpo deles não sofre em nada com essa condição. Acredita-se que essa adaptação surgiu por causa do ambiente cheio de gás carbônico no qual eles se encontram, fato que eleva a acidez do meio e incomodaria bastante a pele, tirando o foco deles do trabalho de cavação. Além disso, vivem expostos a metais pesados diversos, toxinas de defesa das plantas e baixa disponibilidade de oxigênio. Aliás, essas extremas condições que eles suportam no seu habitat é outra incrível capacidade de resistência desses roedores. Isso sem contar que conseguem ficar até 18 minutos sem oxigênio!

3. Considerando o seu tamanho e comparando com outros ratos, o rato-toupeira-pelado vive quase uma eternidade! Enquanto um camundongo (um típico roedor de dimensões similares e massa em torno de 40 gramas) dificilmente alcança os 6 anos de idade, essa espécie de rato pode ultrapassar os 30 anos! Seria como um humano viver por mais de 420 anos se fôssemos considerar a média de idade da população em um país de alto IDH! E grande parte deles ultrapassa facilmente os 24 anos. Pesquisadores acham que isso está relacionado, principalmente, ao seu baixo metabolismo (menos stress oxidativo) e características genéticas ainda não elucidadas - aliás, seu genoma só foi sequenciado no final de 2011 (Ref.4). Esse animal é um dos focos nos estudos de longevidade;

4. Até o ano de 2016, eles eram os únicos animais conhecidos que nunca tinham demonstrado desenvolvimento de câncer*! Essa extraordinária resistência aos tumores é amplamente pesquisada hoje, e segura promessas futuras de aplicações em nossa espécie para a prevenção e tratamento da doença;  *Dois espécimes com tumores foram encontrados em um zoológico (Ref.3), mas com um porém: o ambiente em que eles estavam não era o do seu habitat natural, contendo uma maior quantidade de oxigênio. Isso pode ter fomentado o desenvolvimento de tumores.

5. Esses roedores não envelhecem como nós ou a maioria dos outros animais. As mudanças que o seu corpo sofre com a idade são bem atenuadas, e a capacidade reprodutiva deles mantêm-se quase constante, com as fêmeas não mostrando menopausa e ficando altamente férteis até idades acima dos 30 anos. Status neuronal, cardíaco, composição corporal, qualidade óssea e metabolismo praticamente não mudam mesmo em idades bem avançadas (acima dos 20 anos). Nas células, as funções de proteassoma, assim como a massa mitocondrial e expressões genéticas e proteicas são mantidas com a idade. E mais: eles alcançam a idade reprodutiva entre 6 e 12 meses de idade, e completa constituição adulta aos 2 anos!

          Vivendo nas regiões áridas e semi-áridas da África sub-Sariana, especialmente na Etiópia, Quênia e Somália, esses fascinantes animais não se encontram ameaçados de conservação em seu habitat. Apesar das extremas condições do seu habitat subterrâneo - vivem praticamente de forma exclusiva enterrados -, esses mesmos ambientes os protegem bem dos predadores e das mudanças climáticas bruscas da superfície (muito frio, tempestades, muito quente, etc.), já que os túneis sempre se mantêm com condições físico-química razoavelmente constantes. Aliás, acredita-se que essa espécie primeiro evoluiu há cerca de 35 milhões de anos, persistindo até hoje.

- Continua após o anúncio -



   JUVENTUDE ETERNA

          Para completar o quadro desse fantástico animal, pesquisadores em um estudo publicado no começo de 2018 mostraram que eles não parecem envelhecer! Segundo sugerem os resultados do estudo - aliás, o primeiro estudo a analisar o histórico de vida de milhares de Ratos-Toupeiras-Pelados - o risco de morte não sobe à medida que a idade desse roedor avança, como acontece para todos os outros mamíferos.

         Liderando o estudo, está a Bióloga Rochelle Buffenstein, a qual está estudando e acompanhando esses animais por mais de 30 anos e, quase literalmente, coletou um inteiro ciclo de vida de dados para essa espécie. Para cada espécime em seus cuidados, ela registrava a data de nascimento e de morte, e se cada um deles foi morto por um experimento ou fornecido para outros pesquisadores.

          O que a pesquisadora encontrou foi surpreendente: Ratos-Toupeiras-Pelados não parecem respeitar a lei de Gompertz, uma equação matemática que descreve o envelhecimento nos mamíferos. Em 1825, o matemático Britânico Benjamin Gompertz encontrou que o risco de morte aumenta exponencialmente com a idade. Em humanos, por exemplo, esse risco razoavelmente dobra a cada 8 anos após a idade de 30 anos. A lei se aplica a todos os mamíferos após a idade adulta. Bem, isso porque Gompertz não conhecia o Rato-Toupeira-Pelado.


         Segundo o estudo de Rochelle, após atingirem a maturidade sexual aos 6 meses de idade, cada Rato-Toupeira-Pelado analisado manteve constante o risco de morte em cerca de 1 para cada 10000, até o fim dos seus dias de vida! É como se um humano mantivesse seu vigor, resistência e vitalidade adolescente - e o forte corpo de um jovem adulto - para até os 75-80 anos. Em outras palavras, o Rato-Toupeira-Pelado não parece envelhecer! Mas como explicar essa aberração na biologia mamífera?

          Estudos já mostraram que esse roedor possui um sistema reparador no DNA bastante ativo e altos níveis de proteínas chaperonas, as quais ajudam outras proteínas a assumirem suas conformações terciárias e quartenárias corretamente. Porém, ainda é incerto se apenas isso explica a gigantesca longevidade desses animais e sua aparente ausência de envelhecimento. Como explorado no artigo Por que envelhecemos e o que estamos fazendo para frear esse processo?, existem muitas dúvidas que cercam o processo de envelhecimento entre os animais, com sua causa provavelmente sendo multifatorial.

- Continua após o anúncio -



   OS DADOS DO ESTUDO SÃO CONSISTENTES?

           Apesar dos dados serem de alta qualidade, outros cientistas ao redor do mundo pediram cautela ao interpretá-los. Devido ao fato da maioria dos animais terem sido mortos ou movido para outros laboratórios, menos do que 50 espécimes no estudo passaram dos 15 anos de idade, com o mais velho deles - atualmente ainda vivo - sendo um de 35 anos. Nesse sentido, mais - e mais velhos - Ratos-Toupeiras-Pelados são necessários para se ter certeza de que o risco de morte deles realmente não muda com a idade.

          Porém, os pesquisadores responsáveis pelo novo estudo discordam. Para eles o número de roedores analisados foi suficiente para atestar a validade da lei de Gomperz. Segundo Buffenstein, seu estudo possui 3000 pontos de dados, com o conjunto indicando uma clara conclusão. Mas, segundo ela, existe uma pequena possibilidade - também apontada por outros especialistas - de que o envelhecimento ocorra nessa espécie, mas muito mais tardiamente do que em outros mamíferos. Ainda é um pouco incerto o que ocorre em seus corpos após 20 ou 30 anos de idade, mas considerando o baixíssimo risco de morte (1/10000) perdurando por tanto tempo das suas vidas, seria algo improvável.

          Bem, de qualquer forma, foi o primeiro estudo do tipo, e outros certamente virão para comprovar ou refutar o achado (!). Mas uma coisa é clara: esses fascinantes roedores são mais do que resistentes ao envelhecimento.

(!) ATUALIZAÇÃO (06/02/18): Um novo estudo publicado na PNAS (Ref.11) mostrou que, apesar do Rato-Toupeira-Pelado não mostrar um significativo fenótipo de envelhecimento com o avanço da idade, incluindo sua alta resistência às patologias que acompanham esse processo, suas células individuais parecem envelhecer de forma muito similar a de outros roedores, incluindo mecanismos de senescência induzidos por danos no DNA e envelhecimento celular programado. Em outras palavras, uma das principais armas evolucionárias contra o câncer (freio mitótico para as células) permanece presente nessa espécie. Porém, segundo o estudo, parece que esse envelhecimento celular é mais organizado metabolicamente, e não o caos metabólico visto em ratos, por exemplo.

- Continua após o anúncio -



   DIÓXIDO DE CARBONO: KRIPTONITA?

          Outra característica bem notável dos ratos-toupeiras-pelados é a impressionante resistência a altos níveis de dióxido de carbono (CO2) no ambiente (~2,5%), o que para outros mamíferos seria um cenário aterrorizante de sufocamento (I). Porém, apesar disso parecer à primeira vista outra incrível habilidade desses animais, é, na verdade, uma condição de sobrevivência. Sem altos níveis de dióxido de carbono, esses roedores simplesmente não funcionam no seu habitat e estilo de vida.

----------

          Em um recente estudo publicado no periódico Current Biology (Ref.12), pesquisadores mostraram que quando os ratos-toupeiras-pelados são expostos ao ar fresco (hiperventilação com concentração de CO2 de 0,4%) em meio a um ambiente quente (42°C) - tipicamente onde vivem, em regiões áridas e semi-áridas Africanas, as temperaturas superficiais ultrapassam os 46°C - eles acabam tendo convulsões. Essa curiosa necessidade por dióxido de carbono, segundo o estudo, é explicada pela presença de uma mutação em um gene (KCC2) que codifica o principal transportador neuronal de cloreto.

          Mutações nesse gene são também observadas em famílias humanas onde os indivíduos tendem a experienciar mais frequentemente convulsões febris. Com a mutação, o transportador KCC2 não consegue controlar adequadamente as concentrações de íons cloreto nos neurônios centrais, deflagrando uma "pane" no cérebro na presença de uma febre. Como os ratos-toupeira-pelados possuem pouco controle térmico da temperatura corporal, ao serem expostos a um ambiente quente acabam ficando com a temperatura corporal alta muito rapidamente e suscetíveis aos ataques de convulsão. Altas concentrações de dióxido de carbono ajudam o cérebro a ficar sob parâmetros normais - ao diminuir o pH sanguíneo (I) -, compensando o transportador KCC2 deficiente.

          E o mais interessante: essa mutação nos ratos-toupeiras-pelados pode ter papel fundamental em mantê-los sob o regime eussocial, ao evitar que os animais saiam dos túneis com altas concentrações de dióxido de carbono. Assim, um indivíduo que resolva se aventurar na superfície e fora dos túneis acaba sendo forçado a voltar para a colônia devido à hiperexcitabilidade e super-estimulação ou ansiedade causadas pelas áreas com baixa concentração desse gás. Reforça isso o fato do ratos-toupeiras de Damaraland também carregarem uma mutação no gene KCC2.

- Continua após o anúncio -


   PARADOXO DA AUDIÇÃO

          Todos os ratos-toupeiras-Africanos possuem uma péssima audição, com reduzida sensibilidade e estreita faixa de frequências sonoras. Aliás, esses animais não possuem nem mesmo uma orelha externa. O rato-toupeira-pelado ouve dentro de uma estreita frequência, de 125 cHz até 8 kHz, com apenas uma audição levemente mais sensível a 4 kHz. Mas, contraintuitivamente, esses roedores são altamente vocais, usando contantes e fortes chiados e gorjeios para comunicarem entre si. Nesse sentido, é assumido que essa pobre audição é fruto de um processo degenerativo durante a evolução, em detrimento de outros fenótipos adaptativos.

          No entanto, em um estudo recentemente publicado no periódico Current Biology (Ref.13), pesquisadores - após confirmarem com testes de audição similares àqueles usados em humanos que o rato-toupeira-pelado realmente possui péssima audição - identificaram assinaturas de seleção positiva em cinco de seis mutações associadas à surdez. Em específico, essas mutações representam substituições de aminoácidos em proteínas da estrutura das células ciliadas auditivas. Além disso, os pesquisadores descobriram que, por causa dessas mutações, essa espécie não possuía amplificação coclear, algo antes não registrado entre os mamíferos.

          A amplificação coclear é auxiliada pelas células ciliadas auditivas externas, localizadas no ouvido interno. Sem funcionamento adequado dessas células - as quais recebem vibrações auditórias e enviam sinais para o cérebro -, a detecção de sons é substancialmente reduzida. Sons muito altos podem matar essas células ciliadas, as quais não podem ser regeneradas.

            Esses achados levaram os pesquisadores a concluírem que os ratos-toupeiras-pelados evoluíram esses defeitos na audição para impedir que seus constantes e fortes ruídos dentro dos túneis subterrâneos não danificassem letalmente suas células ciliadas, o que poderia causar total surdez nesses roedores.

- Continua após o anúncio -



   TRANSMISSÃO CULTURAL DE DIALETOS

          Em um estudo publicado no periódico Science (Ref.14), pesquisadores revelaram que a mais comum vocalização dos ratos-toupeiras-pelados - um suave gorjeio - é usada para transmitir informação sobre membros de um grupo, criando distintos dialetos entre as colônias! Via experimentos com gravação de áudio, os pesquisadores mostraram que os indivíduos realizam respostas vocais que preferenciam aquelas da colônia de origem. Filhotes de uma colônia criados na vida pós-natal em uma outra colônia passam a realizar respostas vocais com a assinatura da nova colônia dentro de seis meses, indicando transmissão horizontal e flexibilidade das vocalizações (aprendizado e cultura vocal). O estudo também mostrou que a integridade do dialeto de cada colônia é parcialmente controlado pela rainha: a coesividade do dialeto diminui com a perda da rainha e reemerge apenas com a ascendência de uma nova rainha.

          Para essas conclusões, os pesquisadores analisaram, ao longo de 2 anos, o registro de mais de 36 mil vocalizações associadas a dialetos únicos de 166 espécimes vivendo em sete colônias estabelecidas em laboratórios da Alemanha e da África do Sul. No vídeo abaixo, é possível ver o ambiente laboratorial de experimentos para o registro e análise dos sons gerados por esses animais.


             


          É a primeira evidência de aprendizado vocal em um roedor, e pode ajudar os cientistas a entender como complexas vocalizações evoluíram em animais sociais, incluindo humanos. Os pesquisadores acreditam que os ratos-toupeiras-pelados evoluíram dialetos únicos entre membros de uma mesma colônia - de forma similar a humanos, cetáceos e várias aves - para melhor filtrar intrusos. De fato, como são quase cegos e vivem em ambientes escuros de túneis subterrâneos, esses animais são bastante violentos contra intrusos e geralmente os matam. Manter um dialeto único fortalece a ligação social e a proteção do grupo.


- Continua após o anúncio -



   CONCLUSÃO

         Envelhecimento, definido como o inevitável declínio fisiológico ao longo da longevidade de um organismo que enfraquecem a homeostase e aumenta a vulnerabilidade aos desafios ambientais, é tipicamente observada nos mamíferos na forma de um expressivo aumento no risco de morte à medida que o organismo avança na idade. Porém, isso não parece ocorrer no Rato-Toupeira-Pelado! Segundo os resultados do novo estudo na eLife, esses roedores não envelhecem!


        Sem sombra de dúvidas, esses pequenos milagres da natureza ainda irão revolucionar a medicina.


REFERÊNCIAS CIENTÍFICAS
  1. http://animaldiversity.org/accounts/Heterocephalus_glaber/
  2. http://www.iucnredlist.org/details/9987/0
  3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26846576
  4. http://www.nature.com/nature/journal/v479/n7372/full/nature10533.html
  5. http://animaldiversity.org/accounts/Mus_musculus/
  6. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5142786/
  7. http://www.nature.com/news/2008/080128/full/news.2008.535.html
  8. https://academic.oup.com/biomedgerontology/article/60/11/1369/623073/The-Naked-Mole-Rat-A-New-Long-Living-Model-for
  9. https://elifesciences.org/articles/31157
  10. http://www.sciencemag.org/news/2018/01/naked-mole-rats-defy-biological-law-aging
  11. http://www.pnas.org/content/early/2018/01/30/1721160115
  12. https://www.cell.com/current-biology/pdf/S0960-9822(20)30478-4.pdf
  13. https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(20)31189-1
  14. https://science.sciencemag.org/content/371/6528/503