Sedentarismo pode remodelar o cérebro (para pior)

Por GRETCHEN REYNOLDS

Estudos demonstram que o exercício pode modificar o cérebro, levando à criação de novas células cerebrais e induzindo a outras mudanças. Agora, parece que também a inatividade é capaz de remodelar o cérebro, segundo uma nova pesquisa. O estudo, realizado em ratos, mostrou que ser sedentário modifica o formato de certos neurônios, de modo a afetar significativamente não só o cérebro como também o coração. As descobertas podem ajudar a explicar por que um estilo de vida sedentário é tão ruim para nós.

Até cerca de 20 anos atrás, a maioria dos cientistas acreditava que a estrutura do cérebro era fixada na idade adulta. Mas, nos anos seguintes, estudos neurológicos demonstraram que o cérebro pode ser reformulado ao longo de nossas vidas. O exercício parece ser particularmente apto a remodelar o cérebro.

Mas pouco se sabia sobre se a inatividade também altera a estrutura do cérebro e quais são as eventuais consequências. Assim, para um estudo recentemente publicado na revista "The Journal of Comparative Neurology", cientistas da Escola de Medicina da Universidade Estadual de Wayne, em Michigan, reuniram uma dúzia de ratos. Eles deixaram metade presa em gaiolas com rodas de corrida. Os outros ratos foram alojados em gaiolas sem rodas, onde permaneceram sedentários. Após quase três meses, foi injetado nos animais um corante especial que destaca certos neurônios do cérebro. Os cientistas queriam marcar os neurônios no bulbo ventrolateral rostral, uma obscura área do cérebro que controla a respiração e outras atividades inconscientes.

O bulbo ventrolateral rostral comanda o sistema nervoso simpático do organismo, que, entre outras coisas, controla a pressão arterial, alterando a constrição dos vasos sanguíneos. Embora a maior parte da ciência relacionada ao bulbo ventrolateral rostral tenha sido desenvolvida com base em animais, estudos de imagem em pessoas sugerem que temos a mesma região no cérebro e que ela funciona de forma semelhante.

Um sistema nervoso simpático bem regulado orienta corretamente os vasos sanguíneos a se dilatarem ou contraírem conforme a necessidade e o volume de sangue a circular. Mas um sistema nervoso simpático excessivamente sensível é problemático, disse Patrick Mueller, que supervisionou o novo estudo.

Quando os cientistas examinaram o interior do cérebro dos ratos, após 12 semanas, eles encontraram diferenças notáveis quanto ao formato de alguns neurônios nos dois grupos. Usando um software de digitalização para recriar o interior do cérebro dos animais, os cientistas estabeleceram que os neurônios nos cérebros dos ratos que corriam ainda tinham um formato semelhante ao do começo do estudo. Já nos ratos sedentários, muitos dos neurônios haviam desenvolvido novos dendritos, ou seja, braços semelhantes a tentáculos. Os dendritos conectam neurônios saudáveis ao sistema nervoso. Mas esses neurônios agora tinham mais braços, tornando-os mais sensíveis aos estímulos.

Na prática, esses neurônios haviam se alterado de modo a se tornarem mais propensos a superestimularem o sistema nervoso simpático, potencialmente aumentando a pressão arterial, o que contribui para o desenvolvimento de doença cardíaca.

Fonte: NYT, 18.02.2014

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Genes neandertais persistem no homem

Por CARL ZIMMER

Desde a descoberta, feita em 2010, de que os neandertais se miscigenaram com os ancestrais das pessoas que vivem hoje, os cientistas tentam determinar como o DNA neandertal afeta os seres humanos. Agora, dois novos estudos rastrearam a história do DNA neandertal e localizaram vários genes que podem ter importância médica.

Entre as descobertas, estão pistas da evolução da pele e da fertilidade, assim como a suscetibilidade a doenças como diabetes. O legado genético neandertal perdurou por 30 mil anos desde a extinção dos neandertais.

Na década de 1990, pesquisadores começaram a encontrar fragmentos de DNA neandertal em fósseis. Em 2010, eles tinham reconstruído a maior parte do genoma neandertal.

Quando os pesquisadores o compararam com os genomas de cinco humanos vivos, encontraram semelhanças com pequenas partes do DNA de europeus e asiáticos. Os pesquisadores concluíram que os neandertais e os humanos modernos deviam ter se miscigenado.

Os humanos modernos evoluíram na África e depois migraram para a Ásia e a Europa, onde viviam os neandertais. Pesquisadores estimaram que essa miscigenação ocorreu entre 37 mil e 85 mil anos atrás.

Sir Paul A. Mellars, arqueólogo das Universidades de Cambridge e de Edimburgo, disse que a evidência arqueológica sugere que as oportunidades de os humanos modernos se acasalarem com neandertais teriam sido comuns depois que os humanos deixaram a África.

"Eles encontrariam neandertais em toda esquina", brincou.

Recentemente, pesquisadores sequenciaram um genoma de alta qualidade de um osso do pé de um neandertal. Cientistas da Escola de Medicina de Harvard e do Instituto Max Planck para Antropologia Evolucionária, na Alemanha, compararam esse genoma com os de 1.004 pessoas vivas. Eles identificaram segmentos específicos do DNA neandertal no genoma de cada pessoa.

"É um mapa pessoal da ancestralidade neandertal", disse David Reich, da Escola de Medicina de Harvard, que liderou a equipe de pesquisa. Seus resultados foram publicados na revista "Nature".

Os humanos vivos não têm muito DNA neandertal, concluíram o doutor Reich e seus colegas, mas alguns genes de neandertais tornaram-se comuns. Isso porque, com a seleção natural, os genes úteis sobrevivem conforme as espécies evoluem.

"O que isso prova é que esses genes foram úteis para os não africanos se adaptarem ao meio ambiente", disse o doutor Reich.

Em outro estudo, publicado na "Science", Benjamin Vernot e Joshua M. Akey, da Universidade de Washington, chegaram a uma conclusão semelhante, usando um método diferente. Vernot e o doutor Akey procuraram mutações incomuns nos genomas de 379 europeus e de 286 asiáticos. Os segmentos de DNA que continham essas mutações vieram a ser de neandertais.

Ambos os estudos sugerem que os genes de neandertais envolvidos na pele e no cabelo foram preferidos pela seleção natural nos humanos. Hoje esses genes são muito comuns em não africanos.

Sriram Sankararaman, da Escola de Medicina de Harvard, coautor do trabalho publicado na "Nature", especulou que os genes se desenvolveram para ajudar a pele neandertal a se adaptar ao clima frio da Europa e da Ásia.

Hoje os humanos têm muitos poucos genes neandertais que participam da produção de esperma. Isso sugere que indivíduos machos híbridos de humanos e neandertais poderiam ter fertilidade menor ou mesmo ser estéreis.

Alguns genes de neandertal que perduraram podem estar influenciando a saúde das pessoas. O doutor Reich e seus colegas identificaram nove genes neandertais em humanos vivos que são conhecidos por aumentar ou reduzir o risco de várias doenças, incluindo diabetes e lúpus.

Fonte: NYT, 18.02.2014.

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Mais antigo DNA de hominídeo é decifrado Material genético foi extraído de fêmur de espécime de 400 mil anos achado em sítio arqueológico na Espanha

DNA encontrado é semelhante ao de humanos primitivos da Sibéria, o que pode ser sinal de mestiçagem

REINALDO JOSÉ LOPESCOLABORAÇÃO PARA A FOLHA

O DNA de um humano primitivo que morreu na Espanha há quase meio milhão de anos foi recuperado e "lido" por uma equipe internacional de pesquisadores, num feito que promete complicar ainda mais o que se sabe sobre a tortuosa história evolutiva da nossa espécie.

Ocorre que o DNA do hominídeo de Sima de Los Huesos, na Espanha, tem semelhanças surpreendentes com o de humanos primitivos da Sibéria, os denisovanos.

Além da distância de milhares de quilômetros, o espécime espanhol tem 400 mil anos, enquanto os denisovanos viveram há 40 mil anos.

"Quando vimos os dados, ficamos totalmente perplexos com a semelhança", disse à Folha o coordenador do estudo, Matthias Meyer, do Instituto Max Planck de Antropologia Evolucionista (Alemanha). A pesquisa está na revista científica "Nature".

PRÉ-NEANDERTAIS?

Sima de Los Huesos é um sítio arqueológico e paleontológico rico, no qual já foram achados os restos de pelo menos 28 humanos primitivos, classificados como Homo heidelbergensis, espécie que teria dado origem tanto à nossa quanto aos neandertais.

Características dos fósseis sugeriam que eles tinham traços "pré-neandertais". Um dos jeitos de testar isso seria o DNA. Material de um urso-das-cavernas achado em Sima já tinha sido extraído, o que animou os cientistas a usar um fêmur humano.

Depois de abrir furos no osso e extrair 2 gramas de material, foi preciso penar para obter algum DNA, porque a molécula vai se degradando.

Por enquanto, os cientistas obtiveram quase todo o mtDNA (DNA mitocondrial) do hominídeo. Presente nas mitocôndrias, as "centrais de energia" das células, esse DNA é mais abundante que o material que compõe a maior parte do genoma, daí a (relativa) facilidade de obtê-lo de amostras tão antigas.

Veio, então, a surpresa: o mtDNA do humano de Sima tinha pouca semelhança com o de neandertais (e o de Homo sapiens), mas se alinhava ao dos denisovanos.

Uma explicação para esse fato, diz Meyer, é que o mtDNA seja sinal de mestiçagem --assim como a que aconteceu entre neandertais e humanos modernos e entre humanos e denisovanos.

Nesse caso, diz ele, o mtDNA divergente seria herança de uma população humana ainda mais antiga com a qual o Homo heidelbergensis teria se cruzado antes de gerar os hominídeos mais recentes.

"Mas, por enquanto, isso é só especulação", diz Meyer. "Estamos determinados a avançar nisso. A ideia é conseguir mais DNA, desta vez do núcleo das células."

Para Chris Stringer, paleoantropólogo do Museu de História Natural de Londres, "é emocionante ver material genético humano com essa idade sendo sequenciado".

Segundo ele, os dados devem ajudar a entender melhor as relações entre os vários grupos que povoaram o planeta ao longo do último meio milhão de anos --um tema cercado de controvérsias.

"Receio que estejamos chegando perto dos limites do que até a tecnologia mais avançada pode fazer por nós", diz Meyer. "Em certo ponto, simplesmente não vai mais haver DNA. Mas um ou dois anos atrás eu achava que nunca conseguiríamos DNA de amostras de 400 mil anos, então quem sabe o que o futuro trará?"

Fonte: Folha, 05.12.2013.

Evolução acelerada nos Andes: A influência do clima na evolução das espécies

Por CARL ZIMMER

Em 1799, o grande naturalista Alexander von Humboldt e seus companheiros partiram de Caracas, na atual Venezuela, para subir os Andes. Eles enfrentaram uma encosta envolta numa névoa tão espessa que precisaram escalar de mãos dadas pelas rochas.

Quando a neblina se dissipou, Von Humboldt ficou deslumbrado com a vista. Vastas campinas se estendiam ao seu redor, abrigando uma incrível variedade de árvores, arbustos e flores.

"Talvez em nenhum lugar se possa encontrar, reunidas em um espaço tão pequeno, produções tão lindas e tão notáveis a respeito da geografia das plantas", escreveu ele mais tarde.

Von Humboldt havia tropeçado em um ecossistema notável, conhecido como páramo. Os páramos recobrem os Andes na Venezuela, no Equador e na Colômbia, desenvolvendo-se em altitudes de 2.800 a 4.500 metros acima do nível do mar.

"Eles são como ilhas em um mar de floresta", disse Santiago Madriñán, especialista em páramos da Universidade dos Andes, na Colômbia. No entanto, os páramos cobrem apenas cerca de 35 mil km2. Nesse pequeno espaço, Madriñán e outros pesquisadores identificaram 3.431 espécies de plantas vasculares, a maioria não encontrada em nenhum outro lugar do mundo.

Os páramos abrigam variações estranhas de formas familiares, como uma margarida que cresce até a altura de uma árvore. Mas, segundo um novo estudo, os páramos são ainda mais notáveis do que Von Humboldt poderia perceber. Eles são os lugares com a evolução mais acelerada do planeta.

Os cientistas há muito tempo sabem que, em certos lugares, a evolução é mais rápida do que o normal.

As ilhas Galápagos, por exemplo, abrigam em torno de 13 espécies de tentilhões de Darwin, todos eles evoluídos a partir de um só grupo de aves que originalmente colonizou o arquipélago. As ilhas têm poucos milhões de anos de idade, o que significa que toda a sua diversidade evoluiu num período geologicamente curto.

Madriñán estuda os páramos há mais de uma década e suspeita que a evolução também seja acelerada por lá.

A geologia também ampara sua desconfiança. Os Andes começaram a se formar dezenas de milhões de anos atrás, mas só há 2,5 milhões o norte da cordilheira se ergueu acima da altitude-limite para que árvores sobrevivam. Apenas então toda a diversidade dos páramos pôde surgir.

Para calcular a velocidade da evolução nos páramos, Madriñán e seus colegas investigaram 13 diferentes linhagens de plantas que crescem ali. Eles estimaram a que ritmo as espécies se dividiam umas das outras em cada linhagem e então combinaram essas estimativas em uma só média.

Os cientistas examinaram em seguida dados sobre plantas que crescem em outros lugares de evolução rápida, como o Havaí e a costa do Mediterrâneo.

Os resultados foram além das suspeitas de Madriñán. Dos oito lugares comparados por ele e seus colegas, os páramos são os que apresentaram a evolução mais acelerada.

Madriñán suspeita que o peculiar clima dos páramos seja responsável pela evolução rápida. Como as campinas ficam próximas da linha do equador, elas são banhadas pelo sol o ano todo. Mas, para aproveitar tanta energia, as plantas também precisam lidar com o frio e com os agressivos raios ultravioleta.

Madriñán e outros estão agora explorando a história das plantas para tentar explicar sua velocidade notável. "Os páramos são o novo laboratório para estudar a evolução acontecendo em velocidades incríveis", disse ele.

Fonte: NYT

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Radiações Alfa, Beta e Gama

1) Radiação Alfa: Não ultrapassam a pele humana, mas se ingeridas pordem penetrar as células e tecidos moles internos;
2) Radiação Beta: Atravessam até 2 cm da pele humana;
3) Radiação Gama: Atrevessam todo o corpo, sendo impedidos apenas por chumbo ou concreto;

James Rothman - Randy Shekman - Thomas Südhof - Prêmio Nobel de Medicina / Fisiologia de 2013

Peter Higgs - Prêmio Nobel da Física de 2013