Peludo, gordo... hibernação? Todas as técnicas do nosso corpo para resistir ao frio
O inverno sempre acaba chegando… E este ano, por causa da crise energética, nossos interiores ficarão confinados a razoáveis 19 graus Celsius. Começou, portanto, a desfazer as malas de camisolas grossas, meias macias e outras luvas… Porque sentir frio é desagradável – mas esse é o menor dos seus defeitos.
Acima de tudo, o frio é uma ameaça real ao nosso corpo. Nossos órgãos vitais precisam de uma temperatura de 36,8°C (exatamente) para funcionar de maneira ideal. Uma atmosfera muito fria e eles podem simplesmente parar. Um estudo realizado em 18 cidades francesas entre 2000 e 2010 mostrou que o número de mortes por frio foi três vezes maior do que por calor.
Nossa espécie, no entanto, não é totalmente indefesa contra a geada. Quais são suas estratégias diante das temperaturas congelantes? E por que não hibernamos para passar o inverno como fazem outros mamíferos?
A técnica da caldeira interna
Mamíferos e aves são endotérmicos, ou seja, criaturas de "sangue quente". A temperatura corporal média dos primeiros fica entre 36 e 39,5°C, enquanto nos segundos pode chegar a 42 graus. Características que são o resultado de uma longa evolução.
Cerca de 200 milhões de anos atrás, os animais que sobreviveram à devastadora extinção em massa do Permiano-Triássico tiveram que se readaptar a um novo ambiente competitivo. Naquela época, os poderosos dinossauros ainda governavam o planeta Terra. Eles dependiam principalmente da energia térmica do sol para serem ativos. Mas, gradualmente, surgiram espécies que adotaram novas estratégias de sobrevivência.
Brasiltherium riograndensis, um dos primeiros animais que viveu no final do Triássico e exibia características de mamíferos.
Smokeybjb, da Wikimedia
Os primeiros mamíferos nada mais eram do que pequenos quadrúpedes peludos (tetrápodes) vivendo à sombra de répteis gigantes. Literalmente. Suas chances de sobrevivência eram muito melhores se optassem pela caça noturna. Na ausência de uma fonte externa de calor, foram selecionados e desenvolvidos mecanismos para gerar calor corporal limpo capaz de alimentar continuamente seu metabolismo. Uma estratégia que também é rentável no clima instável da época.
Mas a endotermia tem um lado negativo: para alimentar a caldeira é necessário combustível e, como agora percebemos, isso tem um custo. Para atender a essa demanda, uma ampla gama de adaptações eficientes e energeticamente eficientes surgiram como resultado da seleção natural. Eles podem se enquadrar em duas categorias principais: melhor armazenar e usar energia e melhor isolar para evitar perda de calor indesejada.
Gordura (e cabelo) é vida
Já temos uma arma sempre à mão: a gordura! Serve tanto como isolante (devido à sua baixa condutividade térmica) quanto como recurso energético. Mamíferos que sobrevivem em regiões frias ou perto de mares árticos possuem um tecido especial semelhante a gordura chamado gordura ou panículo. Ele mede 10 cm sob a pele do urso polar e pode chegar a 50 cm na baleia-da-groenlândia!
baleias-da-groenlândia (Balaena mysticetus) possuem, sob a pele, um tecido gorduroso chamado banha, cuja espessura pode chegar a meio metro. É essencial reduzir a perda de calor nas águas geladas do Ártico.
Reserva Nacional Bering Land Bridge/Flickr
Muitos pequenos mamíferos, incluindo humanos recém-nascidos, têm outro tipo de gordura, chamada "gordura marrom". Sua particularidade é que é capaz de queimar lipídios para gerar calor (graças às mitocôndrias que contém) para manter a temperatura corporal. Isso é especialmente importante em bebês, devido ao seu pequeno tamanho e falta de força muscular para converter movimento em energia.
Mas também estamos equipados, um tanto involuntariamente, com milhões de sensores ultrassensíveis à temperatura ambiente e integrados à nossa pele. O menor risco detectado de que a temperatura corporal se desvie de seu ideal imediatamente aciona um alarme no hipotálamo, a região do cérebro onde reside o controle da temperatura. Os reflexos que geram mais calor e reduzem a perda de calor são ativados – muitas vezes involuntariamente. Basicamente, nosso corpo assume o controle para salvar nossas vidas!
A anatomia de um cabelo. Preso à raiz, existe um pequeno músculo que pode endireitá-lo quando está frio.
OpenStax College, da Wikimedia
Os mamíferos possuem uma estrutura única em todo o reino animal e infinitamente preciosa: o…pelo! Quando está frio, um pequeno músculo preso à sua raiz o puxa para cima (a “piloereção”). Como um exército, milhares de cabelos se levantam e bloqueiam o fluxo de ar para criar uma camada isolante. Um fenômeno trivialmente chamado de “arrepio”. O que dificilmente homenageia esse reflexo ancestral, também controlado por regiões primitivas do nosso cérebro que lidam com as emoções e o perigo. O que explica por que ele também se ativa quando somos levados por uma cena de filme particularmente forte… ou quando os gatos pretendem mostrar que estão prontos para lutar.
Neste joguinho, nem todos os animais são iguais. Quanto menor o corpo, maior a área de superfície em relação ao volume e mais rápida a perda de calor. Esta é a razão desta adorável penugem que cobre muitos pequenos mamíferos recém-nascidos: é necessário, a todo custo, limitar a perda de energia.
Outra técnica: tremores, a contração involuntária dos músculos para gerar calor por meio do movimento. O tremor aumenta a taxa metabólica aproximadamente cinco vezes. Para isso, os músculos queimam as gorduras, proteínas e açúcares disponíveis, o “carvão” das fábricas de energia das nossas células (as mitocôndrias).
O objetivo é, custe o que custar, proteger os órgãos vitais – coração, cérebro… Em caso de frio extremo, o fluxo de sangue quente para as mãos e pés pode ser interrompido e redirecionado para eles. Daí dedos e lábios azulados, dormência e pele branca ameaçadora.
Perda de calor corporal em clima frio visualizada por uma câmera termográfica.
E a hibernação?
Para evitar esses riscos e inconvenientes, alguns optam pelo voo. Aves migratórias, mamíferos como renas e alces deixam temporariamente áreas que se tornaram muito frias e inóspitas. Mas nem todos podem cobrir tais distâncias, às vezes na escala de continentes inteiros. Em condições de inverno rigoroso e em caso de falta de recursos, outros optam por reduzir temporariamente o metabolismo.
Essa habilidade é difundida e encontrada em muitas ordens de mamíferos, provando que é uma estratégia de sobrevivência eficaz. Mas dependendo do tamanho do animal, o cursor é mais ou menos pressionado.
A marmota comum (marmota monax) é um mamífero capaz de hibernar.
flickr.com/photos/pavdw
Marmotas, ouriços... não tomem meias medidas e entrem em hibernação. O fenômeno é impressionante e se caracteriza por um desligamento quase total das funções vitais do corpo e uma verdadeira letargia (seu metabolismo pode cair em quase 98%). Na marmota, por exemplo, o coração passa a bater apenas cinco vezes por minuto – ante 80 em condições normais – e a temperatura pode cair para 5°C… Chega a dar calafrios! A técnica não é isenta de riscos, pois alguns animais já não têm energia suficiente ao acordar para reanimar o organismo.
Após 7 meses de hibernação, as marmotas da Ilha de Vancouver (marmota vancouverensis) perderam um terço do peso corporal.
No urso, por outro lado, se de fato há um torpor que se instala, ele é menos profundo (seu metabolismo é reduzido em até 75%) e é descontínuo – falamos então mais de hibernação. . O animal se abriga, mas sua temperatura não cai tanto e ele ainda consegue acordar.
E nossa espécie? Embora os genes subjacentes a essa habilidade provavelmente ainda estejam presentes em nós, não somos mais realmente capazes disso e a razão para isso não é muito clara… questão foi levantada para o nosso primo neandertal extinto. Em 2020, um estudo sugeriu que, para passar os longos meses frios em um ambiente com falta de calorias, os ossos de uma população do sul da Espanha teriam mostrado sinais de desaceleração do metabolismo.
Deve-se reconhecer que, em geral, a fisiologia da hibernação ainda é pouco compreendida. Os mamíferos parecem ter que acordar de vez em quando, mas não sabemos por quê. Estudos mostraram que a hibernação é diferente do coma, da anestesia e do sono normal – o cérebro está em uma espécie de sono profundo mal definido. Embora o cérebro pareça estar adormecido, certas populações de células nervosas ainda estão ativas e podem responder a certos estímulos.
Quanto aos mecanismos que permitem ao animal entrar e sair desta fase, também são desconhecidos. De modo que, mesmo que um dia consigamos colocar os humanos em hibernação (chamada artificial ou sintética), quanto tempo antes de acordá-los? E como ?
As aplicações podem, no entanto, ser numerosas. Alguns pensam em viagens espaciais. Se algum dia tivermos que ir a Marte, um estado de hibernação pode reduzir drasticamente a energia e, portanto, as necessidades de comida durante a viagem – e o tempo de espera inesperadamente, testes em animais mostraram que ele pode proteger parcialmente o corpo dos efeitos nocivos da radiação espacial.
A medicina também estaria interessada. Ser capaz de reduzir o metabolismo de pacientes com risco de vida (câncer avançado, etc.) pode estender o período durante o qual é possível combater a doença.
Uma adaptação ao longo das gerações…
Hoje aprendemos a lidar com o frio de outra forma: vestimos roupas, construímos casas que aquecemos, etc. Ao longo dos milênios, até perdemos a maior parte de nossos preciosos pelos corporais, o que nos valeu o apelido de "macaco pelado".
Além das roupas protetoras, os Inuit que vivem em regiões frias têm baixa estatura, mãos pequenas e um rosto bastante achatado com típicas bolsas gordurosas nos seios da face.
Ansgar Walk, Wikimedia
E nas latitudes menos clementes, nossa espécie viu selecionou, por um longo período de tempo, características que conferem melhor resistência ao frio. É o caso de populações que vivem em climas frios, como a Sibéria ou o Himalaia. Eles geralmente têm braços e pernas curtos, um físico mais atarracado e mais gordura corporal (para melhor reter o calor interno), rostos planos com bolsas de gordura protetoras nos seios da face e narizes chatos (mais relevantes em um ar gelado). Além disso, versões específicas de certos genes, ligados a um metabolismo mais acelerado ou aumento da pressão arterial, são encontrados com mais frequência entre esses povos do Extremo Norte.
Ou o mesmo tipo de adaptação que os poderosos neandertais mostraram para suportar os climas frios da Europa no Paleolítico.
Porém, não vamos negar: para se proteger do frio e de seus perigos, ter a chance de se agasalhar enquanto toma um chocolate quente em volta de um bom fogo é uma ótima opção. Melhor ainda, como migrantes de um novo tipo, agora temos o luxo de voar para lugares mais quentes sempre que quisermos.
Mas nem todo mundo tem essas possibilidades… Portanto, nunca se esqueça de prestar atenção especial aos mais vulneráveis ao frio, aos sem-teto, aos idosos ou às crianças… você pode salvar vidas.
Pieter Vancamp, Pós-doutorado, Museu Nacional de História Natural (MNHN)
Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob licença Creative Commons. Leia oartigo original.
