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Este espaço abrange textos sobre divulgação científica, cronobiologia, ritmos biológicos, tempo e também serve como um projeto em andamento de intersecção entre ciência&música


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Um Abraço



Leandro Duarte



QUE HORAS SÃO?

sábado, 2 de maio de 2015

Relógios biológicos existem?

Excelente sequência de ideias do amigo John Araújo publicados na revista Neurociências em 2005.


Relógios biológicos existem?

John Fontenelle de Araújo

O cronobiologista Luiz Menna-Barreto (GMDRB-USP), durante o International Symposium on Circadian Rhythms, Sleep and Memory [1], lançou uma provocação à platéia: afirmou que relógios biológicos não existem. Menna-Barreto conseguiu provocar os participantes durante todo o evento. Tanto durante as conferências quanto nos intervalos, todos discutiam se relógios biológicos realmente existem. A argumentação foi de que o atual conhecimento da cronobiologia, tanto em relação aos estudos comportamentais quanto aos de biologia molecular, fazem com que a expressão “relógios biológicos” seja desnecessária e que atualmente deveríamos falar apenas que os “relógios biológicos” foram construtos teóricos utilizados pelos pesquisadores para explicar os modelos da ritmicidade circadiana. Menna-Barreto não está sozinho; outros autores também concordam com ele, como o pesquisador Colin Pittendrigh, um dos pais da cronobiologia. Michael Menaker [2] relata a seguinte conversa que teve com Pittendrigh dois dias antes deste falecer: “One of the last things that Colin Pittendrigh said to me, at the end of his life, was that he thought the term ‘biological clock’ had probably outlived its usefulness. I initially disagreed primarily because it has been such a useful term in generating interest. However, his point was well taken: it may be more useful to talk about ‘temporal programs’, not clocks per se.” Brandstaetter [3] em uma discussão sobre os osciladores periféricos considera que é necessário superar o dogma de que “os núcleos supraquiasmáticos sejam o relógio circadiano central”, e considerá-lo como um sincronizador do meio interno. Em nosso trabalho de mestrado [4], propusemos um modelo de rede de múltiplos osciladores com múltiplas freqüências como um modelo explicativo para a ritmicidade biológica. Esta idéia foi inspirada no modelo de rede imunológico. Concordamos com Menna-Barreto e consideramos que devem haver novas definições dos termos atualmente usados na cronobiologia. Assim, propomos que o termo “relógio” seja trocado para “oscilador” e que, quando olharmos o indivíduo como um todo, devemos utilizar o termo “sistema de sincronização circadiano”. Para os núcleos supraquiasmáticos, devemos utilizar o termo “conjunto de osciladores circadianos sincronizados pela luz”. Para outros osciladores, devemos defini-los como osciladores circadianos sincronizados por uma pista ambiental (como o oscilador sincronizado por ciclo de alimentos) ou osciladores circadianos sincronizados por sinais internos (neurais ou humorais) para os osciladores periféricos. Hoje sabemos que além do oscilador circadiano sincronizado pela luz (os núcleos supraquiasmáticos), há vários outros osciladores circadianos periféricos. Quase todas as células de um mamífero expressam as proteínas relacionadas com o mecanismo molecular que controla a ritmicidade circadiana e são capazes de gerar um ritmo circadiano autosustentável quando isoladas em meio de cultura. Sabemos que há uma influência neural/humoral dos núcleos supraquiasmáticos sobre os osciladores periféricos. Talvez, em um futuro breve, encontraremos um sinal humoral periférico que module a ritmicidade
circadiana, influenciando a atividade dos núcleos supraquiasmáticos, assim como hoje sabemos que hormônios produzidos perifericamente, tais como a leptina pelos adipócitos e a grelina pelo estômago, modulam o comportamento alimentar.
A provocação de Menna-Barreto, mais do que promover uma necessidade de atualização dos termos cronobiológicos, é um grande exemplo para os jovens de que o fazer ciência está sempre promovendo mudanças na nossa maneira de olhar a realidade.


Referências
1. O International Symposium on Circadian Rhythms, Sleep and Memory foi organizado
pelo Laboratório de Cronobiologia do Programa de Pós-Graduação em Psicobiologia –
UFRN, no período de 15 a 18 de junho de 2005 na cidade do Natal, RN.
2. Menaker M. Chair´s introduction. In: Molecular clocks and light signaling. Chichester
:Wiley, (Novartis Foundation Symposium 253); 2003. p.1-2.
3. Brandstaetter R. Circadian lessons from peripheral clocks: Is the time of the mammalian
pacemaker up? PNAS 2004;101:5699-700.
4. Araujo JF e Marques N. Intermodulação de freqüências. In: Marques N, Menna Barreto L, eds. Cronobiologia: princípios e aplicações. 3 ed. São Paulo: EDUSP; 2003. p.99-117. 

Publicado em: Neurociências,2(4):187-188, 2005

sexta-feira, 8 de fevereiro de 2013

Projeto de Extensão CCS/UFRB

O objetivo do presente projeto é o de treinamento de monitores, alunos do cursos de Nutrição, Psicologia, Bacharelado em Saúde e Enfermagem do Centro de Ciências da Saúde/UFRB, os quais apresentarão a exposição “Ritmos da Vida” juntamente com o orientador nos 5 Centros da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, contribuindo assim para a formação da mesma nessa área, para despertar o seu interesse em extensão universitária e contribuir para sua formação e qualificação socialmente comprometida, para divulgação de conhecimentos cronobiológicos no Recôncavo da Bahia e colaboração com os referidos Centros no processo educacional e de extensão universitária. Pretende-se também apresentar a exposição na maioria das escolas de ensino médio da cidade de Santo Antônio de Jesus/BA.


A Exposição Itinerante “RITMOS DA VIDA” tem como objetivo divulgar a Cronobiologia, disciplina ainda não contemplada pelos programas de ensino formal. A mostra consiste em uma forma de divulgação de informações gerais sobre a disciplina, desenvolvendo os seguintes tópicos: Idéia de Tempo, Idéia de Ritmo, Ritmos Biológicos, Tempo Biológico, Definição de Cronobiologia, História da Cronobiologia, Ubiqüidade dos Ritmos Biológicos, Aplicações/Implicações da Cronobiologia (Conceitual, Pesquisa, Organização das Atividades Sociais, Concepção de Saúde e Doença, Ensino da Cronobiologia)
Assim, espera-se que as exigências curriculares do MEC sejam cumpridas com a divulgação dos conhecimentos cronobiológicos para a comunidade. Essas exigências estão presentes no texto extraído da obra: Parâmetros curriculares nacionais, MEC, 1997, vol. 4 Ciências Naturais, pg. 54, transcrito abaixo:
O aspecto rítmico das funções do corpo humano pode ser abordado em conexão com o mesmo aspecto observado para os demais seres vivos, evidenciando-se o aspecto da natureza biológica do ser humano. Algumas funções rítmicas interessantes e facilmente observáveis são a floração e a frutificação de plantas ao longo do ano, o estado de sono e vigília no ser humano e nos demais animais, a menstruação nas mulheres, o cio entre os animais, etc. Pode-se ainda estabelecer relações entre os ritmos fisiológicos e os geofísicos, como o dia e a noite e as estações do ano. Os ritmos fisiológicos estão ajustados aos geofísicos, embora seja independentes. Por exemplo: o ciclo sono-vigília está ajustado ao ciclo dia-noite (movimento da Terra em torno de seu eixo). Se isolarmos uma pessoa dentro de uma caverna onde o ciclo dia-noite inexista, ele continuará tendo períodos de sono e períodos de vigília, mas o tamanho de cada um desses períodos se modificará.

Eventualmente, a exposição pode ser substituída por oficinas de Cronobiologia em escolas do ensino médio com a participação de professores, experiência em curso desde 2012 onde a aluna Samára Sampaio,  do curso de Enfermagem do CCS/UFRB, participou do presente projeto de divulgação de Cronobiologia como monitora.

Fotos:































Para participar deste projeto envie um e-mail para duartleandro@gmail.com
declarando interesse em participação e enviando link do Currículo Lattes.

Um Abraço

Prof. Dr. Leandro Lourenção Duarte
Prof. Adjunto do Centro de Ciências da Saúde
Universidade Federal do Recôncavo da Bahia


terça-feira, 31 de julho de 2012

Curiosidades sobre o Infarto Agudo do Miocárdio e Cronobiologia

          O infarto agudo do miocárdio é um evento de grande relevância clínica que requer internação hospitalar. O diagnóstico clínico é relativamente simples e bem estabelecido, geralmente baseado no tripé história clínica, evolução eletrocardiográfica e determinação dos níveis de algumas enzimas. É um dos diagnósticos mais frequentes nos pacientes hospitalizados nos países ocidentais. A despeito do grande acúmulo de conhecimentos acerca da etologia, fisiopatologia, epidemiologia, história natural diagnóstico e tratamento das doenças cardiovasculares, nos últimos 50 anos, elas continuam sendo o mais importante grupo de causas de morbidade e mortalidade a partir da quarta década de vida. Entre os fatores de risco conhecidos destacam-se: idade, gênero, hipercolesterolemia, hipertensão, diabetes mellitus, obesidade, hábito de fumar, vida sedentária, estresse psicológico e antecedentes familiares, entre outros.
Destaco dois trabalhos interessantes que abordam a questão cronobiológica do infarto agudo do miocárdio. Um deles foi feito na região de Ribeirão Preto-SP e teve como objetivo estudar a variação semanal da hospitalizações por infarto. E qual o dia foi o mais prevalente? Nas segundas-ferias dizem os autores. Eles discutem muito bem os achados e concluem em concordancia com outros autores que a segunda-feira significa a transição entre um período de atividades livre para um período de atividades programadas, daí um estresse engatilhado pelo início da semana. E realmente, nas segundas-feiras ocorre um fenômeno chamdo de dessincronização interna temporária, pois, no final de semana a sincronização de nosso relógio biológico passa por grandes modificações (sábado e domingo sem a sincronização pelo trabalho para a maioria das pessoas). Notamos na segunda-feira um grande mau humor, fadiga, sonolência e mal estar que não se devem apenas pela longa distância do próximo final de semana (sexta-feira chegue logo!) mas também pela dessincronização de nossos relógios biológicos durante o final de semana recém terminado.



O outro trabalho interessantíssimo foi o que os autores apontam um horário do dia específico que o infarto mais ocorre: as 10 horas da manhã. Na verdade, dizem eles, a frequência de infarto agudo do miocárdio é maior entre as 8:00 e as 14:59 comparados com outros horários do dia. Podemos com base na figura abaixo admitir que os inícios dos sintomas e os infartos ocorrem com maior frequência durante a parte da manhã. 




A explicação é bacana. Nos horários matutinos combinam-se vários fatores que podem resultar na ruptura da placa aterosclerótica e trombose o que, parando nas artérias coronárias vem ser a causa do infarto agudo do miocárdio. Estes fatores são o aumento na pressão sanguínea arterial, aumento da estimulação hormonal de adrenalina e aumento dos níveis de cortisol, e finalmente a hiper-reactividade das plaquetas. Todos esses fatores agindo pela manhã facilitam a ocorrência dos infartos nessas horas.
Então, se pensarmos nesses dois “dados” cronobiológicos, um paciente cardíaco deve estar atento às segundas-feiras e, mais importante, ao cuidado redobrado em todas as manhãs. As drogas para controlar a pressão alta, nesses casos, devem ser administradas antes de dormir para que na manhã seguinte haja o efeito desejado de queda na pressão e diminuição da probabilidade de infarto.



Rev. Saúde Pública v.34 n.2 São Paulo abr. 2000. Hospitalizações por infarto agudo do miocárdio segundo o dia da semana: estudo retrospectivo. 
Juan S Yazlle Rocha e Gleiton C M Silva


American Heart Journal V.163 n.2 2011. Circadian variations of ischemic burden among patients with myocardial infarction undergoing primary percutaneous coronary intervention
Stephane Fournie, Eric Eeckhout, Fabio Mangiacapra, Catalina Trana, Nathalie Lauriers, RC, Ahmed T. Beggah, Pierre Monney, Stephane Cook, Daniel Bardy, Pierre Vogt, Olivier Muller.









domingo, 4 de dezembro de 2011

Cronobiologia - os ritmos da vida

Revista Quanta

Cronobiologia - os ritmos da vida



Verónica Valentiuzzi explica como professores e alunos podem respeitar os horários fisiológicos e aumentar o desempenho nas diversas atividades de ensino e aprendizagem



Marcos Gomes


O estudo sistemático da organização temporal da matéria viva só recentemente ganhou importância na biologia e na ciência em geral. Mas ele tem muito a nos dizer sobre o entendimento da vida e inclusive sobre os aspectos práticos do nosso dia a dia como seres vivos, como a definição dos melhores horários para dormir, estudar, tomar remédios etc. Essa é a opinião da cientista argentina Verónica Valentinuzzi, que desenvolveu parte de sua carreira acadêmica no Brasil. Atualmente ela é coordenadora do Laboratório de Cronobiologia do Centro de Pesquisa e Transferência Tecnológica de La Rioja (Crilar - Centro de Investigación y Transferencia Tecnológica de La Rioja), localizado no semiárido centro-oeste da Argentina. Em entrevista exclusiva, Verónica fala de sua vida profissional e dos últimos progressos da cronobiologia.

Qual o tema de estudo da cronobiologia?
A cronobiologia estuda os ritmos biológicos, assim como os relógios biológicos que geram esses ritmos.Os ritmos biológicos (circadianos, infradianos e ultradianos) se manifestam em todas as variáveis de um organismo (moleculares, bioquímicas, fisiológicas e comportamentais) e em todas as espécies vivas, desde unicelulares até o homem. Esses ritmos são um componente fundamental dos seres vivos.

O que são ciclos circadianos, infradianos e ultradianos?
Os ritmos biológicos são classificados em três grupos. Os circadianos (circa, próximo; dies, dia) são aqueles ritmos endógenos que expressam um período de aproximadamente 24 horas (20h ± 4h). Um exemplo é o nosso ritmo de atividade-repouso, diversos ritmos hormonais, o ritmo de temperatura corporal etc. Todos repetem o ciclo a cada 24 horas. Os ritmos infradianos são aqueles que ocorrem em períodos maiores que 28 horas. Um exemplo clássico é a reprodução estacional de alguns animais (com um período próximo de um ano), o período menstrual da mulher, de 28 dias, ritmos circalunares típicos de espécies que vivem próximo a costas etc. Já os ritmos ultradianos são aqueles que têm duração menor que 20 horas. Diversos hormônios hipotalâmicos (o hipotálamo é uma região do cérebro responsável pelo controle da fome e sede, regulação da temperatura corpórea e síntese de alguns hormônios) são ultradianos, assim como nosso nível de consciência e atenção mostra marcados ritmos ultradianos: durante o sono, temos alternâncias regulares de diferentes fases (sono REM, sono não REM), ao mesmo tempo que durante o dia temos picos de elevada atenção, alternando com períodos de menor atenção ou até sonolência (a duração dessas alternâncias é de aproximadamente 90 minutos).

Verônica em pesquisa de campo com a bióloga brasileira Gisele Oda, da USP

Como a cronobiologia se aplica ao ensino?
Somos animais diurnos, estamos acordados e ativos durante o dia e dormimos à noite. Para isso, diversas variáveis fisiológicas estão em seus níveis máximos durante o dia (cortisol sanguíneo - hormônio envolvido na mobilização dos estoques de glicose em situações de estresse, especialmente logo após despertarmos -, temperatura corporal, pressão arterial, nível de atenção, disponibilidade de glicose, colesterol, entre outras). Enquanto isso, outras variáveis estão no seu nível mais baixo (melatonina - hormônio liberado nos períodos de escuro, que esta envolvido na regulação do ciclo vigília-sono -, hormônio de crescimento, nível de atenção etc.). Durante a noite, quando dormimos, a situação se inverte. Fica claro que, com base nessa organização temporal interna, todos têm horários ótimos para se alimentar, para dormir, para fazer exercícios e para realizar atividades cognitivas. Respeitar esses horários fisiológicos certamente vai aumentar nosso desempenho nas diversas atividades.

Dá para organizar as atividades escolares à luz da cronobiologia?
O planejamento das atividades escolares pode (e deve) ser visto sob um prisma cronobiológico. Isso significa organizar atividades de modo a contemplar momentos de maior ou menor rendimento nas tarefas escolares, seja do ponto de vista dos alunos ou dos professores. O custo orgânico de uma tarefa escolar não é o mesmo nas diferentes horas do dia. Por exemplo, uma das características da fase da adolescência é um atraso do relógio biológico, provavelmente determinado pelas grandes mudanças hormonais. Disso resulta que os jovens tenham muita dificuldade em deitar cedo e acordar cedo. É um fato que incide negativamente no desempenho escolar quando o turno é muito cedo. Alguns pesquisadores na área, como Luiz Menna-Barreto da USP, vêm tentando aplicar esses conceitos para que as escolas atrasem os horários do primeiro turno de aulas. Há uma estreita relação entre o desempenho cognitivo e o ciclo sono-vigília. E isso inclui qualidade e duração do sono. Manter um padrão de sono regular e estável ao longo dos dias é essencial para um bom desempenho escolar. Por um lado manter esse padrão assegura a organização temporal interna de todas as variáveis fisiológicas e por outro lado o sono profundo é essencial para que aconteça a consolidação dos fatos adquiridos durante o dia (ou seja, a formação da memória de longa duração). Outro ponto muito importante é o grau de matutinidade ou vespertinidade de cada indivíduo, que é pessoal e determinado geneticamente. Esse fator determina qual é o horário natural para acordar de manhã e deitar à noite.


É o caso das pessoas madrugadoras e das que só conseguem trabalhar ou estudar bem no período da tarde?
Todos conhecem pessoas madrugadoras, que se levantam com bom humor e prontas para tudo. Elas são os indivíduos de cronotipo matutino. Aqueles que dormem até tarde e só começam a funcionar depois do almoço, apresentando um máximo de eficiência ao entardecer, são classificados como sendo os de tipo vespertino. Existem, ainda, pessoas que não chegam nem a um extremo nem a outro, os mistos, ora com predominância matutina, ora com predominância vespertina. Esse grupo é o mais predominante e também aquele que consegue se ajustar aos horários impostos mais facilmente. Os cronotipos costumam se estabilizar somente na idade adulta. Sempre que possível, adapte sua rotina ao seu tipo e com isso vai assegurar um bom desempenho cognitivo, além de outros benefícios.


Como o professor pode levar a cronobiologia para a sala de aula?
Até pouco tempo atrás, a biologia buscava seus modelos e explicações por meio da descrição espacial de estruturas de organismos, sistemas, tecidos, células ou partes de células. O tempo nesses modelos representava só um cenário onde as estruturas funcionam e eventualmente se transformam. Com o surgimento da cronobiologia como disciplina formal há uns 50 anos, começou-se a reconhecer que a dimensão temporal é essencial para caracterizar integralmente um sistema biológico. Assim como existe um sistema circulatório, um sistema nervoso, um sistema digestivo e renal, também existe um sistema de temporização com bases anatômicas e fisiológicas bem definidas.



Você poderia elencar algumas descobertas  importantes na área? 
Três marcos da cronobiologia me vêm à mente. O primeiro foi em 1729, quando o astrônomo De Marian sugeriu a existência de relógios biológicos, ao comprovar que o movimento regular de abertura e fechamento das folhas de uma planta, a sensitiva (Mimosa pudica) continuava a ocorrer inclusive em condições constantes, sem estímulos (a sensitiva retrai as folhas quando o galho é tocado, e também as fecha à noite, quando o sol se põe). Ele demonstrou pela primeira vez que o ritmo biológico é gerado endogenamente. Outro grande marco ocorreu na década de 1970, quando após múltiplas tentativas foi descoberto o relógio biológico de mamíferos, exatamente nos núcleos supraquiasmáticos do hipotálamo - que marca todas as funções do organismo, ditando os ritmos acerca da duração do dia (níveis de luz) e da temperatura da pele. Já a descoberta mais recente e de grande impacto foi a comprovação da existência de fotorreceptores específicos na retina de mamíferos, destinados ao processo de sincronização do relógio biológico, que, junto com os cones e bastonetes do sistema visual, permitem que o animal se mantenha em sincronia com o ciclo dia-noite externo.



Quais são as aplicações da cronobiologia na vida cotidiana?
A cronobiologia tem muito a dizer no caso das desorganizações temporais causadas pela vida moderna: trabalhos em turnos alternados, o jet-lag provocado por voos transmeridionais, trabalho que avança pela noite, tudo isso afeta nosso organismo e seus ritmos temporais. Está claramente demonstrado que, se esse tipo de desorganização perdura, ocorre maior incidência de doenças gástricas, cardíacas, metabólicas, pior desempenho em tarefas cognitivas e físicas, maior propensão a acidentes, ocorrendo inclusive diminuição da longevidade. A cronobiologia recomenda manter hábitos regulares e, quando não for possível, propõe alguns métodos contra os efeitos negativos, como acelerar a ressincronização ao novo esquema (com exposição à luz intensa, atividade física em horários predeterminados). No diagnóstico e terapêutica de doenças, por exemplo,ganha destaque a aplicação da cronobiologia na avaliação da pressão sanguínea, que manifesta um ritmo circadiano preciso. Conhecê-lo é essencial no momento de decidir se o paciente tem pressão alta ou baixa e o medicamento a prescrever. Na terapêutica se sabe que muitos medicamentos vão ter maior ou menor eficiência e efeitos colaterais segundo o horário da administração. Isso tem sido particularmente relevante na quimioterapia para câncer. Estão surgindo até novas palavras, como cronofarmacologia ou cronoterapêutica, definindo áreas onde o fator tempo no diagnóstico e planejamento do tratamento é essencial.

Verónica no Laboratório de Cronobiologia de La Rioja (Crilar)


Como foi o período em que viveu no Brasil na definição de suas pesquisas?Formei-me engenheira zootecnista na província argentina de Tucumán, mas desenvolvi a maior parte da minha carreira no Brasil, país que considero minha pátria e onde no transcurso de 13 anos formei sólidos vínculos tanto profissionais como pessoais (até meu filho é brasileiro). Fiz mestrado e doutorado em Ciências Biológicas (Fisiologia) no Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), sendo minha orientadora (e amiga) Elenice de Moraes Ferrari. Fiz parte do doutorado (sanduíche) no Center for Biological Timing: Circadian and Seasonal Rhythms, da Northwestern University, em Illinois, nos EUA, onde trabalhei com duas personalidades muito influentes na área da cronobiologia (Fred Turek e Joseph Takahashi).


Meu pós-doutorado foi com Gilberto Xavier, no Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (USP). E finalmente passei meus últimos três anos brasileiros como pesquisadora visitante em Natal (RN), na Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) com John Araújo. Durante meus anos no Brasil tive uma constante interação com especialistas-chaves da cronobiologia brasileira, por meio do Grupo Multidisciplinar de Desenvolvimento e Ritmos Biológicos da USP, iniciado por Luiz Menna-Barreto, Miriam Márquez, José Cipolla-Neto e Nelson Marques, verdadeiros mestres e pioneiros da cronobiologia latino-americana e aos quais devo minha incursão nessa área da biologia.

via revista Educação


domingo, 16 de outubro de 2011

Começa o Horário de Verão



A adoção do horário de verão impõe o avanço de uma hora na primavera e verão em relação ao horário adotado no outono e inverno. Avanço da hora do relógio de parede, mas não do relógio biológico. Pelo menos não com a mesma velocidade. Como um dependente do outro, lá vamos nós ajustarmos os dois. Um é extremamente mais fácil do que o outro, basta adiantarmos uma hora o "cuco" pendurado na parede que o domingo se transforma num dia de 23 horas. Já o outro, por se tratar de matéria viva, demora de cinco dias a duas semanas com base em dados que dispomos hoje. 



O Horário de Verão foi originalmente introduzido na Alemanha em 1916 e até hoje é aplicado em muitos países devido aos resultados positivos no consumo de energia elétrica.  A maioria dos autores de trabalhos na área de cronobiologia e medicina do sono relatam a presença de distúrbios do sono, dificuldades no ajuste ao novo horário, principalmente em crianças que têm que se deslocar para escola na parte da manhã, quando ainda está escuro.
É mais difícil nossos relógios biológicos (ou sistema de temporização circadiana) adiantar sua fase do que atrasá-la,  pois a tendência é oscilarmos com um período maior do que 24 horas. Isso pode explicar porque na saída do horário de verão o ajuste ao novo horário (1 hora atrasado) é mais rápido.  Na verdade, o período endógeno de 25 horas é tido como a média que serve para 50% da população, pois, para a minoria matutina o período endógeno é MENOR do que 25 horas e para a minoria vespertina o período endógeno é MAIOR do que 25 horas. Talvez sejam essas minorias que sofram mais com as mudanças do horário de verão e vamos tentar entender o porquê disso.
Uma parte de meu trabalho de doutoramento1 foi realizada enfocando o desconforto com a entrada do horário de verão na população brasileira.




Quase metade da população estudada (foram cerca de 20.000 pessoas) apresenta desconforto com a entrada do horário de verão, uma proporção considerável. Nota-se que esse desconforto atinge a população feminina em maior quantidade do que a masculina (48% x 38%). A explicação para esse fenômeno é a diferente plasticidade nos ajustes temporais entre diferentes gêneros. As teses atuais de cronobiologia creditam ao ciclo mestrual feminino a causa da menor plasticidade circadiana feminina (assunto que ainda renderá muitos estudos).
Em relação a diferença de CRONOTIPOS, os indivíduos mais vespertinos relataram sentir o desconforto durante toda a duração do Horário de Verão (HV) enquanto que os mais matutinos esse relato se refere a primeira semana após a implantação do HV.


À esquerda do gráfico temos a pontuação do Questionário de Cronotipo, quanto maior a pontuação, mais matutino é o indivíduo, quanto menor a pontuação, mais vespertino.
O adiantamento de fase necessário na ocasião da entrada do horário de verão constitui um problema principalmente para os indivíduos matutinos e vespertinos (especula-se que esses indivíduos tenham um maior acoplamento do sistema de temporização e portanto uma menor plasticidade temporal).  Para os primeiros, que são indivíduos que apresentam uma regularidade circadiana bem característica, a primeira semana torna-se bem exaustiva, pois iniciarão suas atividades sociais ainda no escuro e terminarão ainda no claro (sinais contraditórios que sinalizam que de manhã é hora de estar na cama e à tarde é hora de continuar em atividade). São os indivíduos que mais tem problemas relacionados à viagens transmeridianas e ao trabalho em turnos rotativos. No caso dos vespertinos, os problemas AGUDOS da entrada do horário de verão não são tão prejudiciais quanto os CRÔNICOS, pois esses já estão acostumados a IRREGULARIEDADE, tanto que são os que mais suportam os trabalhos em turno rotativos e as mudanças rápidas relacionadas as viagens com mudança de fuso horário.

Podemos concluir que para os indivíduos matutinos os problemas AGUDOS que surgem com a entrada do horário de verão são os que mais tem peso. Por outro lado, os vespertinos sofrem com a cronicidade dessa mudança pois são pessoas que já estão sempre correndo contra o relógio, e, nesses quase três meses de horário de verão, oito horas da noite ainda estará claro, indicando ao organismo que o dia ainda está presente. A análise dos ritmos de atividade e vigília/sono de 50 indivíduos de diferentes cronotipos durante oito semanas indicou que principalmente os vespertinos não se ajustaram à nova rotina imposta pelo início do Horário de Verão2. Acordar cedo e com luz solar, uma atividade que é difícil para os vespertinos cotidianamente, durante o horário de verão, acordar cedo e no escuro torna-se um desafio temporal que não combina com a dificuldade que estas pessoas tem em ir dormir cedo.

Na literatura, encontramos trabalhos indicando que a semana seguinte à entrada do HV apresenta índices maiores de acidentes de trânsito e de trabalho embora não haja consenso entre a comunidade científica sobre as conseqüências da implantação do HV no processo de sincronização  aos ciclos claro/escuro e sociais. É razoável propormos que durante o período de ajuste ao novo horário as pessoas evitem realizar tarefas repetitivas por tempo prolongado, especialmente se houver risco de acidente. Em relação as estratégias para minimizar os sofrimentos, aumentar a exposição a luz solar durante as manhãs e diminuir durante a noite (isso mesmo, dê uma olhada no canto direito de seu computador, assuste-se com o avançar da hora e deixe o facebook/MSN/internet para amanhã) são dicas válidas para ajudar nosso sistema de temporização no processo de ajuste. Aproveite a onda de preparação para curtir o verão com exposição ao sol -com a devida proteção- e fazer atividades físicas ao ar livre durante o dia. Isso reforça os sinais sincronizadores e ajuda na preservação de um ritmo forte de melatonina. No mais, desligue seu computador agora, tome um chá relaxante e vá dormir! Hoje o dia só tem 23 horas...  


terça-feira, 6 de setembro de 2011

Músicas sobre o tempo

A união entre ciência & arte é extremamente importante para a divulgação científica, tornando-se um processo facilitatório ao aprendizado harmonizado. No caso do presente blog, divulgo lista de músicas que podem ajudar docentes e discentes no processo de popularização científica da cronobiologia, ritmos biológicos, estudos do ciclo vigília/sono e afins.
Boa "audição" e bons "insights" aos simpatizantes ouvintes/leitores
Grande Abraço
Leandro Duarte






























Lista de reprodução disponível em:
http://www.youtube.com/playlist?list=PL9341F63CE9E14AF3

Agradeço comentários e sugestões de inclusão de músicas sobre o tempo

quarta-feira, 20 de julho de 2011

HOMEOSTASIA E OS SISTEMAS AUTO-REGULADORES

Leandro Duarte
Flávio Back
Grupo Multidisciplinar de Desenvolvimento e 
Ritmos Biológicos
Programa de Pós-Graduação
 em Fisiologia Humana ICB-USP
São Paulo, 2006

HOMEOSTASIA E OS SISTEMA AUTO-REGULADORES

 A capacidade que os seres vivos têm de manter a sua própria constância vem há muito tempo impressionando os biólogos. A idéia de que uma doença é curada pelos poderes naturais, por uma vis medicatriz naturae (Hipócrates), implica na existência de meios aptos a operarem corretivamente logo que o estado normal do organismo é perturbado. Referências sugestivas sobre os sistemas auto-reguladores são encontradas nos trabalhos de fisiologistas modernos. Pfluger (1877) reconheceu que "a causa de todas as necessidades de um ser vivo é igualmente a causa da satisfação dessa necessidade" O fisiologista belga Leon Fredericq em 1885 declarou: " o ser vivo é uma organização tal que cada influência perturbadora provoca, por si mesma, uma atividade compensadora capaz de neutralizar ou reparar o distúrbio provocado. Quanto mais derivado na escala evolutiva estiverem os seres vivos tanto mais numerosas e mais complexas se tornaram essas atividades reguladoras. Elas tendem a livrar completamente o organismo das influências desfavoráveis e das modificações que ocorrem no meio ambiente”. Em 1900, o fisiologista francês Charles Richet focalizou esse fato, dizendo: “O ser vivo é estável. E assim deve ser para que não seja destruído, dissolvido ou desintegrado pelas forças adversas do ambiente que o envolve”. De fato, durante um tempo relativamente curto, os Homens podem ficar expostos ao calor seco de 115 a 128 graus Celsius sem demonstrarem qualquer aumento na temperatura corporal. Por outro lado, os mamíferos da região ártica, quando expostos ao frio de 35 graus abaixo de zero, não manifestam qualquer diminuição correspondente da temperatura corporal. Os sistemas auto-reguladores não reagem apenas às modificações induzidas por fatores externos. Há também resistência a distúrbios que se originam internamente. O calor produzido no esforço muscular máximo, durante vinte minutos, por exemplo, seria tão intenso que, se não fosse prontamente dissipado, causaria a coagulação de algumas proteínas, tal qual acontece no ovo cozido. O exercício muscular intenso e contínuo é acompanhado da produção de uma tal quantidade de ácido lático nos próprios músculos em ação, que, dentro de pouco tempo, seria suficiente para neutralizar todos os álcalis contidos no sangue, se estes sistemas não impedissem esse desastre.
Apesar de vários pesquisadores defenderem essas idéias, é mais amplamente conhecido o trabalho do fisiologista francês Claude Bernard que, em 1865, publicou o livro “Introduction to the Study of Experimental Medicine”. Bernard frisava em suas conferências que existem dois ambientes para os seres vivos complexos - um geral, que é o mesmo dos objetos inanimados e que envolve o organismo inteiro, e um ambiente interno no qual os elementos vitais do corpo encontram seu “habitat” ótimo. O ambiente interno ou “milieu interne” seria “a totalidade dos líquidos circulantes do organismo”. “A fixidez do milieu interne é a condição para uma vida livre e independente e todos os mecanismos vitais, por mais variados que sejam, têm uma finalidade: manter constantes as condições de vida no meio interno”. A constância das condições observadas no organismo pode ser designada como equilíbrio. Os processos fisiológicos coordenados responsáveis pela manutenção da maior parte das condições estáveis no organismo são tão complexos e peculiares - envolvendo o sistema nervoso, o coração, pulmão, os rins, o sistema endócrino - que Walter Cannon (interpretando o conceito de Bernard) sugeriu uma designação especial para esses estados, a homeostase. A palavra não implica qualquer estagnação, significa que uma condição pode variar, mas é relativamente constante.


A Fisiologia do século XX

            O desdobramento das idéias de Bernard e Cannon fundamentaram a Fisiologia do século XX em torno do conceito de “fixidez do meio interno” e da homeostase (homoio: similar, parecido; stasis: estático). A homeostase aparece nas introduções dos livros de fisiologia como uma espécie de declaração de princípios, a qual confere uma lógica básica a toda fisiologia moderna: a busca constante do equilíbrio. Assim, por exemplo, a temperatura corporal é regulada através da modulação da produção de calor, das perdas evaporativa e radiativa e do comportamento; a pressão sanguínea através da modulação do débito cardíaco e da resistência vascular; as concentrações de CO2 e de O2 no sangue através da modulação da ventilação pulmonar, ou seja, a regulação ocorre nos parâmetros das variáveis que possuem sensores participando diretamente do processo regulatório como os termorreceptores (temperatura corporal), os baroreceptores (pressão arterial) e os quimioreceptores (concentração de substâncias). As idéias desenvolveram-se a partir da descoberta de sistemas de controle que agem por um processo de retroalimentação (feedback), ou seja, se algum constituinte do milieu interne se torna excessivo ou reduzido, um sistema de controle dá início a uma série de reações que produzem um efeito oposto. Como resultado, a concentração desse constituinte se conserva em torno de um nível médio, mantendo-se assim a homeostasia. O grande coordenador da homeostasia pode ser considerado o hipotálamo, pois além dos comportamentos consumatórios, controla também vários ajustes fisiológicos que ocorrem no organismo.
 Segundo os princípios homeostáticos, a temperatura corporal humana apresenta um ponto de ajuste de 36o e esta só varia ao longo dia frente a perturbações externas, como exemplificado na figura 1.


Figura 1. Temperatura central humana ao longo do dia e os ajustes frente a estímulos indicados, de acordo com a teoria da homeostase.


A Fisiologia do século XXI

O conceito de Claude Bernard nos tempos atuais precisa ser rediscutido dentro do aspecto da evolução das espécies. Ele foi desenvolvido na segunda metade do século XIX, quando a teoria da evolução proposta por Charles Darwin ainda não tinha sido formulada. A idéia que os seres vivos possuem ancestrais, têm uma história filogenética, graus de parentesco e foram moldados por um processo de seleção natural, modificou não somente os paradigmas das ciências biológicas, mas influenciou o pensamento científico da humanidade a partir de 1900.
A partir dessa visão evolutiva, analisemos a anorexia da galinha Gallus gallus spadiceus quando fica presa à tarefa de cuidar de seus ovos e não tem condições de se afastar para comer. Como algumas outras aves, esta perde muito peso enquanto está incubando os seus ovos, uma redução que se deve à restrição alimentar. Para verificar se a queda de consumo se devia ao conflito espacial, alguns pesquisadores colocaram para um grupo de galinhas em fase de incubação, um comedouro e um bebedouro junto ao ninho, facilitando o acesso; em outro grupo que servia de controle, a galinha tinha de abandonar momentaneamente o ninho para se alimentar. Constataram que o consumo de alimento era o mesmo em ambas as condições e que as galinhas com comida perto ou longe perdiam peso igualmente ao longo da incubação. Isso indica que a diminuição de consumo não ocorre apenas em função da impossibilidade de comer e incubar ao mesmo tempo, e sim  que há uma perda de apetite programada biologicamente. Ficar sem comer a esse nível pode ser adaptativo, na medida em que protege o animal de um conflito entre tendências motivacionais e promove o seu sucesso reprodutivo. Esse experimento sugere, portanto, que o ponto de ajuste homeostático é modificado na situação de incubação dos ovos.


A Cronobiologia e a Reostasia


 Uma importante característica ambiental que é fácil de ser observada é a recorrência de eventos em função das relações da Terra com o sol e com a lua. O dia e a noite, as estações do ano, as modificações de marés ocorridas ao longo do dia e do mês são importantes ciclos que influenciam os seres vivos desde sua origem. No processo de adaptação aos fatores externos, os seres vivos “interiorizaram” algumas dessas características cíclicas do ambiente.  Observando o nosso comportamento durante algumas semanas vamos perceber que realizamos as atividades cotidianas de forma repetida ou recorrente. Dormimos e acordamos, nos alimentamos, sentimos maior disposição e maior sonolência mais ou menos na mesma hora a cada dia que passa. Acompanhando o ambiente cíclico em que vivemos também apresentamos ritmos diários. Normalmente, à noite estamos em repouso (e uma parte da noite dormindo) e durante o dia, em atividade. Chamamos de ritmos biológicos essas alternâncias regulares e como exemplos temos o ritmo de temperatura, os ritmos de alguns hormônios e células de defesa sanguíneas e o ciclo vigília/sono. Os ritmos biológicos que se repetem a cada dia ou 24 horas são chamados de ritmos circadianos (circa: cerca de; diano: um dia). Algumas oscilações ambientais como o ciclo dia/noite, são capazes de interferirem na organização temporal dos ritmos biológicos, causando o que chamamos de processo de sincronização. O ciclo dia/noite por exemplo, ajuda a fazer com que tenhamos sono à noite e nos mantenhamos despertos durante o dia, ou seja, sincronizados com o ambiente.
Os ciclos geofísicos atuaram e atuam ao longo do processo evolutivo como pressões seletivas importantes para a fixação de caracteres rítmicos nos organismos. A maioria dos organismos estudados apresenta relógios biológicos, mecanismos endógenos de temporização resultantes de processos de seleção e adaptação temporal vivenciados pelo Homem e por inúmeras outras espécies. No Homem, a ritmicidade circadiana é controlada por um sistema que inclui, dentre outras estruturas, os núcleos supraquiasmáticos do hipotálamo. Esses núcleos são estruturas neurais que funcionam como marcapasso de todo nosso sistema de temporização.  Portanto, quando se diz que os ciclos ambientais (como por exemplo, o ciclo dia/noite ou ciclo claro/escuro) sincronizam os ritmos biológicos, antes de tudo, sincronizam os relógios biológicos.
Assim, o sistema de temporização é caracterizado pela geração interna de ritmicidade (através dos relógios biológicos) e recebe influência dos ciclos ambientais externos. A boa interação entre o ritmo interno (ou endógeno) e os ciclos ambientais resulta na ocorrência de ritmos biológicos sincronizados.
O estudo da organização temporal dos seres vivos dá origem a conceitos importantes que, sistematizados, compõem um novo ramo das ciências biológicas denominado Cronobiologia. A nova disciplina suscita uma questão importante no plano teórico-prático da Fisiologia: as inúmeras evidências do caráter endógeno da ritmicidade biológica e de sua relação com os ciclos ambientais nas mais variadas espécies sugerem que essas flutuações regulares são uma característica fundamental da matéria viva. Esse raciocínio, contudo, parece entrar em choque com o modelo mais difundido na fisiologia, cuja base é o princípio da homeostase.
Nicolas Mrosovsky, um importante cronobiologista canadense, analisando os processos homeostáticos sugere que se substitua o termo homoios (similar) pelo rheos (reação) e propõe o termo Reostasia. Reostasia se refere a uma condição ou estado no qual, a cada momento, as defesas homeostáticas estão presentes mas, ao longo do tempo, os pontos de ajuste se modificam ciclicamente. Mrosovsky apresenta dois tipos de reostasia, a reativa e a programada.
A reostasia reativa ocorre apenas na dependência da presença de algum estímulo externo ou interno perturbador. A reostasia programada refere-se àquelas alterações que são obrigatórias em certas fases do ciclo de vida, do ano, do mês ou do dia. Essas alterações programadas são essenciais por permitirem o ajuste da fisiologia dos organismos à condições cíclicas específicas do ambiente e vêm sendo seletivamente importantes ao longo da história evolutiva das espécies. Estas alterações parecem ser tão importantes que todos os organismos estudados apresentam fenômenos conhecidos como ritmos e relógios biológicos.
Portanto, podemos destacar dois tipos principais de alterações no organismo. As que buscam manter os parâmetros orgânicos do animal em um nível estável, o nível de referência, e as que buscam alterar o nível de referência. As primeiras correspondem às regulações que o organismo lança mão para compensar flutuações aleatórias do ambiente e que, por isso, não podem antecipar. A capacidade e os mecanismos que possibilitam essas mudanças reativas foram denominadas de homeostasia por Cannon. O segundo tipo corresponde àquelas que ocorrem de forma não imediatamente relacionadas a algum evento e se instalam alterando o nível de referência de algum parâmetro orgânico para possibilitar a adaptação do organismo diante de alterações de seu ambiente interno e externo. Dessa forma podemos dizer que os animais apresentam a fisiologia da estabilidade (homeostasia) e a fisiologia da mudança (reostasia). Segundo os princípios da reostasia, a temperatura corporal humana apresenta um ponto de ajuste de 36o e esta varia ao longo dia frente a perturbações externas e também frente às alterações programadas devido à variação do ponto de ajuste durante o dia, como exemplificado na figura 2.



Figura 2. Temperatura central humana ao longo do dia e os ajustes frente a estímulos indicados, de acordo com a teoria da reostase.


A Cronobiologia ao tentar inserir essas novas idéias no contexto da Fisiologia contribui para a discussão sobre a possível lógica interna de funcionamento dos seres vivos.



Referências:


Ades, C. Uma perspectiva ecológica da regulação do comportamento. Neurociências, vol.1, n. 2, 2004.

Cannon, W.B. A sabedoria do corpo. Companhia Editora nacional. São Paulo, 1946 250 págs.

Menna-Barreto, L. Homeostase – uma revisão necessária. Neurociências, vol.1, n. 2, 2004.

Mrosovsky, N. The physiology of change. Oxford University Press, New York, 1990. 183 pags.




 Agradecemos à Roberta Arêas pela confecção das figuras.