1a-c, Respostas ao ambiente

RKA2MB - Muitas espécies apresentam ritmos circadianos que têm aproximadamente 24 horas. Isso é ter um ritmo circadiano: cerca de um dia. Esses ritmos circadianos podem ser controlados geneticamente ou por pistas ambientais, incluindo a luz. Pesquisadores investigaram o efeito da luz sobre o comportamento de camundongos usando uma roda de atividades, com sensores de movimento que registram a atividade em actogramas, como mostrado na figura 1. Vamos olhar aqui a figura 1 então. Então, aqui nós temos o esquema da roda de atividades, que funciona da seguinte maneira: quando o camundongo não está aqui, então ela não registra nada. Então, assume-se que o animal está em repouso ou inativo. Quando o camundongo chega aqui nessa rodinha, ele começa a andar, e então ela registra a atividade num gráfico que é chamado de actograma; e que, nele, cada linha branca mais uma linha preta é um dia. Deixe-me representar aqui para você. Então, aqui, nós temos um período de um dia, certo? Uma fase aqui de atividade em preto; e uma fase de inatividade em branco. Então, aqui: esquema do registro dos dados de atividade de camundongos. Quando um camundongo está na roda de atividade, ela é registrada sob a forma da linha horizontal escura. E, quando o camundongo está inativo, não há linha. Para estudar o efeito, então, da luz sobre a atividade de camundongos na roda de atividade, foram alojados camundongos adultos em gaiolas individuais em salas com isolamento acústico e temperatura controlada e constante de 25 graus. Cada camundongo recebeu comida e água suficientes, material para forração (a serragem, por exemplo) e a roda de atividades. Eles foram expostos a um ciclo de 24 horas, sendo 12 horas de claro (que é representado em C, ou L, então vamos deixar em português) e 12 horas de escuro (que pode ser representado também com esse "12C:12E") por 14 dias, com a sua atividade sendo monitorada de forma contínua. E esse registro é como aqui apresentado na figura 2. Então, aqui, o actograma de um camundongo sob o ciclo claro-escuro 12 por 12; cada linha representa um período de 24 horas; a linha preta é a atividade e a linha branca é a ausência de atividade na rodinha de atividades. Então, aqui, é a fase escura, a partir das 12 horas; e aqui é a fase clara. Se a gente olhar aqui, então, a gente vai ver que a atividade deste camundongo acontece sempre, preferencialmente, na fase escura do dia, né? Então, aqui, ele está ativo na fase escura. E, aqui, então a gente tem um ou outro episódio de atividade, isoladamente, durante o claro. Após esses 14 dias aqui, os camundongos foram então colocados na situação de escuro contínuo e a atividade deles na rodinha de atividades continuou a ser registrada da mesma maneira. O registro em condição de escuro constante está mostrado então na figura 3. Vamos olhar aqui para ela então. Então os animais aqui estão em escuro constante. Se as linhas pretas são sempre a fase de atividade, então vamos ver a legenda aqui: actograma da atividade de camundongos sob condições de escuro constante. Cada série (essa linha aqui) representa um período de 24 horas, sendo que as linhas escuras na horizontal representam a atividade na roda de atividades. Então, aqui, nós temos um dia. Então, vamos fazer essa nossa linha aqui de novo, porque aqui era a mudança, né? Então, antes aqui era claro, e aqui era escuro; e a gente lembra que a atividade começava daqui para cá (né?) em ciclo 12 por 12. Agora, em escuro constante, a gente pode notar um padrão aqui, que forma essa outra linha aqui, né? Ao longo dos dias, então, a gente tem aqui uma mudança nesse padrão. Então, parece aqui que, de certa forma, esse ciclo não tem mais 24 horas (esse ciclo de atividade e inatividade na roda de atividades); porque o que começava antes às 12, aqui está começando um pouco antes; no segundo dia, antes (mais ainda; talvez aqui em torno das 7 horas... vai vindo mais); aqui nós já estamos às 3 da manhã. Então, a gente vê que esses animais têm um arrastamento aqui da atividade para um período menor do que 24 horas; porque se fosse 24 horas, ia sempre começar exatamente um embaixo do outro, né? Então, parece aí que a luz tem alguma influência nessa atividade, né? Pensando nisso, vamos tentar responder aqui então a questão: o sistema nervoso desempenha papel na coordenação dos padrões de atividade observados na resposta dos camundongos ao estímulo claro-escuro. Descreva uma função de cada uma das estruturas anatômicas abaixo na resposta ao estímulo claro-escuro. Então, vamos ver aqui o fotorreceptor na retina. Qual é a relação dele com essa resposta ao estímulo claro-escuro? Um fotorreceptor da retina pode, por exemplo, receber então o sinal luminoso, e esse sinal, então, vai ser levado até o cérebro, que irá processar essa informação. Com isso, a gente já vai aqui, então, para a segunda parte da pergunta, que é a função do cérebro. O cérebro poderia, então, receber a informação e coordenar a atividade comportamental, por exemplo, do camundongo na roda de atividades. E o motoneurônio? O motoneurônio (que é então o neurônio motor), ele poderia ter qual relação com o estímulo claro-escuro? Ele pode, por exemplo, estimular músculos e glândulas. Essas glândulas seriam glândulas que vão secretar hormônios relacionados ao ritmo de atividade e repouso, como a melatonina por exemplo; é um hormônio relacionado ao nosso ritmo de vigília-sono, certo? Então, esse motoneurônio pode então... (opa, não vamos esquecer de separar isso aqui)... então eles podem liberar hormônios relacionados com o ritmo de atividade e repouso. Vamos à parte (b) agora: baseado na análise da figura 2 (vamos olhar a figura 2), descreva o padrão de atividade dos camundongos durante as fases de claro e escuro do ciclo 12 por 12. Então, voltamos lá. Então, a gente vê aqui que, aqui no escuro, ele está ativo; e, aqui no claro, ele está inativo. Então, vamos escrever isso lá, né? Deixe-me ver aqui. Então, nós podemos dizer que a atividade está relacionada ao ritmo claro-escuro, e parece que esse animal então tem a atividade dele na fase escura e a inatividade na fase clara do dia, né? Então, o padrão de atividade segue o ritmo de 24 horas, que parece estar ajustado ao ciclo claro-escuro, com atividade na fase de escuro e inatividade na fase clara do dia. Vejamos aqui então a (c): os pesquisadores dizem que o controle genético do ritmo circadiano não segue um ciclo de 24 horas nos camundongos. Descreva uma diferença entre o padrão diário de atividade observado no ciclo 12 por 12 claro-escuro da figura 2 e no escuro constante na figura 3, e use os dados para dar suporte ao argumento dos pesquisadores. Então, vamos olhar a figura 3 novamente. Então, a gente vê aqui que antes a atividade começava sempre nessa barra aqui (que eu pus em amarelo para nos lembrar do padrão anterior); e, agora, parece que há essa inclinação aqui. Então, parece que esse dia aqui tem menos de 24 horas, né? Porque, se ele tivesse exatamente 24 horas, ia ficar o início sempre aqui, um embaixo do outro. Como esse dia parece que sempre se inclina para cá, há um adiantamento do início da atividade. Esse adiantamento é decorrente de um ritmo de menos de 24 horas, né? Porque, então, aqui na hora 23, talvez, para o camundongo já seja um novo dia. Então, ele já começa aqui a apresentar. Então, vamos lá! Aqui, na hora 23, para ele já muda e ele vem para cá. Então, nós temos esse adiantamento aqui: falta essa uma hora aqui para o gráfico ficar ajustado, né? Então, eu acho que essa inclinação aqui é uma boa justificativa para dar suporte à ideia de que, geneticamente, não tem 24 horas o dia para esse camundongo. Então, vamos escrever isso, né? Vamos escrever isso aqui... aqui embaixo então, né? Então, eu poderia dizer que na figura 3 é possível perceber que a atividade dos camundongos não tem início sempre no mesmo momento do dia. No decorrer dos dias há um adiantamento no início da fase de atividade, que também aparece... (opa! "Aparece"... faltou o "a" aqui)... que também aparece de forma mais espalhada. O mesmo pode ser dito para o repouso, né? Porque, se a linha preta está se adiantando para a esquerda, a linha branca também está se adiantando aqui para a esquerda. Isso então é percebido por uma inclinação das barras do actograma. Baseado no fato de essas barras serem inclinadas, é possível inferir que o ciclo genético não tem 24 horas, mas sim menos de 24 horas numa situação de escuro constante. Talvez aí, então, o estímulo (a ausência e presença de luz) ajuste esse ciclo aqui no aspecto comportamental, para que ele tenha sempre 24 horas. A parte (d) e (e) você pode acompanhar as respostas no próximo vídeo.