Pessoas com essa variante genética evoluíram para ser mais resistentes ao frio
Em um estudo publicado no periódico American Journal of Human Genetics (1), pesquisadores identificaram uma variante genética que parece proteger os humanos contra baixas temperaturas, à medida que nossa espécie (Homo sapiens) migrou da África para a Europa há mais de 50 mil anos. A variante (R577X.) pertence a um gene (ACTN3) que afeta as funções da musculatura esquelética, e sua presença leva à perda de uma proteína músculo-esquelética chamada de α-actina-3. A frequência dessa variante aumentou dramaticamente durante o período em que os humanos modernos se moveram para ambientes mais frios. No novo estudo, os pesquisadores mostraram que a deficiência da proteína α-actina-3 melhora a tolerância ao frio em humanos ao aumentar o tônus muscular.
A proteína sarcomérica α-actinina-3 está presente nos discos-Z das fibras músculo-esqueléticas, onde realiza ligações cruzadas entre filamentos de actina de sarcômeros adjacentes (unidades de miosina e de actina que se repetem ao longo dos filamentos musculares, as quais permitem as contrações musculares nos músculos estriados). Porém, a α-actinina-3 está ausente em 1,5 bilhão de pessoas ao redor do mundo devido ao polimorfismo nonsense R577X. A falta do gene funcional ACTN3 não causa doença muscular, mas afeta a funcionalidade muscular tanto na população em geral quanto em atletas. No geral, deficiência α-actinina-3 é detrimentosa para atividades de poder e de velocidade.
Estudos prévios explorando as implicações evolucionárias da deficiência em α-actinina-3 já mostraram que o alelo 577X se tornou mais abundante à medida que os humanos migraram para fora da África em direção a regiões mais frias do norte e da parte central da Europa. Isso levou à hipótese de que humanos modernos com essa deficiência proteica são superiores em se adaptar a temperaturas mais baixas.
No novo estudo, os pesquisadores resolveram testar a hipótese de adaptação ao frio, através de testes experimentais in vivo de resistência aguda a baixas temperaturas. Para isso, foram recrutados 42 participantes saudáveis do sexo masculino com idades de 18 a 40 anos e apresentando ou a variante R577X ou o gene funcional ACTN3.
Os participantes foram, então, imersos em água a 14°C por um período de 20 minutos, intercalados por pausas de 10 minutos fora da água em temperatura ambiente. Exposições sucessivas à água fria continuaram até a temperatura retal dos participantes alcançar 35,5°C, ou por um total de 120 minutos (170 minutos incluindo as pausas).
Os resultados mostraram que enquanto 69% dos participantes com a variante R577X foram capazes de manter a temperatura corporal acima de 35,5°C durante todo o período experimental, apenas 30% dos participantes com o gene funcional ACTN3 foram capazes de fazer o mesmo. Na média, a perda da α-actinina-3 resultou em metade da taxa de declínio de temperatura no reto e sobre os músculos da panturrilha.
Além disso, o mais interessante dos achados é que os carregadores da variante R577X tendiam a ter maior quantidade de fibras de contração lenta (Tipo I), resultando em um aumento do tônus muscular ao invés de um maior movimento de tremor durante a imersão em água fria. Isso melhorou de forma robusta a resistência ao frio mas sem um consumo de maior energia para manter a temperatura corporal mais alta (sem variação significativa nas taxas cardíacas, VO2 e VCO2 em comparação com os indivíduos ACTN3-funcionais). Em contraste, indivíduos com o gene funcional tinham mais fibras musculares de contração rápida (Tipo II), dobrando a taxa de atividade explosiva de alta intensidade.
Somados, os resultados fornecem um mecanismo fisiológico suportando uma maior resistência ao frio e com economia de energia em indivíduos com a variante R577X: mais fibras musculares de contração lenta nos músculos desses indivíduos acopladas com uma mudança na ativação neuronal muscular no sentido de aumentar o tônus muscular ao invés de aumentar o energeticamente custoso tremor corporal.
Em experimentos realizados em ratos, os pesquisadores também encontraram que a deficiência em α-actinina-3 não aumenta o tecido de gordura marrom frio-induzido, o qual é muito importante na geração de calor em mamíferos hibernantes e em bebês – esses últimos são incapazes de tremer (tremor corporal gera energia térmica colateralmente ao gasto de ATP – moeda energética das células – para a rápida movimentação das fibras musculares, típica de fibras musculares do Tipo II). Esse resultado reforça que a variante R577X não causa resistência ao frio via aumento da gordura marrom – uma possível explicação alternativa ou complementar -, reforçando o cenário de adaptação ao frio via ativação diferencial de fibras do Tipo I e II.
O próximo passo dos pesquisadores é explorar se a deficiência em α-actinina-3 ajuda bebês a lidarem melhor com o frio, algo que teria sido muito importante há dezenas de milhares de anos em territórios desconhecidos e com um clima drasticamente novo. Um melhor entendimento desse processo evolutivo na nossa espécie pode também ajudar a entender problemas modernos de saúde, como obesidade, diabetes e outras desordens metabólicas. Como hoje temos outros meios (tecnológicos) para nos proteger de forma mais eficiente do frio e acesso “ilimitado” a alimentos, indivíduos com a variante R577X podem ser mais suscetíveis ao acúmulo de reservas energéticas (ex.: gordura) e maior dificuldade na queima de glicose em excesso na circulação sanguínea, já que possuem adaptações extras de economia energética.
(1) Publicação do estudo: https://www.cell.com/ajhg/fulltext/S0002-9297(21)00013-6
Reviewed by Saber Atualizado
on
março 15, 2021
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