Durante o tempo de hibernação, a respiração das marmotas fica mais lenta, elas queimam um único grama de gordura por dia e a temperatura do corpo cai a ponto de “elas se sentirem como pedras frias e difusas”. Crédito:Daniel Blumstein/UCLA
Isso é o que uma equipe de biólogos da UCLA e colegas que estudam marmotas de barriga amarela descobriram. Esses grandes esquilos terrestres são capazes de interromper virtualmente o processo de envelhecimento durante os sete a oito meses que passam hibernando em suas tocas subterrâneas, relatam os pesquisadores hoje na revista
Nature Ecology and Evolution .
O estudo, o primeiro a analisar a taxa de envelhecimento entre as marmotas na natureza, mostra que esse fenômeno antienvelhecimento começa quando os animais atingem 2 anos de idade, sua idade de maturidade sexual.
Os pesquisadores estudaram amostras de sangue de marmotas coletadas em várias temporadas de verão no Colorado, quando os animais estão ativos acima do solo, para construir modelos estatísticos que permitiram estimar o que ocorreu durante a hibernação. Eles avaliaram o envelhecimento biológico das marmotas com base no que é conhecido como mudanças epigenéticas – centenas de modificações químicas que ocorrem em seu DNA.
“Nossos resultados de diferentes abordagens estatísticas revelam que o envelhecimento epigenético essencialmente para durante a hibernação”, disse a principal autora Gabriela Pinho, que conduziu o estudo como estudante de doutorado da UCLA orientada por Daniel Blumstein e Robert Wayne, professores de ecologia e biologia evolutiva. “Descobrimos que a idade epigenética das marmotas aumenta durante a temporada ativa, para durante a hibernação e continua a aumentar na próxima temporada ativa”.
Esse processo, disseram os pesquisadores, ajuda a explicar por que a vida média de uma marmota de barriga amarela é maior do que seria esperado de seu peso corporal.
A hibernação, uma adaptação evolutiva que permite que os animais sobrevivam em ambientes sazonais severos, onde não há comida e as temperaturas são muito baixas, é comum entre mamíferos menores, como marmotas, nativas das regiões montanhosas do oeste dos EUA e Canadá.
A hibernação das marmotas alterna entre períodos de supressão metabólica que duram uma ou duas semanas e períodos mais curtos de aumento do metabolismo, que geralmente duram menos de um dia. Durante a supressão metabólica, a respiração diminui e a temperatura do corpo cai drasticamente, a ponto de "parecerem pedras frias e difusas", disse Blumstein.
Além disso, eles usam uma quantidade minúscula de energia, queimando cerca de um grama de gordura por dia. "Isso é essencialmente nada para um animal de 5.000 a 6.000 gramas (11-13 lbs.)", observou Pinho. Isso permite que eles economizem energia e sobrevivam longos períodos sem comida.
Durante a temporada ativa de verão, as marmotas comem muito, dobrando seu peso para que tenham gordura suficiente para sobreviver ao próximo período de hibernação.
Todas essas condições relacionadas à hibernação – diminuição do consumo de alimentos, baixa temperatura corporal e metabolismo reduzido – são conhecidas por combater o processo de envelhecimento e promover a longevidade, disseram os pesquisadores. É provável que esse envelhecimento tardio ocorra em outros mamíferos que hibernam, disseram eles, porque as mudanças moleculares e fisiológicas são semelhantes.
“Este estudo é o mais próximo que os cientistas chegaram de mostrar que os processos biológicos envolvidos na hibernação são importantes contribuintes para sua vida útil mais longa do que o esperado com base em seu peso corporal”, disse Pinho, agora pesquisador do Instituto de Pesquisa Ecológica Lowland, sem fins lucrativos. Iniciativa de Conservação da Anta no Brasil.
“O fato de sermos capazes de detectar esse envelhecimento reduzido durante a hibernação em uma população selvagem significa que o efeito da hibernação na desaceleração do envelhecimento é realmente forte”, disse Blumstein, membro do Instituto de Meio Ambiente e Sustentabilidade da UCLA e autor sênior do livro o estudo. "Este estudo só foi possível porque tivemos acesso a amostras de sangue de animais de vida livre cujas idades são conhecidas. Poucas populações selvagens têm informações detalhadas sobre a idade cronológica individual, o que reforça a importância de projetos de campo de longo prazo."
Pode haver vantagens biomédicas em induzir condições de hibernação em humanos ou células humanas, disseram os pesquisadores – para preservar órgãos para transplante, por exemplo, ou como parte de missões espaciais de longo prazo.
Para a publicação atual, Pinho e seus colegas estudaram 73 marmotas fêmeas de barriga amarela ao longo de suas vidas e coletaram amostras de sangue a cada duas semanas ao longo de 14 estações ativas, analisando-as regularmente. A idade cronológica das marmotas foi calculada com base na data em que os juvenis emergiram pela primeira vez de suas tocas natais. (A idade das marmotas machos é difícil de determinar, disseram os pesquisadores, porque muitas vezes migram de uma área para outra.)
A pesquisa faz parte de um estudo de 60 anos de marmotas-de-barriga-amarela baseado no Laboratório Biológico das Montanhas Rochosas, sem fins lucrativos, no Colorado, e foi financiado pelo programa Ciência Sem Fronteiras do Brasil, parte do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico do país, e a National Geographic Society, uma bolsa de pesquisa do Laboratório Biológico das Montanhas Rochosas e a National Science Foundation.
Outros autores do estudo sênior são Robert Wayne; Matteo Pellegrini, professor de biologia molecular, celular e do desenvolvimento da UCLA; Steve Horvath, professor de genética humana e bioestatística da Fielding School of Public Health da UCLA, que desenvolveu o "relógio epigenético" em 2013; Julien Martin, da Universidade de Ottawa, no Canadá; e Sagi Snir da Universidade de Haifa, em Israel. Os autores receberam informações do Statistical Consulting Group da UCLA.