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Cronobiologia

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Cronobiologia (Ritmos Biológicos). Ritmopatias em Psicopatologia

Introdução

A Cronobiologia pode ser entendida como o estudo sistemático da organização temporal da matéria viva.

Até há pouco tempo, a Biologia buscava seus modelos e explicações através da descrição espacial de estruturas de orga­nismos, sistemas, tecidos, células ou panes de células. O tempo nesses modelos representa nada mais do que um cenário no qual as estruturas funcionam e eventualmente se transformam.

A Cronobiologia pretende entender o tempo não mais como cenário, mas sim como personagem, ou seja, como elemento organiza­dor da matéria viva.

Na Física contemporânea, o tempo já é en­tendido como uma dimensão do real; na Biologia, o tempo es­tá sendo introduzido pelos cronobiologistas como uma dimen­são importante da matéria viva.

Sentimos a existência do tempo através das transformações no meio ambiente e nos nossos organismos. Sabemos intuitivamente que o tempo passa, independente da nossa vontade.

Uma das sensações mais nítidas que temos é a da existência de ciclos, ou seja, fenômenos que se repetem de tempos em tempos, sugerindo uma imagem de avanço do tempo em círculos ou em espiral. Os seres vivos normalmente expressam esses ciclos de forma em geral bem clara, através de hábitos diurnos ou noturnos, sono e vigília, reprodução etc.

Hoje sabemos que tais ciclos estão presentes não apenas nes­se nível mais geral do comportamento das espécies, mas são en­contrados em todos os níveis de organização dos seres vivos: desde funções celulares até comportamento social. Além disso, sabe­mos hoje também que os ciclos estão presentes em praticamen­te todas as espécies vivas, desde organismos unicelulares até o homem. Uma característica tão geral da matéria viva como essa organização temporal deve, portanto, ser encarada como com­ponente fundamental dos seres vivos.

O tempo parece ser de fato um personagem importante na história evolutiva dos seres vivos. Quando observamos o nas­cimento de qualquer indivíduo, temos uma expectativa do tempo de vida médio de sua espécie, algo que parece estar contido no patrimônio genético da espécie e que diz respeito ao tempo. Esse mesmo indivíduo aparentemente também traz em seu patrimô­nio a inscrição de seus hábitos futuros, diurnos ou noturnos, seus ciclos reprodutivos, etapas de desenvolvimento, enfim, di­versos marcadores de tempo que regularão as diversas ativida­des desse organismo ao longo de sua existência.

Uma das maneiras mais simples de detectar a organização temporal dos seres vivos é através da constatação da existência de ciclos regulares nas suas funções, avaliando a regularidade desses ciclos através da comparação com marcadores de tempo exteriores ao organismo em questão. Uma marcação universal é dada pelos movimentos do nosso planeta, os quais geram ci­clos geofísicos de diversas durações, como o dia/noite e as esta­ções do ano. Diversos ciclos nos seres vivos tendem a acompa­nhar esses ciclos geofísicos, como é, por exemplo, o caso do ciclo sono/vigília, que se repete aproximadamente a cada 24 horas. Aliás, essa coincidência leva muita gente a acreditar que esses ciclos dos seres vivos não passam de reflexos dos organismos em relação aos ciclos ambientais. Pretendo demonstrar ao lon­go deste artigo que esses ciclos biológicos funcionam independen­temente da exposição dos organismos aos ciclos ambientais. Uma maneira interessante de chegar a essa conclusão é acompanhar a história da Cronobiologia.

Um astrônomo francês, J. J. De Mairan, foi provavelmente o primeiro pensador a propor a possível existência de um reló­gio biológico. Ele observou o movimento regular de abertura e fechamento das folhas de uma sensitiva (provavelmente a Mi­mosa pudica) em um vaso na janela junto a seu telescópio.

Curioso com a regularidade dos movimentos, levou o vaso para o porão da casa, colocou-o dentro de um baú e, nessas condições de obscuridade constante, observou a persistência dos movimen­tos das folhas coincidindo, aparentemente, com o dia/noite am­biental. De Mairan relatou o experimento a um amigo botâni­co, que fez uma comunicação do fato à Academia Real de Ciên­cias de Paris, publicando o relato em 1729. Evidentemente, es­sa suposição da existência de um relógio biológico nas plantas entrava em choque com a noção, bastante difundida, segundo a qual os ciclos biológicos nada mais eram do que reflexos das flutuações ambientais.

Por isso o relato do astrônomo foi enca­rado mais como uma curiosidade mal explicada: talvez o baú não estivesse bem vedado, o porão não tão escuro ou a sensitiva tivesse recebido algum estímulo não identificado sinalizando cla­ro ou escuro, e por aí vai. Em 1759, Du Monceau mos­trou que o movimento das folhas da sensitiva não dependia de variações da temperatura ambiental. Em 1832, A. de Candolle repetiu as observações na espécie Mimosa pudica e não só cons­tatou a persistência do ciclo de movimento das folhas, mas tam­bém demonstrou que na condição de obscuridade constante a duração dos ciclos era de 22 a 23 horas, portanto, diferente do ciclo ambiental de 24 horas. Em 1814, Virey obteve o grau de Doutor em Medicina com uma tese sobre as flutuações diárias da temperatura na saúde e na doença. Darwin escreveu em 1880 que o movimento diário das folhas era uma propriedade ine­rente das plantas.

Nessa mesma época, Pfeffer, fisiologista de plantas, refletindo a mentalidade vigente, supôs que os movi­mentos observados em obscuridade constante eram devidos a vazamentos de luz; levando essa suposição para o laboratório, acabou convencido do contrário: o movimento tinha origem em algum mecanismo endógeno e não era, como supunha, respos­ta reflexa a vazamentos de luminosidade ambiental. Todas es­sas observações pioneiras e fundamentais não puderam ser bem ­compreendidas na época, justamente em razão da dificuldade de conviver com o conceito de relógios biológicos, ainda mal­formulado e improvável.

Nestes últimos dois séculos, as evidências foram-se acumu­lando a tal ponto que hoje praticamente nenhum cientista bem ­informado duvida da existência dos relógios biológicos.

As de­monstrações seguem todas o esquema original do astrônomo francês De Mairan: coloca-se o organismo sob condições cons­tantes, isolando-o de variações ambientais que possam causar a ciclagem, e assim constata-se a persistência de ciclos. Esse de­senho experimental é denominado situação de livre curso e os ciclos observados são chamados ritmos biológicos em livre curso. Aliás, a denominação ritmos biológicos será adotada daqui em diante como designação genérica para os diversos ciclos encon­trados nos mais variados níveis de organização dos seres vivos.

Retomando a perspectiva histórica, deve ser registrado um outro marco importante: em 1935, Bünning demonstrou a trans­missão hereditária do ritmo do movimento do caule e das fo­lhas do feijão, revelando a existência de duas linhagens distintas quanto ao período endógeno desse ritmo: uma com período de 23 horas e outra com período de 27 horas; a hibridização entre essas duas linhagens produziu uma nova, com ciclo de mo­vimentos de 25 horas. Esses achados foram confirmados mais recentemente na mosca da fruta, a Drosophila melanogaster. Em 1963, foi demonstrado a capacidade dos organis­mos de medir o tempo, monstrando que as plantas possuem reatividade variável em relação à luz, dependendo do momen­to de exposição. Essa linha de investigação deu origem ao reconhecimento do fenômeno do fotoperiodis­mo, que consiste basicamente na capacidade de avaliação da du­ração da fase de luz do ciclo claro/escuro, especialmente impor­tante em seres cujo ambiente está sujeito a grandes variações sazonais como nas zonas temperadas do globo.

Podemos datar a origem da Cronobiologia mais ou menos por essa época, metade do século XX, quando se firmaram os conceitos de ritmos endógenos e relógios biológicos, entre outros.

Uma questão que surge geralmente nesta altura é por que a Cronobiologia demorou tanto a ser reconhecida no meio aca­dêmico internacional.

As respostas estão em dois níveis: de um lado a precariedade de algumas demonstrações da existência de ritmos ou relógios, de outro, a compreensão limitada dos fenô­menos ligados à variabilidade biológica.

A precariedade foi superada pelo avanço tecnológico, que passou a tornar viáveis coisas como a monitoração contínua de parâmetros fisiológicos ou comportamentais e, também, o de­senvolvimento de metodologia matemática e estatística adequada para lidar com fenômenos cíclicos, Conceitos Fundamentais.

No que se refere à limitação da compreensão, sabemos que certas idéias acabam sendo aceitas ou rejeitadas muitas vezes pelo grau de coerência que estabelecem com as idéias dominantes em um dado campo do saber. Ora, no caso da Biologia e princi­palmente nas áreas de aplicação médica, os princípios teóricos dominantes desde o final do século XIX derivam dos conceitos originais de Claude Bernard, especialmente na proposta de W. Cannon sobre a homeostasia como princípio organizador geral dos seres vivos. Segundo essa proposta, os sistemas fisiológicos buscariam um estado de equilíbrio constante, entendendo-se as variações em torno dos valores de equilíbrio como perturba­ções a serem corrigidas pelo sistema. Fica mais fácil entender por que a Cronobiologia demorou a ser aceita, uma vez que da­dos de variações eram entendidos como perturbações e não co­mo evidências de uma organização mais essencial dos sistemas fisiológicos.

Um exemplo pode ajudar a compreender melhor a diferença entre a hipótese homeostática e a abordagem cronobioló­gica: qual a temperatura normal de um ser humano? A respos­ta homeostática será algo parecido com 36,5 º (para mais, para menos 0,5 grau) Cel­sius, ou seja, um valor médio que oscila entre extremos de 36,0 e 37,0 graus.

Já a versão cronobiológica nos dirá que a tempera­tura corporal humana apresenta um ritmo com valores míni­mos e máximos em diferentes momentos do dia; por exemplo: próximo dos 36,0 graus no início da manhã e próximo de 37,0 graus no final da tarde. O cronobiologista nos dirá também que a média dos valores do dia tem muito pouco valor, dada a gran­de variabilidade, e que é melhor falar em valores médios para cada momento do dia.

Um outro exemplo talvez ajude: como pensar um estado de equilíbrio intermediário entre o sono e a vigília? Seria este o estado normal do ser humano, sendo o sono profundo e a vi­gília em alerta máximo os pontos extremos de perturbação no sistema? Parece evidente que essa rota não leva muito longe.

A Cronobiologia nos dirá que os estados de sono e vigília fazem parte de um ciclo e que têm seus mecanismos de produção pró­prios, não podendo ser entendidos como perturbações do siste­ma, uma vez que este consiste justamente em um mecanismo produtor da oscilação entre esses dois estados.

As inúmeras demonstrações da existência e mesmo a iden­tificação de alguns relógios biológicos ao longo das últi­mas décadas contribuíram para o reconhecimento da Cronobio­logia como ramo importante do conhecimento biológico.

BIORRITMOS OU RITMOS BIOLÓGICOS?

Sob o nome de biorritmos, procura-se divulgar comercial­mente uma versão popular e laica pretensamente aplicada da Cronobiologia. Essa versão, que não deve ser confundida com o estudo científi­co dos ritmos biológicos, propõe a predição das condições físi­cas e psicológicas dos indivíduos a partir de curvas traçadas des­de o nascimento deles. A origem dos conceitos fundamentais dos biorritmos pode ser situada em fins do século XIX e início do século XX, quando Hermann Swo­boda, psicólogo vienense, e Wilhelm Fliess, médico berlinense, amigo de Freud, sugeriram a existência de periodicidade na ocorrência de distúr­bios físicos e emocionais. Posteriormente, na década de 50, a tentativa de encontrar-se um método científico capaz de predi­zer o estado físico e emocional tomou novo impulso, continuando pelas décadas de 60 e 70, quando então diversos trabalhos sé­rios foram publicados demonstrando a falta de rigor metodoló­gico e fundamentação estatística para os supostos biorritmos.

A teoria dos biorritmos sustenta a existência de três ciclos com períodos fixos, que têm origem no momento do nascimento e que se repetem ao longo da vida do indivíduo. Esses ciclos teriam períodos de 23, 28 e 33 dias e estariam relacionados com os estados físico, emocional e intelectual, respectivamente. Ainda segundo a teoria, os dias críticos na vida do indivíduo seriam aqueles em que as curvas se achassem no pon­to zero, ou seja, na transição da fase positiva para a negativa ou vice-versa. Nesses dias críticos seria maior a possibilidade de ocor­rência de acidentes, devido à instabilidade do indivíduo. Desta forma, baseadas nesta suposição, empresas japonesas e norte-americanas passaram a adotar o cálculo dos biorritmos, conven­cidas de estar usando uma ferramenta científica na elaboração das escalas de trabalho de seus funcionários, com vistas a uma redução dos acidentes de trabalho.

Uma dessas empresas, o Ohmi Railway Co. do Japão, chegou inclusive a divulgar resultados fa­voráveis obtidos com o auxílio dos biorritmos. Entretanto, em estudo em que examinam a incidência de acidentes aéreos e automobilís­ticos, assim como flutuações em desempenho esportivo, não há nenhuma base estatística para atribuir-se quaisquer correlações entre acidentes de trabalho e os biorritmos, o mesmo valendo para desempenho esportivo. Dados como esses da empresa ja­ponesa devem ser creditados principalmente a fatores psicoló­gicos, predispondo os indivíduos analisados.

Com base no conhecimento atual em Cronobiologia, os se­guintes aspectos da teoria dos biorritmos são criticáveis:

1. O significado das curvas. A existência de um ciclo de vi­gor físico de 23 dias é fundamentada por uma única evidência: o caso de um paciente que apresentou um ciclo de temperatura de 24 a 26 dias, não existindo nenhuma outra evidência experimental da existência de tal ciclo. Além do fato de tratar-se de um dado isolado e, portanto dificilmente generalizável, deve-se questionar também a suposta correlação direta entre temperatura e vigor físico. O ciclo emocional de 28 dias possui relação evidente com o ciclo menstrual, que apresenta realmente correlatos emocionais, pa­ra os quais contribuem as alterações hormonais verificadas ao longo do ciclo. Entretanto, a existência de um ciclo semelhante para homens ainda é discutível, já que existem poucas evidên­cias experimentais. O próprio ciclo feminino apresenta periodi­cidade bastante variável, tanto na população de mulheres, co­mo em cada mulher individualmente. Já o ciclo intelectual de 33 dias surgiu em decorrência de observações feitas em ferroviá­rios no período de 1929 a 1932, além de ob­servações casuísticas do desempenho de estudantes da Universi­dade de Innsbruck.
2.
A origem dos biorritmos. A suposição de que esses ci­clos têm origem exata no momento do nascimento dos indiví­duos é arbitrária, pois conhecemos hoje ritmos existentes antes do nascimento, como é o caso de ritmos hormonais, geralmente vinculados aos ritmos maternos, bem como ritmos que se insta­lam bem mais tarde, como é o caso dos ciclos sono/vigília e menstrual.
3.
A invariabilidade dos biorritmos. Pelo que se conhece dos trabalhos em Cronobiologia, é bem pouco provável a exis­tência de ritmos biológicos absolutamente invariáveis, com pe­ríodos exatos de 23, 28 ou 33 dias, como supõe a doutrina dos bíorritmos. Na realidade, todos os ritmos biológicos conheci­dos apresentam certa variabilidade, ou flutuações, aparentemente inerentes à própria estrutura temporal do organismo. O rigor absoluto contido na doutrina dos biorritmos certamente torna­ria os organismos incapazes de promover certas adaptações ou ajustes aos diversos esquemas temporais existentes no seu am­biente, sejam decorrentes de fenômenos como estações do ano, sejam decorrentes de alterações em horários de trabalho, doen­ças etc. A própria variabilidade interindividual, amplamente demonstrada em estudos cronobiológicos, não é levada em con­sideração no cálculo dos biorritmos. Igualmente improvável é a estrita sincronização dos biorritmos; para que isso ocorra, é preciso que essa sincronização se mantenha ao longo de toda a vida do indivíduo dentro de uma margem de variação da or­dem de segundos, o que é praticamente impossível, segundo o conhecimento atual do modo de funcionamento dos relógios biológicos.
4.
A interpretação das curvas. A falta de um critério obje­tivo para análise dos altos e baixos das curvas torna a interpreta­ção dos biorritmos extremamente subjetiva e variável. Tal fato não é de causar estranheza, conhecendo-se a origem obscura e imprecisa dos biorritmos, o que torna inevitável o uso de crité­rios frouxos para encaixar eventos da vida das pessoas na doutri­na dos biorritmos. Trabalhos recentes demonstram a total falta de coerência entre os prognósticos e os resultados da aplicação da doutrina dos biorritmos.

A despeito de todas essas incongruências, os biorritmos ten­dem a assumir um papel semelhante ao do horóscopo sobre o comportamento social, pois tanto a astrologia como os biorrit­mos possuem como maior trunfo a capacidade de produzir auto­sugestão nos consumidores, à semelhança de certas drogas mi­raculosas que dependem muito mais da crença do indivíduo do que dos efeitos reais que elas produzem no organismo. A atitu­de dos astrônomos em relação à Astrologia tem sido simplesmente ignoráIa, o que não impede sua grande penetração so­cial em escala maior do que a própria Astronomia.

No caso dos biorritmos, as incoerências do método são ne­cessárias justamente para possibilitar a ilusão de explicação uni­versal, válida para todos os casos, e, portanto vendável; prevale­ce nitidamente o interesse comercial dos produtores e divulga­dores de biorritmos.

Uma consideração importante: se por um lado é fácil de­monstrar a incoerência e falsificação contidas na doutrina dos biorritmos, por outro lado como explicar seu consumo generalizado nas últimas décadas? Acontece que de fato todos nós te­mos curiosidade de conhecer e, principalmente, poder prever va­riações do nosso comportamento, e as explicações científicas dessas variações não têm sido satisfatórias, daí o espaço aberto para mis­tificações.

A Cronobiologia tem como uma de suas tarefas su­prir essa necessidade social de conhecimento e análise dos rit­mos biológicos. Através da demonstração cada vez mais clara da universalidade dos ritmos biológicos em todos os níveis de or­ganização dos seres vivos, da expansão crescente da aplicação de métodos científicos no estudo dos ritmos e do desenvolvimento de métodos próprios na análise dos fenômenos biológicos cícli­cos, será possível enfrentar e vencer a batalha contra a deforma­ção de idéias relacionadas com a existência real dos ritmos.

Vimos, portanto, que são vários os ritmos biológicos, que valem tanto para os animais como para os vegetais. Os ritmos mais estudados estão relacionados às 24 horas do dia. Halberg em 1959 criou a expressão circadiano. A palavra circadiano provém do latim circa diem, “em torno do dia”. Um ritmo circadiano tem a duração de 24h com um desvio para mais e para menos de 4h. Portanto, um ritmo circadiano pode corresponder a um intervalo de 20 a 28 horas.

Quando há uma alteração horária na relação dia-noite, jet lag das viagens, dar plantões em turno noturno, assim como alterações de fatores sociais, horários de refeições etc., estamos ante uma dessincronização, em que diferentes ritmos previamente sincronizados cursam em períodos diferentes. Quando os ponteiros de nosso relógio biológico estão fora de horário, a isso se chama de ritmopatia.

O nível de atividade flutua ao longo do dia, tendo um pico a determinada hora do dia, em uns casos de manhã cedo, em outros casos para o fim da tarde.

Diversos estudos sugerem que os indivíduos noctívagos se adaptam bem aos turnos da noite e mal aos turnos da manhã, enquanto os indivíduos matinais se adaptam bem aos turnos da manhã e mal aos turnos da noite (dormem menos).

Observações cronobiológicas correlatas aos transtornos do humor

Nos estados depressivos os cronobiólogos puderam evidenciar várias modificações circadianas dos sistemas indol (serotonina) e catecolaminérgicos (noradrenalina, adrenalina e dopamina). Sobretudo, as depre­ssões neuróticas e psicóticas foram diferencia­das à base das correlações com os ritmos bioquímicos de certos sistemas adrenérgicos.

Em outro registro endócrino, a atividade córtico-supra-renal apresenta também flutuações temporais cujo interesse psicopatológico deve ser destacado. Assim, o nível sangüíneo de hormônios 17-hidroxiesteróides flutua no homem paralelamente com as variações diurnas da tonalidade afetiva da participação mental. Os hormônios 17-cetosteróides, também intervêm na cronobiologia da emoção e de suas disfunções. Se indivíduos normais (grupo controle) apresentam um máximo de excreção urinária deste hormônio para as doze horas, deprimidos (grupo experimental) apresentam um máximo de excreção no final da fase diurna do nictâmero. Enfim, ao nível temporal dos hormônios do córtex das supra-renais pode-se considerar como valor preditivo na avaliação da tendência ao suicídio dos depri­midos.

Nas síndromes dissociativas e na esquizofrenia, o nível de secreção de hormônios esteróides pode ser anormalmen­te elevado e apresentar flutuações aberrantes ao longo do nictâmero.

Os patterns circadianos dos hormônios 17-hidroxicorticosteróides caracterizam-se nos esquizofrênicos por uma forte diminuição noturna, seguida de um aumento agudo às seis horas.

O papel central de geração das oscilações rítmicas nos mamíferos é determinado pelos núcleos supraquiasmáticos (NSQ) do hipotálamo anterior.

Numerosos trabalhos, a maioria em roedores, demonstram vários aspectos dos mecanismos fisiológicos pelos quais os NSQ funcionam como marcapasso circadiano, sendo evidenciados por uma atividade metabólica e elétrica rítmica mantida tanto ” in vitro” como “in vivo”.

Foi demonstrado que lesões bilaterais nos NSQ de mamíferos alteram ou eliminam os ritmos circadianos de secreção de vários hormônios como cortisol, aldosterona, GH (Hormônio de Crescimento), LH (Hormônio Luteinizante); bem como ritmos de atividade locomotora e de ingestão de água e alimentos, além do ritmo circadiano de temperatura corporal, atividade sexual e ritmo ultradiano do sono de ondas lentas, que também se relacionam com alterações no ciclo sono-vigília.

Além disso, o transplante de NSQ fetal (entre roedores), para receptores previamente enucleados é capaz de restaurar a ritmicidade circadiana destes, demonstrando, mais uma vez, o papel relevante, mas não único e exclusivo, dos NSQ na temporização dos ritmos biológicos de mamíferos.

Como o ciclo claro-escuro parece ser o principal estímulo ambiental de arrastamento do relógio biológico em mamíferos, supõe-se que existam vias evidentes entre a retina e o NSQ. Esta projeção fótica retiniana, parte de neurônios ganglionares retinianos específicos, juntamente com as fibras do nervo óptico, recebem o nome de trato retinohipotalâmico (TRH), conectando-se com quase toda a extensão do NSQ. Existem evidências indiretas de que o neurotransmissor desta via é o glutamato, agindo em receptores NMDA e AMPA do NSQ.

O mecanismo de funcionamento dos NSQ ainda não é inteiramente conhecido, mas sabe-se que envolve a participação de osciladores autônomos celulares e a interação entre as populações neuronais e gliais. As entradas dos neurônios no NSQ são especializadas para desencadear respostas duradouras intracelulares de acordo com a variação da luminosidade que ocorre por volta do amanhecer e do anoitecer.

As eferências do NSQ voltam-se para outras áreas do hipotálamo, como regiões do núcleo paraventricular ventro e dorsomedial (NPV), hipotálamo posterior, além de projeções para rafe, tálamo, núcleo arqueado e área pré-óptica. Além disso, há evidencias indiretas de um controle do NSQ sobre a adenohipófise, através de uma população de células da eminência mediana contendo dopamina, que são inervadas pelo NSQ. Isto não implica em nenhum efeito direto do NSQ sobre a adenohipófise, mas oferece uma via indireta através dos sistemas neurais hipotalâmicos que podem regular a secreção hormonal hipofisária, particularmente a de prolactina.

Ritmos circadianos das aminas cerebrais

A cartografia cerebral das modificações circa­dianas das aminas biógenas (é uma expressão redundante, mas em pleno uso) foi realizada em 1968. Essas investigações foram efetuadas em gatos, e referiram-se a metabólitos centrais diferentes, tanto da noradrenalina como da serotonina. Esses autores puderam objetivar um ritmo circadiano da noradrenalina ao nível das zonas cerebrais diencefálicas (hipotálamo e tálamo lateral), mesencefálica e metence­fálica. É evidente a presença de um ritmo circadiano autônomo da noradrenalina ao nível da medula espinhal cervical, ainda não explicado.

Havia-se comprovado variações circadia­nas da serotonina ao nível das zonas telencefálicas (córtex visual), diencefálica (hipotálamo) e mesencefálica (núcleo rubro).

Entre as instâncias cerebrais que intervêm na periodicidade circadiana das funções afetivas e com­portamentais, a epífise (glândula pineal) parece ocupar um status fisiológico privilegiado. Sua riqueza em mediadores quími­cos, sua intensa atividade enzimática e sua capacidade intrínseca de receptividade aos fatores do meio am­biente conferem-lhe um papel de primeira magnitude na modulação temporal das inte­grações cerebrais. Se os ritmos neuroquímicos são in­fluenciados pelo fotoperíodo, essas variações desaparecem quando o regime de luz ou de obscuridade permanece cons­tante, ainda que as variações circadianas da seroto­nina manifestem certa independência frente aos sincronizadores fotoperiódicos.

Trabalhos psicofisiológicos similares realizados em roedores confirmam a periodicidade circadiana da atividade química dos neurotransmissores.

Se a serotonina cerebral acusa um pico máximo ao longo do sono, a dopamina apresenta flutuações mais complexas com a existência de três picos máximos no transcurso do nictâmero. A noradrenalina apresenta em suas variações uma bimodalidade circadiana caracterizada por um pico máximo ao princípio e ao final da fase nictameral de des­canso. No plano funcional, as relações de fases entre os picos máximos e os mínimos destas diferentes variações metabólicas são ainda de difícil estabelecimento na me­dida em que a vida bioquímica do tecido cerebral constitui um campo de exploração desafiador.

Certas modificações circadianas da afetividade normal ou patológica teriam correlatos legitimamente tributários do estado metabólico momentâneo, ou dessas diferentes variações dos níveis bioquímicos.

Na prática clínica ante uma depressão típica serotoninérgica, com insônia e inapetência, vale a pena lembrarmos dos ritmos inversos entre os níveis de cortisol e de serotonina. Pela manhã estamos no pico mínimo de serotonina e máximo de cortisol. Para quem já está deprimido, o período da manhã será o mais terrível do dia. Ao longo do dia o nível de cortisol vai diminuindo enquanto que o de serotonina vai aumentando, assim à noite temos o pico máximo de serotonina, e mínimo de cortisol.

Vale dizer, que para o deprimido, este será seu melhor período: o da noite. Os deprimidos tentam curtir o máximo possível a noite, pois nesse período voltam, quando a depressão não é muito intensa, os apetites da vida em geral. Vão dormir muito tarde. Tornam-se boêmios. Tentam no dia seguinte acordar bem tarde para eliminar o período da manhã.

Uma boa pergunta para testarmos o tipo neuroquímico correlato de um deprimido é dizer, qual o pior período do dia para você: o da manhã, o da tarde ou o da noite?

Ante um deprimido típico ouviremos que o pior é o da manhã, sem dúvida alguma.

Diz que à noite é outra pessoa: faz muitos planos para o dia seguinte. Na manhã seguinte se dá conta que nada conseguirá fazer do que foi projetado.

É como se tivesse duas personalidades diferentes: uma à noite, outra pela manhã.

A objetivação da periodicidade circadiana dos fenômenos psicopatológicos  encontra-se, de fato, do­minada pelas investigações sobre a neuroquímica ce­rebral e pelos trabalhos de ordem endocrinológica; a utilização cada vez maior em psiquiatria  de escalas de comportamento e os progressos de tratamento unidos aos procedimentos das neuroimagens funcionais devem permitir uma aproximação mais direta às flutuações tempo­rais da atividade mental.

Contudo, em cronopsicologia quantitativa, o in­vestigador deverá estar prevenido contra o descuido epis­temológico relativo a uma aproximação exclusivamente mecani­cista e comportamental: uma correlação demasiadamente direta entre as integrações psicológicas e os mecanis­mos bioquímicos do tecido cerebral como ao reducionismo dos fenômenos da vida mental a funções estritamente comportamentais.

Adalberto Tripicchio

Fonte: adalbertotr1.dominiotemporario.com

Cronobiologia

O QUE É CRONOBIOLOGIA?

Cronobiologia é uma palavra formada por duas expressões: Crono e Biologia. Crono vem do grego Khronos também conhecido por Aión ou Éon. Biologia, por sua vez vem do grego biós (vida) e logos (conhecimento, estudo). É o ramo da Ciência que estuda a vida.

Portanto, Cronobiologia significa o ramo da Ciência dedicado ao estudo da Biologia em função do Tempo.

Mais especificamente: os ritmos e os fenômenos fisicos e bioquímicos, cíclicos e periódicos que ocorrem nos seres vivos.

Ora, fenômenos cíclicos e regulares ocorrem no mundo em geral ao qual pertencemos: o ciclo dia-e-noite, as estações do ano, o fenômeno cíclico das marés. Os exemplos são inúmeros. Cada uma destas atividades cíclicas e periódicas tem impacto sobre a Vida e suas manifestações.

Cada um dos fatore ambientais que determinam a natureza deste impacto é denominado Zeitgeber, (o “doador” do tempo); melhor dizendo, o “sincronizador” ou “temporizador”.

Por exemplo, há seres cuja atividade é noturna e outros cuja atividade é diurna, que são assim definidas pelas condições de iluminação: o Zeitgeber.

Se colocarmos seres noturnos em condições de iluminação, certos aspectos de seu comportamento irão se modificar: é o “mascaramento” de sua verdadeira natureza. Por exemplo, a importância da regularidade da alimentação como um dos mais poderosos sincronizadores (Zeitgeber) metabólicos existentes, que modula a atividade do relógio biológico em condições de privação de estímulos externos. Se alterarmos o ritmo da alimentação iremos “mascarar” tudo aquilo que se lhe decorre. Nossos ritmos hormonais, por exemplo, se manterão constantes se nos alimentarmos regularmente, mesmo na ausência do ciclo dia-noite… Poderão se alterar se mudarmos esta regularidade.

Como é que o organismo percebe estas mudanças? Como faz para se modificar em relação a elas?

Em primeiro lugar, sabemos da existência de neurônios situados numa estrutura chamada de Núcleo Supra Quiasmático do Hipotálamo Anterior.

Estes neurônios são responsáveis pelos ritmos circadianos, ou seja, de cerca de um dia, sinalizando a necessidade de mudanças adaptativas às condições ambientais. Eles constituem o nosso relógio interno, o nosso Relógio Biológico, simplesmente porque informações sobre o ambiente chegam até estes núcleos, sinalizando o que está acontecendo fora do organismo, estabelecendo assim os parâmetros que determinam nossas reações internas.

Em segundo lugar, todos nós temos uma glândula chamada pineal, responsável pela produção de um hormônio chamado melatonina. A luz, percebida pelas retinas, “sinaliza” para a pineal que a noite está chegando.

Em resposta, ela aumenta a produção da melatonina, que sinalizará para todo organismo que a noite está chegando: é a “noite internalizada”.

Observaremos, como conseqüências, modificações da secreção hormonal, variações da de temperatura corporal, estabelecimento do ciclo de vigília/sono, mudanças bioquímicas importantes, tais como a disponibilidade de glicose, de colesterol e de outras substâncias.

Em última análise: o ambiente “internalizado” determina as alterações adaptativas do organismo..

Quando viajamos no sentido leste-oeste, podemos sofrer do já conhecido fenômeno do “jet leg”, que nada mais é do que um distúrbio causado pela não sincronização do organismo às novas condições de iluminação; em última análise, ao fuso horário. Felizmente, é coisa que desaparece com uma nova sincronização, que acaba acontecendo com o passar dos dias, mas que se não levada em conta pode ter desastrosas conseqüências.

Outro campo é o conhecimento das funções orgânicas que dependem das condições de iluminação e que se repetem a cada dia. Em endocrinologia, sabe-se que as crianças crescem mais durante o sono, pois é nele que são produzidas e liberadas maiores quantidades do hormônio do crescimento. Na verdade, nossos avós já sabiam disso, pois nos mandavam dormir cedo para crescermos!

Na Psicologia e na Psiquiatria, diversos processos cognitivos dependem de atividade cíclica, tais como o aprendizado e memória.

Estas capacidades dependem do cronotipo do indivíduo (isto é, se ele funciona melhor de manhã – matutinos – ou à noite – vespertinos), que sofre alterações ao longo da infância e da adolescência: o pré-adolescente é mais comumente matutino e se transforma no adolescente, que é mais comumente vespertino. O cronotipo definitivo só vai se estabelecer mais tarde. Se as escolas levassem este fato em conta, as condições de aprendizagem e memória, entre outras funções, certamente seriam melhores.

Na minha prática clínica, acompanhei o caso de um jovem estudante de direito de cronotipo vespertino, que só começava a “funcionar” depois do almoço e não se adaptava às condições usuais de estudo e trabalho.

Já havia até mesmo tomado melatonina na tentativa de se “sincronizar” com as expectativas “normais” da nossa cultura. Nada adiantara. A solução que encontramos? Transferir-se para um curso noturno de direito.

Depois, prestou concurso e foi ser Juíz: hoje, chega no Fórum na hora do almoço, leva os processos para casa, para trabalhar de madrugada. Solução fácil e eficiente, sem qualquer medicamento!

A cronobiologia também se relaciona com outros aspectos da prática médica: desde a influência sobre o próprio desempenho do Homem no trabalho, muitas vezes obrigado a trabalhar em condições antinaturais (plantões de trabalho à noite alternados com o durante dia, sem descanso, sem levar em consideração a sua ação sobre o organismo), até a definição de qual é o melhor momento da administração de um medicamento, que deve sempre levar em conta o conhecimento dos ritmos biológicos.

Quem trabalha com endocrinologia e com metabolismo, sabe que os hormônios da tireóide devem ser administrados pela manhã em jejum, enquanto que os medicamentos contra o colesterol (as estatinas, por exemplo) têm uma ação muito mais eficiente quando administrados à noite.

O aumento do conhecimento sobre as características muito particulares do ser humano pode fazer com que passemos a valorizar a sua individualidade, reduzindo, através de medidas simples e racionais, possíveis danos sobre a sua saúde e seu desempenho profissional.

Régis Cavini Ferreira

Fonte: www.psiconeuroendocrinologia.com.br

Cronobiologia

Cronobiologia: uma multidisciplinaridade necessária

Resumo

A cronobiologia é um campo científico multidisciplinar? Para nós, essa pergunta tem uma resposta afirmativa. Por que a cronobiologia é essencialmente multidisciplinar?

O que há nesse campo científico que atrai profissionais de áreas tão diferentes?

São as perguntas desse tipo que tentaremos responder neste texto. Analisamos os aspectos históricos da cronobiologia como disciplina científica e os diversos modelos usados em seu desenvolvimento.

Terminamos o artigo avaliando o estado atual da cronobiologia como ciência, sugerindo que essa disciplina poder à ter três futuros, que podem ser exemplificados como vertentes: a vertente da consolidação e a vertente da superação e vertente da multidisciplinaridade. Por isso, justificamos o título deste artigo.

A cronobiologia é uma disciplina científica que se caracteriza como um ramo da ciência que estuda a organiza ção temporal dos seres vivos. Como organização temporal compreendemos a capacidade dos seres vivos de expressarem seus comportamentos e controlarem sua fisiologia de uma forma recorrente e periódica. A essa recorrência periódica damos o nome de ritmos biológicos. Por isso, podemos também definir a cronobiologia como o ramo da biologia que estuda os ritmos biológicos.

Como disciplina científica formal, a cronobiologia é recente. Apesar dos primeiros relatos empíricos dos ritmos biológicos datarem de 1729, somente em 1960 é que a cronobiologia foi caracterizada como disciplina científica.

Fazendo uma avaliação das primeiras reuniões científicas na área de cronobiologia, principalmente o Cold Spring Harbor Symposium on Biological Clock – 1960, encontramos como seus participantes uma diversidade de profissionais. Profissionais da área biológica, da matemática, da física, da medicina e até das ciências humanas.

Essa característica tem acompanhado a cronobiologia desde então.

Ao lado disso, um outro aspecto, que sempre chama atenção em qualquer evento científico, é o interesse pela cronobiologia por profissionais de diversas áreas.

Por isso, levantamos a seguinte questão: é a cronobiologia um campo científico multidisciplinar. Para nós essa pergunta tem uma resposta afirmativa. Nestes tempos em que buscamos a multidisciplinaridade, a interdisciplinaridade e a transdisciplinaridade, e, por outro lado, temos dificuldade de realizá-lo na prática, por que a cronobiologia é essencialmente multidisciplinar? O que há nesse campo científico que atrai profissionais de áreas tão diferentes? São as perguntas desse tipo que tentaremos responder neste texto.

A nossa hipótese inicial é a de que a cronobiologia é um campo multidisciplinar atualmente e como resultado disso esse campo já nasceu multidisciplinar.

Os argumentos que fortalecem nossa hipótese inicial são:

1. O tempo é uma questão que interessa a todos. 2. A cronobiologia surgiu em um momento histórico especial, quando a ciência estava em crise e muitos buscavam novos campos de pesquisa, em que a pesquisa científica tivesse um caráter multidisciplinar. 3. A cronobiologia tem um impacto social muito forte.

O tempo na biologia

A ritmicidade biológica pode ser entendida como a expressão cíclica de um fenômeno biológico. Essa express ão é periódica e mais ou menos estável.

As características clássicas dos ritmos biológicos são: o ritmo é gerado endogenamente, tendo como expressão a sua persistência em livrecurso; é capaz de ser sincronizado por um ciclo ambiental e também apresenta compensação às variações de temperatura.

Essas características necessitam ser atualizadas em dois aspectos: primeiro, os ritmos podem ser gerados endogenamente em todos os níveis de organização – em uma célula, em um tecido, em um órgão, em um sistema e no organismo como um todo; segundo, há a necessidade de redefinir a idéia de ambiente, considerando não somente o meio ambiente, mas incluindo, também, o ambiente interno. Desta forma, quando falamos de ambiente, temos que considerar o meio ambiente e o meio interno.

Com essas considerações passamos a entender como ritmos biológicos não somente os que apresentam um correlato com ciclos geofísicos, mas ritmos com períodos diferentes e sem correlatos com pistas do meio ambiente.

Afinal, a endogenicidade dos ritmos biológicos proporciona à espécie uma capacidade antecipatória, que lhe permite organizar recursos e atividades antes que sejam necessárias. Desse modo, a expressão de um determinado ritmo biológico pode ser fundamental para antecipar uma mudança que ocorrerá no ambiente, antecipando uma fase mais propícia do ciclo ambiental para a sobrevivência da espécie. Por outro lado, a expressão de um ritmo biológico pode ser fundamental para garantir uma determinada função – bomba cardíaca e respiração, por exemplo – ou antecipar uma mudança no meio interno – como a secreção de um determinado hormônio.

Assim, passamos a considerar que a compreensão da ritmicidade biológica não passa apenas pelo entendimento dos ritmos circadianos (“circa” – próximo – e “diano” – dia) e/ou outros circa-ritmos, mas também pelos ritmos de outras freqüências e sem correlatos com os ciclos geofísicos. A classificação dos ritmos biológicos, proposta inicialmente por Halberg – ritmos circadianos, infradianos e ultradianos -, é bastante usada e aceita atualmente. Essa classificação, porém, ainda é muito simplista e induz a alguns erros, apesar de seu didatismo.

O primeiro erro cometido é a supervaloriza ção dos ritmos circadianos, já que todos os outros ritmos são classificados em relação à freqüência de um ciclo a cada 24 horas. O segundo erro é que essa classificação não tem significado funcional.

Talvez uma melhor classificação fosse dividir os ritmos biológicos em duas categorias: os ritmos com correlatos com ciclos geofísicos e os ritmos sem correlatos com ciclos geofísicos. Os primeiros estariam relacionados funcionalmente com a antecipa ção de uma mudança no meio ambiente e os segundo com a antecipação de uma mudança no meio interno. Atualmente, é comum o uso do conceito de sistema de temporização circadiana.

Adicionando este à nossa considera ção acima, propomos o conceito de sistema de temporização biológica, incluindo tanto os ritmos com correlatos, quanto os sem correlatos com ciclos geofísicos, pois consideramos que há um sistema de organização temporal, em que os diversos subsistemas interagem entre si.

Um novo paradigma na fisiologia

A compreensão de qualquer fenômeno natural passa por um exame crítico dos seus fundamentos conceituais, tanto teóricos como práticos, os quais são produzidos pelas ciências empíricas, ou seja, a própria dinâmica da ciência. Entender a história, a dinâmica de um processo, é evidenciar as forças internas e externas que promovem o desenvolvimento, tanto no sentido de facilitá-lo como no sentido de evitá-lo.

A ciência, como uma atividade social humana, tem sua dinâmica própria, e entendê-la é essencial para o próprio desenvolvimento científico.

Atualmente, há vários modelos explicativos para a dinâmica da ciência, todavia, nenhum deles consegue explicar em sua totalidade o desenvolvimento científico. Esses modelos foram construídos como explicações de exemplos específicos do desenvolvimento científico. Para nós, no entanto, consideramos que, embora não tenhamos um modelo unificador, cada modelo tem uma grande utilidade explicativa em relação a alguma faceta do desenvolvimento científico.

Acreditamos que um modelo de din âmica da ciência tem que ser composto pelas seguintes variáveis: (a) os fatores internos e externos que levam ao surgimento de algo novo na ciência; (b) os fatores que promovem o aprofundamento de um determinado conhecimento; (c) a forma da organização de uma comunidade científica determinada, especialmente sua hierarquia, suas publicações e reuniões, e (d) a relação com os outros ramos do conhecimento e em especial com a sociedade. O ponto central de um modelo de dinâmica da ciência é que a ciência seja estudada como um processo em movimento e em mudanças.

Neste trabalho iremos discutir ainda alguns pontos da história da cronobiologia, como dissemos, uma disciplina de constituição formal recente, que para nós apresenta-se como um objeto de estudo ideal, que pode nos fornecer elementos para a construção de um quadro mais geral de como a ciência se organiza e funciona.

Os anos 1930 – 1950. O início

Para a maioria dos pesquisadores que se preocupam com o problema da ritmicidade biológica, a realização do simpósio Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology: Biological Clocks (CSHSQB, vol. 25), organizado por Colin Pittendrigh em 1960, em Massachusetts, EUA, é considerada como o marco inicial da cronobiologia como uma disciplina formal. Dois tópicos principais do simpósio fizeram desse novo campo do desenvolvimento científico, a cronobiologia, um novo ramo da ciência biológica. No primeiro, enfatizaram-se novas regras e novas diretrizes relativas à maneira de como se deve conduzir a pesquisa cronobiol ógica – propõe teorias e o modo de realizar experimentos. No segundo, demonstrou-se a necessidade do uso de métodos rigorosos de coleta e de análise, propondo-se o desenvolvimento de métodos estatísticos específicos.

Nesse simpósio ficou caracterizada uma clara mudança científica, em que são apresentadas estruturas conceituais de larga escala que podemos chamar de paradigma cronobiológico, utilizando o termo desenvolvido por Thomas Kuhn. Poderíamos também chamar de teoria global cronobiológica (Feyerabend), programa de pesquisa cronobiológica (Lakatos), tradição de pesquisa cronobiol ógica ou suposições diretivas cronobiológicas. Todos esses termos apresentam significados semelhantes. Mesmo o termo “paradigma” foi muito criticado, principalmente pelos múltiplos significados que o próprio Kuhn lhe deu e os múltiplos usos que vários autores fizeram dele. Mesmo Kuhn chegou a aceitar a possibilidade do uso de outro termo para evitar contradições e múltiplas interpretações.

Apesar de todas as restrições que já se colocaram, usaremos aqui o termo “paradigma”, o qual entendemos como as realizações científicas universalmente reconhecidas e que, durante algum tempo, fornecem problemas e soluções modelares para uma comunidade de praticantes de uma ciência.

A mudança científica que ocorre com o nascimento da cronobiologia é caracterizada pela incorporação, por parte da biologia, de uma preocupação temporal, colocada na base dos mecanismos funcionais de todos os seres vivos. Como conseqüência, temos a aceitação da existência dos ritmos biológicos, a superação do debate exógeno versus endógeno para a determina ção dos ritmos biológicos (que caracterizou durante certo tempo o estudo dos ritmos biológicos) e a formulação do conceito de relógio biológico.

Não pretendemos aqui utilizar a história da cronobiologia para testar os atuais modelos de teoria da ciência, mas estamos mais preocupados em compreender as mudanças que ocorreram na biologia a partir da introdução da cronobiologia e com isso entendermos o porquê de ela ser um campo muldisciplinar. Por isso iremos utilizar elementos de vários modelos da teoria das ciências, mesmo que alguns pontos sejam discordantes entre si. O modelo que iremos utilizar como padrão será o de Thomas Kuhn. Mostraremos, no entanto, algumas divergências existentes entre alguns pontos dos diversos outros modelos e tentaremos justificar nossa escolha. É claro que neste estudo não estamos de forma alguma testando uma teoria em particular, mas, sim, fazendo aplicações dos modelos teóricos de mudanças científicas ao caso particular da cronobiologia. Queremos apenas evidenciar alguns aspectos ainda negligenciados da história da cronobiologia e com isso contribuir para a compreensão do desenvolvimento atual de algumas questões cronobiol ógicas para as quais pretendemos sugerir algumas explicações.

Com o estabelecimento do marco histórico inicial da cronobiologia no CSHSQ – Biological Clocks, enquanto institucionalização disciplinar, vamos mostrar o que ocorreu antes desse marco e o que vem se desenvolvendo desde então.

Descrições sobre ritmicidade entre os seres vivos são conhecidas há muito tempo. Desde o início da ciência formal, com o desenvolvimento dos conhecimentos da Astronomia, já se conheciam as flutuações sazonais na agricultura.

Em um dos fragmentos dos poemas do poeta Archilochus, que viveu em Paros em 650 a.C., encontramos a seguinte afirmação: ” identifique o quanto os ritmos governam o homem”. Em Hipócrates temos “Dies et nox ad summum et minimum considerantur”, que J. Aschoff traduziu livremente como “Acrofases podem ocorrer em alguma fase do circadiano”. Segundo Galeno, “Um período é o tempo no qual há o resultado de tensão e relaxamento nas doenças”. Mas o primeiro relato que podemos considerar como realmente científico sobre a ritmicidade biológica ocorreu no século XVIII, em 1729, quando o astrônomo francês J. J. De Mairan relatou à Academia Francesa de Ciências que os movimentos das folhas de uma planta chamada sensitiva permaneciam oscilando, com um período de 24 horas, mesmo quando a planta era isolada da alternância ambiental do claro e escuro.

A primeira tese formal sobre ritmos biológicos foi escrita por Julien-Joseph Virey em 1814, por ocasião de seu doutorado: Ephémérides de ses phénomènes dans la santé et les maladies.

Para Aschoff, Virey foi o primeiro a introduzir o termo relógio biológico na sua descrição do sistema circadiano, em que diz:

N´estce pas ainsi comme une système des rouages engrenes l´un dans l´autre, une sorte d´horloge vivante, montré par la nature et entrainée par le mouvent rapide de notre sphère et soleii?

Apesar dessas evidências, no entanto, apenas na primeira metade do século XX é que o debate sobre os ritmos biológicos foi enfrentado mais seriamente pela comunidade científica.

Como exemplos desse debate vamos comentar os relatos de três pesquisadores: Jurgen Aschoff, Franz Halberg e Alain Reinberg. São eles alguns dos principais responsáveis pela organização da cronobiologia como uma disciplina formal. Procuraremos enfocar os aspectos que cada um compartilha com o outro, principalmente nas situações com que eles se depararam com achados experimentais novos. Nesses relatos os autores comentam sobre como enfrentaram as suas dificuldades empíricas para explicar os resultados experimentais obtidos e para os quais as teorias conhecidas até então não ofereciam predições.

O primeiro fato relevante a ser destacado desses três relatos refere-se a que, apesar de os relatos sobre a ritmicidade biológica serem antigos, somente na segunda metade do século XX é que surge uma preocupação mais formal e contínua com esta área da Biologia.

Reinberg e Smolensky chamam a atenção para esse fato, quando levantam a questão do porquê desse desenvolvimento tardio da cronobiologia.

Para nós, isso é explicado, provavelmente, pela própria dinâmica da ciência e pelos mecanismos que geram as mudanças científicas.

Nos três textos referidos acima encontramos alguns outros pontos importantes para compreender esse processo.

Seus autores relatam a sua surpresa ao se depararem com a ritmicidade biológica, quando avaliaram seus resultados.

Isso fica bastante claro em Franz Halberg, “confusa variabilidade: sem aparente razão”, em Alain Reinberg e seus colaboradores, “Nossa surpresa diante desse resultado foi grande”, e em Jurgen Aschoff “Uma clara variação na perda de calor não descrita previamente”.

A ritmicidade violava suas expectativas ante o conhecimento estabelecido na época. Por que a ritmicidade era considerada uma confusa variabilidade?

Para Thomas Kuhn, quando os resultados experimentais violam as expectativas paradigmáticas que governam a ciência normal, estamos ante uma anomalia.

O “paradigma” para o qual a ritmicidade mostrava-se como uma anomalia é bem identificado por Alain Reinberg em seu texto de 1977. Como Kuhn chama a atenção, é o estudo dos paradigmas que prepara, basicamente, o estudante para ser membro de uma comunidade científica na qual atuará mais tarde.

Reinberg cita:

tant à la Faculté des Sciences qu à la Faculté de Médecine, ne nous avait jamais parié de ces variations rythmíques. Au contraire lenseignement que javais reçu me donnait a penser que tout un ensemble de systèmes neuro-endocriniens fonctionne dans l´´organisme de manière a maintenir constants les milieux cellulaires et extracelluiaires.

´A suposição diretiva predominante na época era da homeostasia, expressa ironicamente por Reinberg como a “Santa Homeostasia”, em que o sistema biológico deveria permanecer constante.

Nos textos, tanto Franz Halberg quanto Alain Reinberg, inicialmente, duvidaram dos seus próprios resultados e os consideraram perturbações experimentais, vindas da manipulação dos próprios animais ou interferência alimentar, respectivamente. Mas quando as condições experimentais foram controladas, a ritmicidade permaneceu ou foi mais ainda exacerbada.

No texto de Reinberg ficam claros os traços da emergência gradual e simult ânea de um reconhecimento, tanto no plano conceitual como no da observa ção, da tomada de consciência da anomalia e da crítica à homeostasia. A mudança de “paradigma” não deve ser vista individualmente, pois, por defini ção, ela só é válida para uma determinada comunidade científica. Thomas Kuhn reconhece isso, principalmente em suas últimas publicações.De modo geral, a mudança dos paradigmas é acompanhada, naturalmente, por muitas resistências.

Na primeira metade do século XX, um dos grandes debates na área dos ritmos biológicos era o de como eles seriam “controlados”, se endógena ou se exogenamente. Os que defendiam a natureza endógena dos ritmos biológicos consideravam a ritmicidade, e não a constância, como predizia a homeostasia, como um aspecto fundamental dos seres vivos. Como exemplo desse debate temos as conferências da Internationale Geselischaft für Biologische Rhythmusforschung.

Na conferência de 1949, a abertura foi uma defesa da ritmicidade exógena e, entre os trinta trabalhos apresentados, somente um citava dados que, hoje, poder íamos interpretar como sugestivos, sobre ritmo em livre-curso. Já na confer ência de 1953, Erwin Bünning apresentou uma série de trabalhos demonstrando a endogenicidade dos ritmos biológicos, sendo, a partir de então, a referência para muitos jovens pesquisadores, dentre eles o próprio Jurgen Aschoff.

O paradigma cronobiológico pode ser resumido na idéia de que há uma organização temporal da matéria viva.

Após as primeiras dificuldades emp íricas, aqueles pesquisadores que se dedicaram à ritmicidade biológica passaram à pesquisa de fatos mais recônditos; esse aprofundamento em nível de pesquisa requereu:

a) um refinamento conceitual (idéias de relógio biológico, de oscilações biológicas, de curva de resposta de fase, de arrastamento, de mascaramento, de sincronização, etc.)
b)
o desenvolvimento de um vocabul ário técnico e, algumas vezes, até mesmo esotérico (como livre-curso, “zeitgeber”, cosinor, acrofase, circadiano, ultradiano, infradiano, etc.)
c)
a elaboração de técnicas e a construção de equipamentos científicos mais requintados (tais como unidades de isolamento, de sistemas de controle ambiental, da auto-ritmometria, de uma coleta de dados mais sensível, etc.).

Dentre esses fatores, destacaríamos o surgimento da idéia de relógio biológico, uma das mais belas metáforas da Biologia. O termo surge propondo a existência de estruturas biológicas capazes de gerar e contar o tempo.

Resumindo, podemos afirmar que, desde o princípio, o paradigma homeost ático foi universalmente reconhecido e forneceu, até um determinado momento, explicações para problemas científicos variados e propôs soluções modelares para a comunidade científica. O estudo experimental subseqüente, entretanto, mostrou anomalias que colocaram o paradigma homeostático em crise. A solução, para a explicação desstas anomalias, levou ao surgimento de um novo paradigma, o paradigma cronobiológico, que teve o seu clímax no encontro do Cold Spring Harbor de 1960.

Os anos 1960 – 1970. A formação da disciplina

Esse processo não foi linear como possa ter sido sugerido pelo exposto, mas é importante destacar que ele é e continua sendo dinâmico, e a discussão cronobiologia versus homeostasia ainda é polêmica, principalmente na Medicina e na Fisiologia, disciplinas que sofrem grande influência de uma vis ão reducionista do procedimento cient ífico. Tanto Franz Halberg, em 1967, quanto Alain Reinberg, dez anos depois, propõem uma revisão radical do conceito de homeostasia. Outros têm pontos diferentes. Jurgen Aschoff, em 1979, sugere que a cronobiologia seja uma complementação da homeostasia. Já Colin Pittendrigh, em 1960, não leva em conta a necessidade de revisão do conceito de homeostasia, mas, sim, de sua especificação temporal. Moore-Ede em 1986, por outro lado, discute o conceito de homeostasia em dois níveis, a homeostasia reativa, que é originada a partir da perturbação da estabilidade do sistema, e a homeostasia antecipativa, que inclui o paradigma cronobiol ógico.

Mais recentemente, Mrosovsky propõe o termo reostasia em um livro chamado “Rheostasis: The Physiology of Change”. Ele discute a necessidade da revisão do conceito de homeostasia a partir da compreensão do sistema biológico, que é composto por múltiplos sistemas funcionais interligados. Reostasia implica que os limiares de controle (os chamados “set point”) dos diversos sistemas funcionais não sejam fixos e que podem mudar em várias situações. Além disto, essas modificações tanto podem ser programadas previamente, quanto ser apenas reativas. Essa discussão entre homeostasia e cronobiologia pode ser comparada, de certa maneira, ao debate relatividade einsteiniana e dinâmica newtoniana. A relatividade superou a mecânica de Newton, mas, para o mundo macroscópico, como, por exemplo, para se construir uma bicicleta, a mecânica de Newton nos basta.

Todavia, ela não explica os fenômenos em escalas astronômicas ou microscó picas. De maneira semelhante, a homeostasia explica os reflexos de ajuste da pressão arterial como sendo em razão das mudanças posturais, todavia, ela não consegue explicar as varia ções rítmicas. É por meio da dúvida em relação ao paradigma homeostático que o superamos e, ao mesmo tempo, conservamos sua riqueza, e somente por meio da dúvida em relação ao paradigma cronobiológico é que o obtemos e o conservamos vivo.

No processo de organização da cronobiologia como disciplina, surgiu uma outra polêmica. Desta vez relativa aos rumos que os estudos dos ritmos biológicos deveriam tomar. Essa discussão deu-se principalmente entre os que defendiam a formalização de uma disciplina científica independente. Isso teria como conseqüência imediata, dentre outras, a criação de periódicos especializados, a organização de sociedades científicas e de cursos universit ários diferenciados. A outra posição defendia a idéia de que o estudo da ritmicidade biológica ficasse apenas como uma parte não formal da Biologia, já que ele não seria uma especialidade, mas, sim, apenas, o objetivo de trabalho de um biólogo. Para Colin Pittendrigh, o estudo da ritmicidade biológica começou com a demonstração da existência dos “relógios biológicos” e dos modelos de “osciladores auto-sustentados.” Esses foram os primeiros passos para se chegar à descoberta das propriedades fundamentais dos ritmos circadianos e às bases biol ógicas dos osciladores e de seus mecanismos.

Entretanto, para Franz Halberg, esse estudo deveria incluir não somente os ritmos circadianos, mas também outras questões, como o crescimento, o desenvolvimento, o envelhecimento, sem dúvida envolvendo outras freqüências, como os ritmos ultradianos e infradianos. Para Franz Halberg, o modelo proposto por Colin Pittendrigh era um obstáculo para o desenvolvimento da cronobiologia, enquanto para Colin Pittendrigh a direção que seria dada por Halberg iria fracionar os conceitos e se afastava das bases da ritmicidade.

Uma parte dos pesquisadores, seguindo a proposta de Franz Halberg, organizou a International Society for Chronobiology (ISC) e a edição de peri ódicos especializados em cronobiologia, tais como as revistas Chronobiologia e Chronobiology lnternational. Esse grupo passou a ser identificado como o dos cronobiologistas em senso lato. Por outro lado, alguns outros seguiram a proposta de Colin Pittendrigh, criando a Society for Research on Biological Rhythms, não participando nem dos congressos organizados pela ISC e tamb ém não publicando nos periódicos acima citados e, sim, em outras revistas especializadas, principalmente na área de fisiologia e alguns outros ramos da biologia. Esse último grupo passou a ser identificado mais com a procura dos relógios biológicos enquanto estruturas discretas. Essa disputa acirra-se com a projeção científica dos dois grupos em que os cronobiologistas penetram lentamente no meio médico, com trabalhos de cronoterap êutica e diagnóstico, e os outros mais entre pesquisadores de áreas básicas.

As divergências agravam-se, principalmente após o aparecimento dos primeiros trabalhos mostrando que o núcleo supraquiasmático, que se localiza na região anterior do hipotálamo, era o relógio biológico respons ável pelos ritmos circadianos dos mam íferos.

Esse debate, algumas vezes muito acirrado, concorda plenamente com uma das afirmações consensuais dos diversos modelos de teoria de mudanças científicas.

Estes afirmam que a coexistência de conjuntos rivais de paradigmas é a regra e não a exceção e que o debate desses paradigmas não é alternado com períodos de assentimento universal a um conjunto, mas ocorre constantemente. Para nós, a discuss ão neste momento não era efetivamente uma disputa entre paradigmas rivais, pois só existia um paradigma, o cronobiológico, e uma única comunidade científica; todavia, o que existia era realmente uma disputa pela acumula ção do “capital simbólico” com o objetivo de dominar o “mercado científico”, como propõe Bourdieu.

Bourdieu, diferentemente de Kuhn, considera que a manutenção e a ruptura na ciência ocorre devido às estratégias dos cientistas na busca de crédito científico:

Normas, valores, consenso e recompensas não são as causas da atividade social, mas resultados desta atividade, que existe através das estratégias adotadas pelos investidores na busca de maximização de capital simbólico.

Todos querem maximizar os lucros, obter, acumular e manter o seu capital científico, autoridade/compet ência científica reconhecida.

O que havia nesse período era uma disputa de estratégias diferentes para obter maior maximização. Tal explicação, baseada no modelo de Bourdieu para esta fase do desenvolvimento da cronobiologia, parece-nos muito interessante, principalmente após realizarmos uma entrevista estruturada com Robert Moore, um dos pesquisadores mais próximos de Pittendrigh. Este relatou que nessa fase ele e os vários outros pesquisadores não participavam da Sociedade Internacional de Cronobiologia por não reconhecerem a autoridade/ competência científica de Halberg.

Nessa fase, a cronobiologia encontrava-se na etapa de seu desenvolvimento histórico, em que buscava informa ções mais detalhadas e descrições mais precisas, no sentido de produzir uma integração maior entre teoria e observação. De forma geral, podemos dizer que a cronobiologia inicialmente privilegiou um único padrão temporal, o circadiano. Apesar da posição de Franz Halberg e Alain Reinberg, acabou predominando a visão reducionista, que buscava a explicação da ritmicidade biológica unicamente em osciladores discretos, localizados no sistema nervoso central. Esse direcionamento ocorreu sobretudo porque os ritmos circadianos apresentam uma expressão mais exuberante em relação aos ritmos com outras freq üências. Além disso, a metodologia aplicada para detectar os ritmos circadianos é mais simples. Ritmos com freqüências lentas, como os circanuais, dependem de longas séries temporais para serem detectados. Por outro lado, ritmos com freqüências rápidas, os ritmos ultradianos dependem de técnicas de coletas mais sensíveis, capazes de detectar pequenas flutuações em curtos intervalos de tempo.

A concepção reducionista ganhou bastante força com os resultados iniciais que demonstraram a perda da express ão do ritmo circadiano de atividaderepouso, de ingestão de líquido e da secreção de cortisol, em ratos, após a lesão bilateral dos núcleos supraquiasm áticos. Consideramos essa visão reducionista por supor que os organismos nada mais são que um agregado de estruturas, átomos e moléculas, que exibem propriedades que correspondem às de suas partes, ou seja, julgam que o conhecimento do todo é derivado de seus elementos (reducionismo ontológico). Supõe também que o problema da ritmicidade biológica deve ser investigado exclusivamente pelo estudo dos relógios biológicos (reducionismo metodológico ou estratégico).

Essa posição fica clara através de duas diferentes citações de dois expoentes dessa vertente.

O primeiro é o mesmo Robert Moore:

A função primária do núcleo supraquiasm ático é gerar e regular o sistema circadiano… O sistema de temporiza ção circadiano é um sistema multioscilatório, o núcleo supraquiasm ático é ele mesmo um sistema multioscilatório.

O segundo é Fred Turek:

Os ritmos circadianos são regulados por um(s) marcapasso(s) circadiano principal (“master”) localizado no núcleo supraquiasmático dos mamíferos.

Essa visão reducionista é um reflexo da concepção localizacionista que dominou as neurociências, de maneira geral, durante as décadas de 1960 e 1970.

Com a dominância dessa visão, os modelos cronobiológicos foram centrados quase que exclusivamente no sistema circadiano, tendo como fundamental, ainda, a existência de osciladores.

Esses modelos representam, em sua maioria, uma única freqüência, explicando apenas os ritmos com correlatos geofísicos, e os modelos são hierárquicos em sua essência.

Conforme discutimos anteriormente, os diversos modelos de desenvolvimento científico não explicam a totalidade do fazer ciência, mas apenas algumas fases desse fazer. Por isso, ao analisamos essa fase da cronobiologia, consideramos que nesse momento o que ocorre é a formação de dois campos científicos com um único paradigma, o cronobiológico. Para nós, a explica ção dessa fase é mais bem descrita pelo modelo de Latour, que sugere uma ampliação do conceito de crédito para credibilidade. Latour mantém algumas idéias de Bourdieu, mas acrescenta a

idéia de que o principal para os pesquisadores é o reinvestimento contínuo dos recursos acumulados, formando um ciclo de credibilidade.

O ciclo de credibilidade vai definir o que Latour chama de campo científico, e é por isso que propomos que nessa fase há a formação de dois campos científicos com um mesmo paradigma.

Um campo científico que chamamos de “campo científico cronobiológico”, em que o ciclo de credibilidade estava em torno de Halberg, e que a interação entre os pesquisadores ocorria com uma composição muldisciplinar, principalmente porque o ciclo de credibilidade neste era decorrente das implicações e das aplicações que o paradigma cronobiológico ganhava. No outro lado, o “campo científico ritmos biológicos” mantinha seu ciclo de credibilidade em torno de um modelo reducionista de ciência e seus principais créditos eram a descoberta do NSQ e dos genes que regulavam a ritmicidade circadiana em moscas de frutas.

Podemos fazer ainda uma outra leitura dessa primeira fase da cronobiologia.

No final dos anos 1950 e início dos 1960, temos o aparecimento do paradigma cronobiológico e da comunidade científica dos cronobiólogos. Quando olhamos para o final de 1960 e início de 1970 encontramos o mercado cronobiológico sendo disputado, e essa disputa ocorre entre duas estratégias diferentes de como maximizar o “capital simbólico cronobiológico”. No momento seguinte temos o crescimento e o fortalecimento dos dois grupos, constituindo o que chamamos aqui de “campo científico cronobiológico” (Halberg) e “campo científico ritmos biológicos” (Pittendrigh). O fortalecimento do campo científico ritmos biológicos ocorre devido à credibilidade do grupo, após a descoberta do NSQ e dos aspectos genéticos da ritmicidade circadiana.

Com isso ocorre o fortalecimento da interação e troca de informação entre os pesquisadores vinculados a modelos experimentais de biologia molecular e neuroanatomia. No outro lado, o fortalecimento do campo científico cronobiol ógico ocorre devido às implicações e aplicações da cronobiologia, onde o fortalecimento da interação ocorre entre pesquisadores de diversas áreas, e por isso é o campo científico cronobiol ógico que mantém a multidisciplinaridade dentro da cronobiologia.

Os anos 1970-1980. O aparecimento dasambigüidades

Nessa fase, continua a disputa entre o campo científico cronobiológico e o campo científico ritmos biológicos, as duas concepções dentro da cronobiologia.

Essa disputa fica clara em publicações como as de E. Powell The Master Clock Ilusion, em que faz uma crítica ao dogma de que o núcleo supraquiasm ático controle todos os ritmos circadianos. Do outro lado, há o artigo de Fred Turek, “Do circadian biologists and chronopharmacologists talk the same language?”, em que o próprio título já mostra uma divisão entre concepções diferentes sobre os ritmos biológicos.

Os esforços da cronobiologia concentravam-se na ação de expandir e articular o paradigma cronobiológico; tal articulação visava superar as ambig üidades dos resultados das observações empíricas e produzir, cada vez mais, uma visão simples e sinóptica do paradigma. Por sua vez, essa simplifica ção e generalização do modelo cronobiológico permitiu a solução de problemas para os quais o paradigma, na sua versão primitiva, havia apenas chamado a atenção dos cronobiologistas.

Por outro lado, o aprofundamento dos estudos reducionistas trouxe à torna várias ambigüidades, provocando então uma redução da “credibilidade” “do campo científico ritmos biológicos”, enquanto há um aumento na “credibilidade” do “campo científico cronobiológico”, principalmente devido à associação entre os pesquisadores de diversas áreas fortalecendo esse campo científico.

Dentre as várias ambigüidades na cronobiologia nesse momento, chamamos atenção para estas:

1. evidências de múltiplos osciladores para o sistema circadiano
2.
evidências de osciladores circadianos independentes do núcleo supraquiasm ático, incluindo os osciladores periféricos fora do sistema nervoso central
3.
evidências de múltiplas freqüências simultâneas e
4.
evidências de osciladores para outras freqüências.

Os anos 1990. A reunificação em torno do paradigma

Um fato muito importante nos anos 1990, na cronobiologia, foi a World Conference on Chronobiology and Chronotherapeutics, realizada em Ferrara, Itália, de 6 a 10 de setembro de 1995. A realização de uma conferência internacional é um fenômeno comum em qualquer especialidade científica. Todavia, essa World Conference foi uma “Joint Meeting”, em que participaram a lnternational Society for Chronobiology, a European Society for Chronobiology, a Society for Research on Biological Rhythms, o Groupe d´Etude des Rythmes Biologiques, a Association de Chronobiologie Médicale e a Società Italiana di Cronobiologia.

Na World Conference estavam reunidas as duas concepções da cronobiologia, os dois campos científicos, e essa conferência pretendia cumprir o papel de reunificação, como ficou claro nas palavras de Lelenad Edmunds, o então presidente da lnternational Society for Chronobiology:

I hope that this “togetherness” reflects a trends for future cooperation among the rapidly proliferating chronobiological groups.

Esses fatos novos na cronobiologia levantaram algumas questões importantes e acreditamos que esses dados devam ser investigados com uma abordagem mais ampla para outras áreas das ciências.

Queremos então chamar a atenção para algumas questões: (1) a realização da World Conference representou em sua essência uma mudança conceitual e metodológica na cronobiologia?

Ou seja, havia uma tendência de repensar o reducionismo na cronobiologia?; (2) essa tendência ocorreu e/ou ocorre também em outras áreas do conhecimento científico?; (3) podemos fazer uma generalização e afirmar que a ciência, em si, passa por uma fase revolucionária?; (4) essas mudanças estavam/ estão ocorrendo por influência das atuais transformações políticas e sociais no mundo ou são decorrentes de uma necessidade interna do atual estágio das ciências naturais?

Acreditamos que essas questões devam ser objetos de pesquisa da história e da filosofia da ciência atual. Nós participamos da World Conference, não só como cronobiologistas, mas com o objetivo de investigar o conteúdo e a forma dessa conferência para tentarmos elucidar algumas dessas questões.

O que encontramos foi um reencontro parcial dos campos científicos, o “cronobiológico” e o “ritmos biológicos”.

Conforme temos anunciado desde o início deste artigo, consideramos que os diversos modelos de história/filosofia da ciência apresentam-se úteis em determinados momentos. Utilizamos a categoria paradigma/comunidade cient ífica (Kuhn) para explicar a formação inicial da cronobiologia, a categoria capital simbólico/mercado científico (Bourdieu) na discussão da formaliza ção da cronobiologia como disciplina científica e a categoria ciclo de credibilidade/campo científico (Latour) na discussão do debate das concepções reducionista e não reducionista entre os cronobiologistas. Nessa última fase vamos utilizar uma outra categoria, a arena transepistêmica (Knorr-Cetina).

Knorr-Cetina

assume que escolhas técnicas não são determinadas exclusivamente por cientistas e, por isso, não vê sentido em se reivindicar que a comunidade científica seja considerada a unidade relevante de produção do conhecimento.

Knorr-Cetina introduz como determinante da produção do conhecimento científico agentes não cientistas, como o Estado e, principalmente, as instituições financiadoras. O que ocorre nessa fase, em que o “campo científico ritmos biológicos” perde credibilidade, devido às suas próprias ambigüidades experimentais, é a forma ção da “arena transepistêmica cronobiológica”. Alguns fatores são facilitadores da formação dessa arena.

Afinal, se, por um lado, aparecem as ambigüidades na visão reducionista, em contrapartida, há um aumento na credibilidade para aqueles que fazem biologia molecular, aumentando o ciclo de credibilidade nesse campo cient ífico com os avanços nas pesquisas dos projetos genomas. No outro lado, há um aumento da credibilidade dos cronobiologistas devido às aplicações da cronobiologia, principalmente na área médica.

Atualmente, não observamos, pelo menos com uma forma predominante, a divisão entre campo científico cronobiológico e campo científico ritmos biológicos, mas uma unidade a que chamamos de “arena transepistêmica cronobiológica”.

Conforme comentado acima, o termo proposto vem da categoria utilizada por Knorr-Cetina em seu modelo explicativo da produção de conhecimento. A utilização do termo arena transepist êmica foi devida à nossa considera ção de que a reunificação na cronobiologia foi determinada por fatores externos e internos aos cientistas. Todavia, cabe ressaltar que essa reunificação fortaleceu o paradigma cronobiológico e a comunidade cronobiológica e, com isso, a cronobiologia como disciplina científica.

Com certeza, os fatores externos à comunidade científica, que facilitaram esse processo de reunificação, foram as mudanças políticas e sociais ocorridas nos anos 1990, além das novas proposi ções teóricas dentro da própria ciência, como as introduzidas pela teoria do caos, teoria da catástrofe, teoria dos sistemas complexos, etc.

Um outro fator que consideramos fundamental para a reunificação dos dois grupos foi o aspecto multidisciplinar do campo científico cronobiológico. Para nós, quando um campo científico apresenta como característica a muldisciplinariidade, esse campo passa a trabalhar com um paradigma aberto o suficiente para a resolução de novos problemas, e com isso impõe à comunidade uma certa flexibilidade, permitindo a incorporação de novos praticantes, principalmente de outras áreas ou até antigos adversários, e que novas questões passem a integrar esse campo científico, formando a “Comuna Científica”. O termo “Comuna Cient ífica” é proposto aqui como uma nova categoria de um modelo de produção de conhecimento, representando uma fase do desenvolvimento científico em que o paradigma científico é aceito universalmente tanto entre os cientistas quanto entre as instituições financiadoras, na ciência aplicada, na mídia e na população não científica. Além de incorporar esses determinantes na produ ção do conhecimento, esse termo incorpora os elementos dos modelos de Kuhn, Bourdieu, Latour e Knorr-Cetina, ou seja, o termo “Comuna Científica” implica uma determinação do contexto histórico no surgimento da própria comuna científica.

Para onde vai a cronobiologia?

Desde o princípio elaboramos nosso raciocínio para definir que o atual estado da arte da cronobiologia possa ser chamado de “Comuna Científica Cronobiológica”, em que o paradigma é aceito universalmente, tanto pelos praticantes da cronobiologia, como pelos outros cientistas e a sociedade externa à ciência.

Com isso retornamos a nossa proposta inicial, de que o ponto central de um modelo de dinâmica da ciência é que a ciência seja estudada como um processo em movimento e em mudança, cabendo aqui um novo questionamento: para onde vai a cronobiologia?

Avaliando o estado atual da cronobiologia como ciência, podemos imaginar que essa disciplina poderá ter dois futuros, que podem ser exemplificados como vertentes da “Comuna Científica Cronobiológica”: a vertente da consolidação e a vertente da supera ção. A vertente da consolidação representa um aprofundamento do paradigma cronobiológico e o aparecimento de novos grupos de cronobiologia, bem como o fortalecimento dos atuais grupos de pesquisas, a introdução da cronobiologia como disciplina em currículos de graduação e pós-gradua ção e uma maior valorização da cronobiologia pelas instituições financiadoras e pelo público em geral. Isso tudo levaria ao aumento da credibilidade da cronobiologia como disciplina científica. Por outro lado, a vertente da superação implica em que os conceitos cronobiológicos serão incorporados e apropriados pelas outras disciplinas científicas, fazendo com que a credibilidade desse campo científico seja perdida; com isso, a cronobiologia, como disciplina científica autônoma, tenderia a desaparecer.

Todavia, uma terceira vertente é possível. Uma vertente em que haja tanto a consolidação quanto a superação. Olhamos essa terceira vertente com bons olhos, mas acreditamos que ela só será possível caso a cronobiologia continue a ser multidisciplinar. Isso ocorrendo, haverá naturalmente o aumento da credibilidade da “Comuna Científica Cronobiológica”.

Por desejarmos que o futuro da cronobiologia seja o dessa terceira vertente é que justificamos o título deste artigo: Cronobiologia: uma multidisciplinaridade necessária.

JOHN FONTENELE ARAUJO

NELSON MARQUES

Fonte: www.pucsp.br

Cronobiologia

Fundamentos evolutivos da ritmicidade biológica

Resumo

Na atualidade é aceito que todos os seres vivos dispõem de um sistema capaz de medir o tempo, definido como um “relógio biológico”. Como conseqüência do funcionamento deste relógio todos os organismos apresentam oscilações em suas funções, tanto no que se refere aos parâmetros bioquímicos, fisiológicos, como de conduta. Por tanto, os valores destas variáveis vão se repetir periodicamente a cada certo tempo.

A ritmicidade é deste modo, uma das propriedades fundamentais dos seres vivos, permitindo a antecipação de mudanças ambientais e consequentemente maximizando a sobrevivência e a aptidão. Esses sistemas de marcação de tempo asseguram que processos bioquímicos ocorram em seu nicho temporal ótimo.

Conforme a complexidade dos organismos aumenta, os relógios biológicos também se tornam mais complexos para governar tudo: de processos fisiológicos de vegetais ao controle de comportamentos complexos. No geral, os organismos obedecem esse sistema de tempo que foi selecionado durante anos de evolução e que é o pré-requisito mais importante para a manutenção de um desenvolvimento orgânico equilibrado e saudável. A sociedade humana moderna, porém, com a necessidade cada vez maior de trabalhadores em horários irregulares e compromissos sociais noturnos, desrespeita esses aspectos evolutivos, resultando em danos à saúde física e mental dos envolvidos.

Introdução

A organização temporal de um ser vivo pode ser expressa como reação a estímulos ambientais, que apresentam efeitos importantes sobre a expressão dos ritmos endógenos, promovendo ajustes através de mecanismos biológicos específicos e dentro de limites bem definidos para cada espécie (Menna-Barreto, 2003; Rotenberg, Marques e Menna-Barreto, 2003).

Muitos processos fisiológicos e comportamentais expressos por organismos vivos são rítmicos, e ocorrem com periodicidades de cerca de 24 horas. Tais ritmos biológicos são referidos como circadianos (do latim circa=cerca, dies=dia) ou nictemerais.

A periodocidade desses ritmos biológicos equivale quase aos ciclos diários de claro/escuro (Sheeba, Sharma e Joshi, 1999; Roenneberg e Merrow, 2002).

Porém, nos organismos também aparecem ritmos com períodos inferiores a 20 horas que se conhecem como ritmos ultradianos (respiração, batimentos cardíacos, disparos de neurônios, etc.) e ritmos cujo período é superior a 28 horas, os ritmos infradianos (ciclo menstrual, ciclo sazonal climático, reprodução, etc.) (Capel, Lozano, Martínez-Zapater e Jarillo, 2003; Marques, Golombek e Moreno, 2003).

Entende-se hoje que os ritmos biológicos, tais como os observamos na natureza, são o resultado da interação entre relógios biológicos endógenos e a fatores ambientais externos aos quais os organismos estão submetidos. O processo através do qual se dá essa interação é conhecido como sincronização ou arrastamento, e os ciclos ambientais capazes de promovê-la em uma determinada espécie são identificados como agentes sincronizadores ou arrastadores (zeitgebers) (Menna-Barreto e Marques, 2002).

Entretanto, experimentos feitos em condições constantes de laboratório (ex. um laboratório sob iluminação constante), demonstraram que diversos ritmos biológicos continuam a se expressar durante dias, meses ou anos, dependendo da espécie e das condições experimentais. Estes ritmos são conhecidos como ritmos em livre-curso e são a expressão de relógios biológicos endógenos. Em condições de livre-curso, o período torna-se ligeiramente diferente daquele exibido em condições naturais, desviando-se do valor preciso ambiental de 24 horas (Marques e cols., 2003; Rotenberg e cols., 2003). Assim, apesar do relógio endógeno manter a periodicidade, os organismos precisam de pistas ambientais para sincronizar suas atividades de forma mais precisa (Shweiki, 2001).

Origem da ritmicidade biológica

Algumas hipóteses tentam explicar a origem da ritmicidade biológica. Para Pittendrigh (1965) o ciclo diário de luz teria sido o agente primário seletivo para a emergência de oscilações circadianas, seja como causa próxima, ou última.

A maior atividade no escuro (noite) teria, no início, protegido os organismos eucariontes primitivos contra os efeitos disruptivos da radiação ultravioleta (UV) da luz solar numa época em que a camada de ozônio ainda não começara a se formar, como resultado do enriquecimento da atmosfera com o oxigênio pelo advento da fotossíntese (no Pré-cambriano). Essa hipótese é aceita por Paietta (1982), que chama a atenção para o perigo desse aparecimento do oxigênio na atmosfera em termos de suas espécies metaestáveis; propõe que esse inconveniente foi grandemente contornado pelo aparecimento de pigmentos (principalmente carotenóides) citoplasmáticos, que teriam amenizado os efeitos deletérios desses agentes oxidantes surgidos na atmosfera primitiva.

Entretanto, descobriu-se mais tarde que os ritmos biológicos existem também em procariontes, com a expressão da ritmicidade circadiana de cianobactérias sendo obrigatória para separar dois processos celulares vitais para esses organismos: a fotossíntese e a fixação de nitrogênio. Como a enzima fixadora de nitrogênio, a nitrogenase, é inativa na presença de oxigênio, que está diretamente envolvido na fotossíntese, organismos fixadores de nitrogênio desenvolveram algumas soluções para este problema.

A estratégia mais simples desenvolvida foi a separação temporal desses dois processos, como ocorre, por exemplo, nas cianobactérias unicelulares do gênero Synechococcus, nas quais a fixação de nitrogênio está restrita às horas de escuro do ciclo claro/escuro (Johnson, Golden, Ishiura e Kondo, 1996; Johnson e Golden, 1999; Shweiki, 2001).

Assim, os ritmos biológicos são ubíquos, estando presentes nos vários níveis de organização e complexidade de seres vivos em geral, de cianobactérias até os mamíferos, o que sugere que eles devem fornecer vantagens adaptativas para os mesmos, além de sugerir uma incorporação muito antiga dessa dimensão do ponto de vista da história de evolução da vida (Hall e Rosbash, 1993; Menaker, Moreira e Tosini, 1997; Sheeba e cols., 1999; Menna-Barreto, 2003; Paranjpe e Sharma, 2005).

As hipóteses de Pittendrigh e Paietta citadas acima, por sua vez, não perderam seu sentido. Procariontes rítmicos não mudam a essência da proposta, porque a origem da ritmicidade continua vinculada à proteção dos organismos contra processos foto-oxidantes. O que muda essencialmente é a idade da ritmicidade biológica. Com a evidência de ritmos em procariontes, a origem da ritmicidade é atrasada em um bilhão, ou seja, ela teria surgido há cerca de 2,5 bilhões de anos, provavelmente ao mesmo tempo que a fotossíntese aeróbica (Marques, 2003).

Com a incorporação de relógios biológicos e como conseqüência da rotação da Terra e subseqüentes mudanças previsíveis no ambiente geofísico, os seres vivos puderam ocupar nichos espacial e temporalmente apropriados e mensurar a passagem do tempo em uma escala de aproximadamente 24 horas (Panda, Hogenesch e Kay, 2002; Brandstatter, 2003; Paranjpe e Sharma, 2005). As interações da Terra com o Sol e a Lua, aliadas à inclinação natural de seu eixo, resultam nos ciclos associados com o dia e a noite, com as estações do ano, com as fases da lua e com a oscilação das marés (Rotenberg e cols., 2003).

Relógios circadianos aumentam a habilidade inata de organismos sobreviverem às constantes modificações ambientais possibilitando-os antecipar eficientemente eventos periódicos tais como disponibilidade de alimento, luz, parceiros entre outros. Um indivíduo que é simplesmente dirigido por mudanças externas é desvantajoso em relação a um que é regulado por um relógio endógeno flexível e antecipatório.

Os organismos dotados dessa propriedade de antecipação a eventos recorrentes periódicos se mostraram viáveis e sobreviveram, conservando-a até hoje nas diversas formas que os relógios biológicos têm assumido nas diferentes espécies (Sheeba e cols., 1999; Panda e cols., 2002; Roenneberg e Merrow, 2002a; Brandstatter, 2003; Markus e cols., 2003; Menna-Barreto, 2003; Paranjpe e Sharma, 2005).

A indicação mais forte de que relógios aumentam a aptidão (fitness) veio de um trabalho com cianobactéria (Yan e cols., 1998). Mutantes com períodos endógenos diferentes competiram para o crescimento em diferentes ciclos claro/escuro. Em cada caso, aqueles mutantes que tinham períodos mais próximos ao do período de ciclo ambiental sobreviveram. Assim, o sistema circadiano endógeno está em harmonia com o ciclo de 24 horas (Roenneberg e Merrow, 2002a).

A habilidade de responder a luz é um aspecto universal dos relógios em todos os organismos, portanto principal estímulo para ajustar ou modificar o ciclo atividade/repouso é a luminosidade (Randall, Burggren e French, 2000). Do ponto de vista físico, a alternância claro/escuro é a forma básica de marcação do tempo (Markus e cols., 2003), mesmo os animais congenitamente cegos (como camundongos da linhagem rd/rd) ainda apresentam respostas circadianas à luz (Foster, 1993). Esta alternância de claro e escuro pode variar de acordo com as estações do ano, de tal forma que a duração do fotoperíodo é maior no verão do que no inverno.

Para que os seres vivos possam acompanhar estas variações de luminosidade há necessidade de um relógio endógeno, de sensores que percebam a variação temporal e de sistemas humorais e neurais que informem a todo o organismo o estado de iluminação ambiental (Markus e cols., 2003).

A medição do comprimento das fases de claro e escuro é fundamental para o desencadeamento da resposta fotoperiódica e também para a regulação dos ritmos diários e durante o desenvolvimento, o sistema de temporização se ajusta aos ciclos ambientais (Andrade, Menna-Barreto e Louzada, 2003).

A informação de claro ou escuro é fornecida aos organismos por um hormônio chamado melatonina, produzido principalmente pela glândula pineal, que é liberado exclusivamente durante a noite, tanto em animais de atividade diurna quanto em animais de atividade noturna (Natesan, Geetha e Zatz, 2002; Markus e cols., 2003; Mustonen, 2003). Assim sendo, a melatonina informa que está escuro e as células-alvo devem ter toda uma maquinaria adequada para adaptar-se a esta condição. O pico de melatonina plasmática também reflete a duração do comprimento do dia, sendo maior durante dias curtos (inverno) do que em dias mais longos (verão) em muitas espécies, participando assim de mudanças sazonais de função de diversos órgãos e sistemas, como por exemplo, a reprodução (Mustonen, 2003). A melatonina é uma molécula filogeneticamente antiga, presente na maioria das espécies, inclusive em organismos unicelulares (Markus e cols., 2003).

Os ritmos biológicos nos vários níveis de organização

Todos os sistemas circadianos se constituem, em pelo menos três elementos:

1) uma via aferente que transmite informações do meio ambiente;
2)
um ou mais osciladores capazes de gerar a oscilação, e
3)
vias eferentes, através das quais o oscilador regula a expressão de diversos ritmos (Marques, 2003).

Os fotorreceptores são a primeira via de captação e identificação do ciclo ambiental e, dependendo do organismo, os fotopigmentos constituem-se em receptores, que no caso dos microorganismos são as flavoproteínas (Marques, 2003).

Plantas

A luz é um regulador de desenvolvimento crucial durante a história de vida de uma planta, desde a regulação de germinação de sementes até o estabelecimento das horas de floração (revisado em Devlin e Kay, 2001).

Além disso, as plantas usam o relógio biológico circadiano para restringir algumas atividades fisiológicas a horas do dia mais favoráveis. Assim, movimentos foliares e ritmos de abertura de pétalas servem para proteger as plantas contra temperaturas baixas durante a noite. A abertura rítmica dos estômatos previnem a perda de água pela transpiração em horas em que a fotossíntese não está ativa. A assimilação fotossintética de CO2 é também regulada pelo relógio, bem como o nível de muitas enzimas metabólicas (revisado em Carré, 1996).

Múltiplos fotorreceptores permitem às plantas monitorar mudanças na irradiação e na qualidade da luz (Millar, McGrath e Chua, 1994). Possuem um sistema multioscilatório constituído de proteínas presentes nos pigmentos fotossensíveis, porém não apresentam sistema nervoso central. Assim, o relógio parece ser capaz de funcionar independentemente em cada órgão se não em todas as células, com nenhuma evidência de ligação entre os vários órgãos da planta. Esses ritmos em diferentes órgãos podem ser independentemente arrastados pela luz, e, os fotorreceptores envolvidos na captação de luz para o relógio estão dispersos por toda a planta (Thain, Hall e Millar, 2000).

Invertebrados

Em invertebrados, que apresentam um sistema nervoso central relativamente simples, o ritmo de atividade é centralmente controlado pela oscilação do relógio dentro de neurônios laterais (Stanewsky e cols., 1998). Os neurônios laterais são sincronizados pela captação de luz por fotopigmentos, mas também pelo menos indiretamente pela entrada de luz por fotorreceptores visuais (Stanewsky e cols., 1998). Em tecidos periféricos, entretanto, o arrastamento do relógio endógeno é muito dependente da entrada de luz por fotopigmentos (Stanewsky e cols., 1998). Além disso, quando órgãos periféricos são removidos de uma mosca, por exemplo, o relógio dentro desses órgãos isolados podem ser arrastados pelos ciclos claro/escuro independentemente de qualquer sinal do sistema nervoso central (Plautz, Kaneko, Hall e Kay, 1997).

Vertebrados

Em vertebrados, que possuem um sistema nervoso central complexo, o arrastamento é totalmente dependente da captação de luz por fotorreceptores e da resposta ao ambiente fótico pelo sistema nervoso central (Foster, 1998). Nos vertebrados em que o sistema nervoso foi lesionado, ritmos periféricos tornaram-se completamente dessincronizados mesmo aplicando-se focos de luz em órgãos periférico desses indivíduos. Assim com o aumento da complexidade do sistema nervoso central, a dependência do ritmo circadiano periférico a um mecanismo ligação central também aumenta (revisado em Devlin e Kay, 2001).

Em vertebrados não mamíferos, três estruturas junto com suas interconexões formam uma central, o “eixo circadiano” que controla e regula seus mais variados ritmos.

Essas estruturas são: a retina; o complexo pineal, que de acordo com registro fóssil é um aspecto típico da evolução de vertebrados (Gern e Karn, 1983); e o núcleo supraquiasmático do hipotálamo (Menaker e cols., 1997). Todas essas estruturas apresentam fotorreceptores capazes de fornecer informações sobre a quantidade de luz no ambiente (Zordan, Rosato, Piccin e Foster, 2001).

Os mamíferos são os únicos que não possuem fotorreceptores extra-retinianos, em vez disso, eles usam a retina tanto para detecção de imagem como para a regulação do tempo biológico (revisado em, Zordan e cols., 2001).

Segundo a hipótese de Menaker e cols. (1997), o eixo circadiano dos vertebrados não mamíferos é muito antigo, sendo encontrado até mesmo nos vertebrados mais primitivos, e tem sido modificado muitas vezes nos últimos 500 milhões de anos, cada vez em resposta a pressões seletivas dos nichos ecológicos. Esse eixo circadiano é vantajoso na medida em que cada um dos vários fotorreceptores pode estar sintonizado para responder a diferentes aspectos do ambiente fótico, ou cada fotorreceptor pode prover informação sobre o ambiente fótico para um tecido específico no qual ele reside.

Os mamíferos usam exclusivamente fotorreceptores da retina. Essa diferença na localização de fotorreceptores em vertebrados mamíferos e não mamíferos pode ser avaliada pelo início da história evolutiva dos mamíferos. Com sua nova habilidade adquirida de se termorregular fisiologicamente, os mamíferos primitivos que estavam ativos durante a noite podiam sobreviver melhor, já que as horas claras do dia eram ocupadas com predadores répteis. Animais noturnos são expostos apenas à luz fraca do entardecer e/ou do amanhecer.

Nesse ambiente fótico apenas os fotorreceptores mais sensíveis, nos locais mais expostos, podem receber luz o suficiente para garantir a resposta. Sob essas circunstâncias o organismo com múltiplos fotorreceptores corre o risco de receber mensagens conflitantes. Um dos fotorreceptores dirá que ainda está claro enquanto os outros sinalizarão escuro. Tais sinais conflitantes não apresentam vantagem seletiva, levando a perda da fotossensibilidade dos demais órgãos.

Quando muitos répteis desapareceram e alguns mamíferos voltaram a ser diurnos, não deve ter havido pressão para reobter o sistema distribuído de seus ancestrais. Pode-se ver essas mudanças também em vertebrados noturnos não mamíferos.

Peixes, anfíbios e répteis

Em peixes, anfíbios e répteis identificam-se osciladores circadianos oculares, com as propriedades descritas para invertebrados, como moluscos e crustáceos.

Mesmo sem tentar qualquer interpretação de caráter evolutivo, percebe-se que as modificações dos padrões anatômicos tomaram rumos bastante paralelos nos dois grupos zoológicos. Em ambos observa-se uma tendência à interiorização dos osciladores, que em grupos anteriores ocupam uma posição bastante periférica, em geral, junto aos olhos, ou então são estruturas visuais, como células retinianas, que adquiram função de osciladores (Golombek e Aguilar-Roblero, 2003).

Neste nível da escala filogenética aparece a função da glândula pineal como marcapasso circadiano. Além da função da retina e da pineal, como osciladores hierarquizados, identificam-se em certos peixes, anfíbios e nos répteis, especialmente nos lagartos, um conjunto de neurônios hipotalâmicos osciladores, que se pode considerar como precursores dos neurônios supraquiasmáticos de mamíferos (Golombek e Aguilar-Roblero, 2003).

Aves

Os ritmos diários são fundamentais para a organização temporal de comportamento e fisiologia das aves (Pittendrigh, 1993). Como vimos anteriormente seus sistemas de marca-passo circadiano são complexos quando comparados com os dos mamíferos, podendo estar relacionados com a complexidade e diversidade dos vários estilos de vida que as aves apresentam em uma variedade de ambientes diferentes (Gwinner e Brandstätter, 2001).

As aves percebem a informação sobre o ambiente fótico por fotorreceptores da retina, da glândula pineal e do hipotálamo (Cassone e Menaker 1984). Todos esses três componentes podem contribuir na regulação da ritmicidade fisiológica e comportamental. A glândula pineal, produzindo ritmicamente melatonina (Brandstätter, 2003), o oscilador hipotalâmico possivelmente age produzindo sinais neurais, e a retina ou produz melatonina periodicamente ou produz sinais neurais (Gwinner e Brandstätter, 2001).

Um exemplo de ave que utiliza pistas fóticas para seu deslocamento diário (dormitório coletivo ? locais de alimentação ? dormitório coletivo) é o Papagaio-do-mangue Amazona amazonica, espécie que se distribui amplamente pela América do Sul, e realiza esses deslocamentos em função dos horários do nascer e do pôr-do-sol (Moura, 2006).

Porque as aves voam e a massa corpórea é uma limitação, durante a estação não reprodutiva a maioria das aves inativa completamente seu sistema reprodutivo (ex. regressão gonadal), sendo capazes de alocar recursos a outras atividades sazonais como muda ou migração (Hildebrand, 1995; Dawson, King, Bentley e Ball, 2001). Assim como as aves, os morcegos também mostram um grau de regressão gonadal durante a época não reprodutiva (Hildebrand, 1995.

Enquanto essa inativação completa do sistema reprodutivo durante a estação não reprodutiva garante benefícios energéticos, também impõe uma restrição temporal porque a reativação do sistema reprodutivo requer semanas ou, até mesmo, meses.

Para neutralizar essa restrição temporal, animais que vivem em hábitats sazonalmente previsíveis preparam-se para a próxima estação reprodutiva usando o fotoperíodo como um sinal confiável para seguir condições favoráveis (Dawson e cols., 2001). Esta descrição é baseada em estudos de espécies tais como o Estorninho Sturnus vulgaris (Young, Ball e Nelson, 2001) e a espécie tropical de codorna japonesa Coturnix japonica (Follett e Pearce-Kelly, 1990). Apesar da mudança no fotoperiodismo nos trópicos ser mais branda, as aves tropicais também são fotoperiódicas, como foi visto para a espécie africana Cartaxo-comum Saxicola torquata axillaris (Gwinner e Scheuerlein, 1999).

Através das pistas fornecidas pelo fotoperíodo, as aves restringirão sua reprodução aos momentos em que as condições ambientais estiverem favoráveis, porque elas têm altas taxas metabólicas e necessidades de dieta especializada para a manutenção dos filhotes (Dawson e cols., 2001). Portanto, a disponibilidade de alimento para ninhego é um fator significativo para o timing da reprodução em aves (Scheuerlein e Gwinner, 2002; Roenneberg e Merrow, 2002b).

O período anual de reprodução em populações de aves tropicais é geralmente mais variável que em aves de latitudes maiores. Contudo, a maioria das espécies de aves estudadas tendem a ter uma discreta estação reprodutiva que é usualmente relacionada com o padrão anual de chuva, quando há alimentos em abundância (Hau, Wikelski, Gwinner e Gwinner, 2004).

Mamíferos

Em mamíferos, a informação de luminosidade na retina influencia o oscilador circadiano primário localizado no núcleo supraquiasmático via uma projeção neural distinta chamada de trato retino-hipotalâmico (Golombek e Aguilar-Roblero, 2003).

Um pré-requisito para um completo desenvolvimento da ritmicidade de recém-nascidos dessa classe é o ritmo circadiano intacto de sua mãe. Informações temporais provenientes da mãe parecem estar envolvidas no arrastamento do núcleo supraquiasmático do feto, já que o ambiente uterino não é constante, estando submetido a inúmeras oscilações produzidas pelo organismo materno (hormônios, temperatura, suprimento de sangue) (Viswanathan e Davis, 1992).

É bastante provável que essa capacidade de arrastamento fetal tenha conseqüências adaptativas, preparando o organismo para características temporais do novo ambiente que irá enfrentar (Andrade e cols., 2003).

Quanto à produção de melatonina, esta varia de forma importante ao longo dos diversos momentos do desenvolvimento ontogenético, sendo, na espécie humana, máxima nos primeiros anos de vida, caindo no período que precede a puberdade e tornando-se mínima com a idade avançada (Andrade e cols., 2003).

Este fato traz algumas conseqüências durante o envelhecimento tais como: aumento da fragmentação do sono, aumento da freqüência de cochilos diurnos, mudanças de fase do sono, com avanço de 1 hora mais cedo por dia (tendência a deitar cedo e levantar cedo), maior fadiga diurna e alteração nos sincronizadores sociais (rotinas de alimentação, sono, atividades físicas e outras) (Geib, Cataldo Neto, Wainberg e Nunes, 2003).

Adaptações temporais de alguns organismos ao ambiente: estado de dormência

Para os seres vivos, é geralmente vantajoso permitir-se entrar em estado de dormência durante períodos em que as condições ambientais não estão favoráveis, principalmente no que se refere à falta de alimentos (Randall e cols., 2000).

O termo estivação, refere-se a uma dormência em que algumas espécies de vertebrados e invertebrados entram em respostas a temperaturas ambientes elevadas e/ou perigo de desidratação. Caramujos terrestres como os dos gêneros Helix e Otala tornam-se dormentes durante longos períodos de umidade baixa após selar a entrada da concha pela secreção de um opérculo semelhante a um diafragma que retarda a perda de água por evaporação (Randall e cols., 2000).

Os peixes pulmonados africanos do gênero Protopterus, para sobreviverem em períodos de estiagem, em seus lagos secos, estivam no fundo semi-seco até que a próxima estação de chuva encharque a área. O peixe pulmonado prende-se em um “casulo”, no qual um pequeno tubo liga a boca do peixe ao exterior para permitir a ventilação dos pulmões (Randall e cols., 2000).

Outro tipo de dormência profunda é a hibernação, que dura semanas ou mesmo vários meses em climas frios. A Hibernação é comum em mamíferos das ordens Rodentia (ex. marmota Marmota marmota), Insectivora (ex. ouriço-cacheiro Erinaceus europaeus) e Chiroptera (ex. morcego-rato-grande Myotis myotis), que podem estocar reservas de energia suficientes para sobreviver aos períodos em que não há alimentação.

Como poderia ser esperado, as funções corporais são bastante prolongadas no tempo abaixamento da temperatura corporal e menor a velocidade de conversão dos estoques de energia, como o tecido adiposo, em calor corporal (Randall e cols., 2000).

Assim, levando em consideração pistas ambientais e o relógio endógeno, os seres vivos podem antecipar condições ambientais desfavoráveis, preparando-se para melhor enfrentá-las.

O caso dos seres humanos

Como todos os seres vivos, os seres humanos também são rítmicos. Desde a Antigüidade as práticas humanas de caça e de pesca, assim como todas as culturas primitivas, incluíam sempre o conhecimento dos ritmos da natureza, especialmente das espécies a serem utilizadas como alimento ou serem evitadas por oferecer perigo (Do Val, 2003).

Os seres humanos são ativos durante o período do dia e, durante a noite apresentam uma maior disposição para o repouso ou período de sono (Martino, 2002).

Porém, na sociedade moderna, a intensidade de luz doméstica durante a noite junto com, por exemplo, atividades sociais, assistir televisão até tarde da noite, e horários de trabalhos irregulares podem ser responsáveis pelo atraso na fase de sono e/ou uma fase inapropriada de sono relativa ao relógio endógeno, levando a alterações comportamentais e riscos à saúde das pessoas envolvidas (Lortie, Foret, Teiger e Laville, 1979; Arendt, 2003; Moser, Frühwirth, Penter e Winker, 2006).

Efeitos diretamente ligados à privação de sono são: desânimo, fraqueza, insônia, sensação de “ressaca”, descontrole, irritabilidade, agressividade, ansiedade, tremor, alterações gastro-intestinais, obesidade e envelhecimento precoce (Rotenberg, Portela, Marcondes, Moreno e Nascimento, 2001). Além disso, a sonolência pode desencadear a diminuição de atenção e aumentar o risco de acidentes de trabalho (Gaspar, Moreno e Menna-Barreto, 1998; George e Sliley, 1999; Moreno, Fischer e Menna-Barreto, 2003).

Quando uma pessoa troca o dia pela noite, ela passa a dormir de dia, mas outros ritmos biológicos (o de temperatura, por exemplo) não se modificam instantaneamente, o que leva à chamada dessincronização interna.

Isso se manifesta quando a pessoa tenta dormir de dia, mas se sente alerta: na realidade, ela precisa repousar no momento em que seu corpo se prepara para a vigília. Portanto, a duração de sono de um trabalhador noturno, por exemplo, é curta e pobre em qualidade (Lortie e cols., 1979). Além da dessincronização interna, outros fatores contribuem para isso, abrangendo desde o ambiente físico onde o sono se realiza, até os compromissos socialmente definidos que condicionam o dia a dia. Entre as condições ambientais que prejudicam o sono, o calor e o ruído são os mais freqüentemente referidos, às vezes aparecendo juntos, às vezes (Rotenberg e cols., 2001).

Para espécies diurnas, dormir à noite parece fazer parte da ordem natural das coisas. A alteração desta ordem é percebida pelo corpo ou pela mente, que se comunicam com a pessoa requisitando o sono (Rotenberg e cols., 2001). Outro fator importante que deve ser levado em consideração são as necessidades individuais de convívio social estritamente dependentes de alocação do tempo livre dos trabalhadores noturnos em períodos compatíveis com os da sociedade (Moreno e cols., 2003).

A necessidade de dormir também adentra o fim de semana, prejudicando o lazer. No encontro e desencontro entre turnos de trabalho, a intimidade dos casais que convivem parece ser a mais comprometida. O ritmo de trabalho e o cansaço no fim de semana também afetam a relação com o cônjuge ou, mesmo, a oportunidade de encontrar um parceiro (Rotenberg e cols., 2001).

Dessa maneira, segundo o tempo biológico, as funções orgânicas diferem entre o dia e a noite, de forma que o trabalho ou outras atividades noturnas implicam alterações não só no organismo, mas também na vida social (Rotenberg e cols., 2001).

Leiliany Negrão de Moura

Maria Luisa da Silva

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Fonte: www.ufpa.br

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