Há um detalhe curioso da biologia das aves: ao contrário do que acontece com a retina interna da maioria dos animais (incluindo a nossa), a retina interna das aves consegue trabalhar sem oxigénio. E uma equipa de investigação liderada pela Universidade de Aarhus, na Dinamarca, acaba de esclarecer o mecanismo por detrás deste feito.
Como a retina interna das aves fica sem oxigénio
Na retina de quase todos os vertebrados, o oxigénio de que as células precisam para transformar glicose em energia suficiente chega através dos glóbulos vermelhos.
Nas aves, porém, a história é diferente: não existem vasos sanguíneos na retina. Assim, o oxigénio só pode chegar por difusão a partir da superfície, deixando a retina interna em estado anóxico (sem oxigénio).
Mesmo sem oxigénio, as células ainda conseguem extrair energia da glicose - mas esta via é pouco eficiente e, além disso, gera rapidamente um acumular tóxico de resíduos.
Felizmente, as aves desenvolveram uma resposta evolutiva sob a forma de um “sistema de canalização” cuja função tem sido discutida por anatomistas de aves durante séculos.
"O nosso estudo revela uma impressionante tolerância à anóxia na retina interna das aves", escrevem os investigadores no artigo publicado.
"As nossas conclusões são interessantes, pois os tecidos neurais de animais de sangue quente são, em geral, considerados altamente vulneráveis em anóxia, conduzindo rapidamente a disfunção celular."
O pecten oculi e o “canalizador” da retina
No centro desta tolerância está o pecten oculi, uma estrutura do olho das aves identificada no final do século XVII. Localizado junto à retina, é densamente preenchido por vasos sanguíneos - mas, até agora, não estava claro de que forma cumpria a sua função.
Através de uma monitorização cuidadosa dos olhos de diamantes-mandarins (Taeniopygia guttata) vivos - incluindo medições de níveis de oxigénio, transporte de nutrientes e actividade genética - a equipa confirmou que a retina interna não utiliza oxigénio.
Em vez disso, as células da retina dependem de um processo chamado glicólise anaeróbia, no qual pequenas quantidades de energia são obtidas a partir da glicose por um conjunto alternativo de reacções que dispensa oxigénio. O problema é que este caminho também produz ácido láctico, capaz de lesar o tecido quando se acumula em concentrações elevadas.
É aqui que o pecten oculi volta a entrar em cena: a estrutura assegura o transporte de grandes volumes de glicose e, ao mesmo tempo, remove o ácido láctico antes de este prejudicar as células da retina.
Segundo os investigadores, esta adaptação poderá ter surgido para minimizar a necessidade de vasos sanguíneos que degradariam a visão - ou, em alternativa, para possibilitar migrações a grandes altitudes, onde o oxigénio é escasso.
Um exemplo é o da águia-cobreira (Circaetus gallicus). Nesta espécie, a retina é mais de quatro vezes mais espessa do que o limite de difusão de oxigénio nas retinas dos mamíferos, o que significa que uma parte muito grande do órgão fica sem oxigénio. Isso pode ser vantajoso para estas aves, que planarão a 500 metros (mais de 1 500 pés, cerca de 460 metros) acima do solo durante longos períodos.
"Determinar a função desta estrutura enigmática no olho das aves é mesmo incrível", afirma o biólogo Coen Elemans, da Universidade do Sul da Dinamarca.
"Este pecten dá a uma águia-cobreira a incrível acuidade visual necessária para detectar um pequeno lagarto imóvel a grandes alturas, mas também pode ter tido um papel crucial ao permitir que as aves migrassem. Isto é extraordinário!"
O que a descoberta pode ensinar sobre sobrevivência em anóxia
A descoberta pode orientar investigação relacionada com a sobrevivência celular em condições anóxicas. Compreender as “estratégias” usadas pelo olho das aves poderá, por exemplo, vir a apoiar o desenvolvimento de tratamentos para o AVC, outro cenário em que as células nervosas ficam privadas de oxigénio.
Agora que existe uma ideia muito mais clara do que é o pecten oculi e do que está a fazer, estudos futuros poderão analisar com maior detalhe como o fornecimento de glicose ao olho influencia o desempenho da retina. E, ao que parece, é necessária muita glicose para que o sistema funcione correctamente: o estudo indica que a captação é cerca de 2,5 vezes superior à do cérebro das aves.
O artigo científico levou, na prática, oito anos a ser concluído e reuniu contributos de especialistas de várias áreas científicas, acrescentando mais uma peça importante à compreensão de como a evolução das aves se desenrolou ao longo de milhões de anos.
"Este estudo é verdadeiramente um tour de force e um trabalho belíssimo que combina a perícia e o esforço de muitas pessoas", diz Elemans.
A investigação foi publicada na Nature.
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