Plasticidade Cerebral das
Abelhas
Insetos com asas mais desgastadas e capacidade de
aprendizagem comprometida revertem envelhecimento ao trocar de função na
colônia
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Kara Rogers
O
cérebro das abelhas é dinâmico e cheio de surpresas. Muito semelhante ao
cérebro humano, seus neurônios modulam as atividades em resposta a estímulos
sensoriais e alteram os padrões de expressão dos genes e das proteínas –
mudanças tão importantes que reorganizam o cérebro das abelhas. O fato mais
curioso, porém, é que essa plasticidade é fortemente influenciada pelo ambiente
social, uma característica recentemente ressaltada pela descoberta de que
abelhas que trocam seus papéis sociais revertem de maneira eficiente o
envelhecimento cerebral.
A reversão, descrita em termos de recuperação da habilidade de aprendizagem, ocorreu quando abelhas mais velhas mudaram suas tarefas: da coleta de pólen para o cuidado de abelhas recém-nascidas. Essa troca foi ligada a aumento dos níveis cerebrais de respostas a estresse e proteínas antioxidantes, que têm funções importantes de manutenção e reparo celular. Uma dessas proteínas era similar à enzima peroxiredoxina-6 (Prx6), presente em mamíferos. Em humanos, a Prx6 protege contra o estresse oxidativo e contra a inflamação associada às doenças de Alzheimer e Huntington, indicando que compreender melhor quais são as moléculas envolvidas na plasticidade cerebral e na recuperação cognitiva de abelhas poderia produzir pesquisas sobre demência e doenças relacionadas.
As novas descobertas são especialmente intrigantes pelo que sugerem em relação à influência do ambiente social sobre a função cognitiva. Estudos em humanos ligaram fortes relações sociais à maior probabilidade de sobrevivência, e a redução dessas relações durante a meia idade e a velhice a um maior risco de demência. Pouco se sabe, no entanto, sobre a importância do ambiente social no contexto de funções cognitivas e envelhecimento humano.
Abelhas são animais com ambientes sociais complexos, com organização – uma hierarquia de três classes distintas, incluindo uma rainha, trabalhadores (fêmeas sexualmente imaturas) e zangões (machos) – comparada à de governos socialistas. Mas, como estudos recentes estão começando a revelar, as bases neurobiológicas das abelhas (estranhamente “humanas”) são ainda mais impressionantes que sua estrutura social. Ou talvez a neurobiologia humana que se assemelhe à dos insetos.
Enquanto a rainha das abelhas vive isolada em sua colméia, onde exerce sua dominação por meios químicos, os trabalhadores são enviados para executar o trabalho que assegura a sobrevivência da colônia. A divisão do trabalho é feita pela fase da vida (um fenômeno conhecido como polietismo social, que também é encontrado em outros tipos de insetos eu sociais, incluindo a vespa-do-papel-europeia e o gênero Pheidole de formigas). Jovens operárias, com uma ou duas semanas de vida, desenvolvem atividades dentro do ninho, como cuidar da rainha, cuidar de larvas e limpar e construir favos. Abelhas mais velhas, por outro lado, executam atividades fora do ninho ao coletar néctar e levá-lo de volta à colônia.
Abelhas operárias sofrem uma rápida senescência física e por isso envelhecem rapidamente. Várias semanas após embarcarem em suas primeiras atividades de coleta, suas asas mostram sinais de estarem gastas devido aos vôos extensos – e coletoras de longo prazo passam por modificações na expressão protéica cerebral que são consistentes com o processo de envelhecimento observado em outras espécies, particularmente na Drosophila, a mosca da fruta.
A reversão, descrita em termos de recuperação da habilidade de aprendizagem, ocorreu quando abelhas mais velhas mudaram suas tarefas: da coleta de pólen para o cuidado de abelhas recém-nascidas. Essa troca foi ligada a aumento dos níveis cerebrais de respostas a estresse e proteínas antioxidantes, que têm funções importantes de manutenção e reparo celular. Uma dessas proteínas era similar à enzima peroxiredoxina-6 (Prx6), presente em mamíferos. Em humanos, a Prx6 protege contra o estresse oxidativo e contra a inflamação associada às doenças de Alzheimer e Huntington, indicando que compreender melhor quais são as moléculas envolvidas na plasticidade cerebral e na recuperação cognitiva de abelhas poderia produzir pesquisas sobre demência e doenças relacionadas.
As novas descobertas são especialmente intrigantes pelo que sugerem em relação à influência do ambiente social sobre a função cognitiva. Estudos em humanos ligaram fortes relações sociais à maior probabilidade de sobrevivência, e a redução dessas relações durante a meia idade e a velhice a um maior risco de demência. Pouco se sabe, no entanto, sobre a importância do ambiente social no contexto de funções cognitivas e envelhecimento humano.
Abelhas são animais com ambientes sociais complexos, com organização – uma hierarquia de três classes distintas, incluindo uma rainha, trabalhadores (fêmeas sexualmente imaturas) e zangões (machos) – comparada à de governos socialistas. Mas, como estudos recentes estão começando a revelar, as bases neurobiológicas das abelhas (estranhamente “humanas”) são ainda mais impressionantes que sua estrutura social. Ou talvez a neurobiologia humana que se assemelhe à dos insetos.
Enquanto a rainha das abelhas vive isolada em sua colméia, onde exerce sua dominação por meios químicos, os trabalhadores são enviados para executar o trabalho que assegura a sobrevivência da colônia. A divisão do trabalho é feita pela fase da vida (um fenômeno conhecido como polietismo social, que também é encontrado em outros tipos de insetos eu sociais, incluindo a vespa-do-papel-europeia e o gênero Pheidole de formigas). Jovens operárias, com uma ou duas semanas de vida, desenvolvem atividades dentro do ninho, como cuidar da rainha, cuidar de larvas e limpar e construir favos. Abelhas mais velhas, por outro lado, executam atividades fora do ninho ao coletar néctar e levá-lo de volta à colônia.
Abelhas operárias sofrem uma rápida senescência física e por isso envelhecem rapidamente. Várias semanas após embarcarem em suas primeiras atividades de coleta, suas asas mostram sinais de estarem gastas devido aos vôos extensos – e coletoras de longo prazo passam por modificações na expressão protéica cerebral que são consistentes com o processo de envelhecimento observado em outras espécies, particularmente na Drosophila, a mosca da fruta.
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Mas,
curiosamente, o declínio cognitivo não é uma função da idade cronológica em
abelhas. Em vez disso, está relacionado ao papel social. Comparadas a
abelhas-enfermeiras de mesma idade cronológica, as coletoras apresentam
comprometimento significativo de aprendizado tátil e olfativo apenas duas
semanas após o início de suas atividades fora do ninho. E como revela a nova
pesquisa, coletoras que se tornam enfermeiras praticamente voltam o relógio do
envelhecimento cerebral. Isso é intrigante não apenas por suas implicações a
respeito do papel da plasticidade em reverter o processo de envelhecimento cerebral,
mas também por sugerir que fatores físicos, como danos às asas, são limitadores
maiores do tempo de vida de uma abelha.
A transição de coletoras para enfermeiras não é uma circunstância artificial em sociedades de abelhas. Na natureza, operárias podem passar por diferentes papeis, dependendo das necessidades da colônia. Se há muitas coletoras, por exemplo, algumas podem se tornar enfermeiras e voltar a executar tarefas dentro do ninho. Enquanto vão de um papel a outro, seu cérebro muda: o corpo de cogumelo (um centro de processamento olfativo) encolhe ou expande, o proteoma cerebral se transforma e até o transcriptoma de microRNA se modifica. A complexidade é impressionante, ainda mais com a sugestão de que todas essas modificações servem essencialmente para retardar ou acelerar a taxa de envelhecimento do cérebro.
Ainda não se sabe se o envelhecimento cerebral humano pode ser revertido por mudanças de comportamento social, mas talvez isso seja improvável. O tempo não é bondoso com o cérebro humano: ele o faz encolher, modifica sua aparência enrugada e enche sua superfície cheia de sulcos com placas e emaranhados de neurônio sem degeneração. E a formação dessas placas e emaranhados está associada à deterioração da função cerebral e à demência.
Encontrar maneiras de prevenir ou retardar a instalação da demência é de urgente importância, considerando que a doença atualmente está passando por uma taxa de crescimento global sem precedentes, o que se deve em grande parte ao aumento da expectativa de vida em países entrando no espectro econômico. Então ainda que, nas palavras de A.A. Milne, “com as abelhas, nunca se sabe”, elas podem vir a ser valiosos contribuintes para o trabalho de deter o avanço da demência.
A transição de coletoras para enfermeiras não é uma circunstância artificial em sociedades de abelhas. Na natureza, operárias podem passar por diferentes papeis, dependendo das necessidades da colônia. Se há muitas coletoras, por exemplo, algumas podem se tornar enfermeiras e voltar a executar tarefas dentro do ninho. Enquanto vão de um papel a outro, seu cérebro muda: o corpo de cogumelo (um centro de processamento olfativo) encolhe ou expande, o proteoma cerebral se transforma e até o transcriptoma de microRNA se modifica. A complexidade é impressionante, ainda mais com a sugestão de que todas essas modificações servem essencialmente para retardar ou acelerar a taxa de envelhecimento do cérebro.
Ainda não se sabe se o envelhecimento cerebral humano pode ser revertido por mudanças de comportamento social, mas talvez isso seja improvável. O tempo não é bondoso com o cérebro humano: ele o faz encolher, modifica sua aparência enrugada e enche sua superfície cheia de sulcos com placas e emaranhados de neurônio sem degeneração. E a formação dessas placas e emaranhados está associada à deterioração da função cerebral e à demência.
Encontrar maneiras de prevenir ou retardar a instalação da demência é de urgente importância, considerando que a doença atualmente está passando por uma taxa de crescimento global sem precedentes, o que se deve em grande parte ao aumento da expectativa de vida em países entrando no espectro econômico. Então ainda que, nas palavras de A.A. Milne, “com as abelhas, nunca se sabe”, elas podem vir a ser valiosos contribuintes para o trabalho de deter o avanço da demência.
Perguntas
01 - Abelhas operárias
sofrem uma rápida senescência física e por isso envelhecem rapidamente. Várias
semanas após embarcarem em suas primeiras atividades de coleta, suas asas
mostram sinais de estarem gastas devido aos vôos extensos. (Plasticidade Cerebral
das Abelhas de Kara Rogers). A frase acima comenta sobre as asas da
abelha. A asa é encontrada em diversos
animais, e nos insetos geralmente, o primeiro par de asas localiza – se no mesotórax
e o segundo, no metatórax. Marque a alternativa correta sobre as asas dos
insetos.
02 – Enquanto a rainha
das abelhas vive isolada em uma colméia, onde exerce sua dominação por meios químicos,
os trabalhadores são enviados para executar o trabalho que assegura a sobrevivência
da colônia. Com base nos dados acima tirado do texto Plasticidade Cerebral das
Abelhas de Kara Rogers e no fato das abelhas se alimentarem de néctar das
flores. Assinalar quais são as associações (interespecíficas e intraespecíficas)
das abelhas.
01 - Abelhas operárias
sofrem uma rápida senescência física e por isso envelhecem rapidamente. Várias
semanas após embarcarem em suas primeiras atividades de coleta, suas asas
mostram sinais de estarem gastas devido aos vôos extensos. (Plasticidade Cerebral
das Abelhas de Kara Rogers). A frase acima comenta sobre as asas da
abelha. A asa é encontrada em diversos
animais, e nos insetos geralmente, o primeiro par de asas localiza – se no mesotórax
e o segundo, no metatórax. Marque a alternativa correta sobre as asas dos
insetos.
A - Todo inseto possui
asa.
B - A asa é uma dobra
achatada do exoesqueleto, e seus movimentos dependem de músculos verticais e
longitudinais.
C - A única função da
asa é o vôo.
D - A asa não possui
sangue ou nervos.
02 – Enquanto a rainha
das abelhas vive isolada em uma colméia, onde exerce sua dominação por meios químicos,
os trabalhadores são enviados para executar o trabalho que assegura a sobrevivência
da colônia. Com base nos dados acima tirado do texto Plasticidade Cerebral das
Abelhas de Kara Rogers e no fato das abelhas se alimentarem de néctar das
flores. Assinalar quais são as associações (interespecíficas e intraespecíficas)
das abelhas.
A – Predação e
Associação social.
B- Mutualismo e Associação
social.
C- Predação e
Associação gregária.
D- Mutualismo e
Associação gregária.
