Fim de Ano e Calendário Biológico

"Claro que o tempo é algo real, a saber, a forma real da intuição interna" - Immanuel Kant, Crítica da Razão Pura


Estamos numa época do ano; quando quase todos são tomados por reflexões sobre o tempo e com elas a sensação subjetiva de que terminamos um período e começamos outro; de alguma forma parece afetar igualmente corpo. Queixas de fadiga e necessidade de tirar férias; descansar por mais tempo; bem como uma noção de cuidar mais do corpo.

Serão essas queixas uma resposta aos marcos do tempo? Há substratos significativos na natureza, capazes de alterar a regulagem interna para ciclos num “calendário biológico”?

Recordamos que em sua trajetória no espaço ao redor do sol, nosso planeta cumpre uma trajetória elíptica - não tão acentuada como os planetas mais externos como júpiter, saturno e urano - o suficiente para termos dois momentos distintos; chamados de afélio e periélio, segundo as leis de Kepler.

O afélio terrestre ocorre em 4 de julho, quando estamos a 152,1 milhões de quilômetros do sol. Já no próximo dia 5 de janeiro estaremos mais próximo do sol – o periélio – a 147,1 milhões de quilômetros. Um diferença de aproximadamente de cinco milhões de quilômetros. Certamente uma diferença pequena em termos astronômicos para causar influencia na homeostasia dos seres vivos por maiores efeitos da gravidade1. Essa “simetria” orbital certamente contribuiu para presença de vida no planeta diante da estabilidade proporcionada por uma distância quase constante ao redor do sol. Condições extremas, como ocorrem com os planetas externos; não permitiriam a vida da forma como conhecemos.

Uma outra condição que poderia afetar nosso ritmo biológico e a diferença no dia solar de 24 horas. Ocorre variação na duração do dia ao longo do ano. Quando estamos no afélio, a velocidade angular do sol em sua trajetória na eclíptica (circunferência imaginária da trajetória do sol na esfera celeste) é maior, resultando numa variação que pode chegar até 15 minutos. Dias com variações poderiam não ser convenientes para marcar o tempo e por isso os astrônomos adotam o chamado sol médio2, com duração de 24 horas.

Os dias seriam mais curtos nessa época do ano, mas será que o suficiente o bastante para alterar nossos sentidos?

É conhecida a nossa capacidade de regular nosso relógio interno diante de variações como mudanças de fuso horário, por alterações no ritmo de sono/vigília, regulado por sinais externos de claro/escuro; conhecido como ciclo circadiano. O desconforto inicial se dá até o momento em que os hormônios produzidos nos ciclos normais; como o hormônio do crescimento; melatonina e cortisol cumprem seu papel de regular nosso “relógio interno” 3 . Trabalhos realizados em seres humanos em isolamento em cavernas encontraram ciclos de 24,2 a 25 horas. A Cronobiologia é responsável por estudos nessa área.

Certamente encontramos nessa época do ano várias alterações nos marcos do tempo que poderiam afetar nossos afetar nossos calendários e relógios biológicos, mas nossas respostas internas são suficientes para manter-nos em equilíbrio homeostático e é pouco provável que as sensações que percebemos não sejam mais que intuitivas.

Desejo um ano novo de projetos; propósitos e realizações para todos os visitantes do blogue.

Para saber mais:

1 A imponderabilidade e o corpo humano
2 Tempo e Calendário
3 ONTOGÊNESE DO SISTEMA DE TEMPORIZAÇÃO

Reparos num Patrimônio de uma Humanidade em Crise

Reparos num Patrimônio de uma Humanidade em crise.


Esta semana volto a postar; com uma notícia que entusiasma qualquer amante da ciência.

Em meio à loucura que o mundo passa diante da crise dos mercados financeiros; o Nasa Hubble Space Telescope News – noticiou os reparos sofridos no telescópio espacial que o tornaram 90 vezes mais potente. Sua primeira demonstração de sucesso da missão comandada da terra foi o envio de uma foto de um evento celeste ocorrido há 430 anos luz da terra, que aparenta ser resultado da interação de duas galáxias.

Não se trata de mais uma foto espetacular do Hubble. Essa luz captada é o que diria Carl Sagan : "Uma luz na Escuridão."
Quando se imagina que esse órgão do governamental de um país que sua pior crise econômica da história, ainda é capaz de gerir seus programas com perfeição.

A Nasa foi criada na guerra fria e no impulso da corrida espacial frente a URSS e hoje não só mantêm os EUA na dianteira da tecnologia espacial. É um patrimônio da humanidade junto das descobertas de seu mais conhecido telescopio espacial, que nos da esperança na manutenção dos ideais de liberdade do pensamento que caminham ao lado do conhecimento científico.

Os resultados de uma recessão mundial assustam aqueles que dependem de verbas para custear suas pesquisas e os cortes virão em todas as áreas. Entre salvar bancos ou laboratórios de pesquisa da falência qual será a opção dos governos? O atraso ou o futuro?

Acredito que a ciência pode dar uma resposta a essa cultura do medo que atinge seu mais alto grau na história recente. Ou então, o obscurantismo político gerado por outras crises, como a de 1929 e a Segunda Guerra Mundial podem tomar o lugar da razão e da sensatez.


Comemoremos então esse feito. Que o Telescópio Hubble tenha muitos anos de vida e seja um patrimônio da humanidade.

Efeito Doppler e uma História de Superação

Com o titulo – Uma História de Superação – o programa Fantástico, mostrou uma reportagem interessante de um rapaz cego que “enxergava” graças a uma habilidade desenvolvida, após o início de sua doença.
A doença em questão é o retinoblastoma; um raro tumor na retina, parte nervosa dos olhos responsável pela detecção de luz e cores. Ocorre em todas as idades, mas é mais comum na infância e mais raramente afetando os dois olhos; como aconteceu com Ben Underwood. O retinoblastoma afeta 1 em cada 15.000 a 20.000 nascidos vivos e 250 crianças são diagnósticas por ano nos EUA. Representa 3 por cento de todos os cânceres em menores de 15 anos. Está relacionado a uma mutação no gene RB1, localizado no cromossomo 13. Este gen impede o crescimento desordenado das células da retina. Alterações no cromossaoma 13 como deleções de uma parte que contem o gene, muitas delas na região 13q14, resultam na formação de tumores. Mutações do gene RB1 são herdadas de forma autossômica dominante. Se uma pessoa desenvolveu retinoblastoma em ambos os olhos, provavelmente um gen RB1 mutante estará presente em todas as suas células, inclusive óvulos e espermatozóides; podendo transmitir a doença a seus progenitores.
O outro lado da história de Ben demonstra como a natureza encontra às vezes um caminho surpreendente. Suponho que num determinado momento de sua infância de cego, Ben percebeu que quando fazia ruídos com a boca, algo acontecia com o som percebido por seus ouvidos, mais ainda; diferentes tonalidades emitidas podiam ser ouvidas de forma diferente e representavam um padrão. Instintivamente e inconscientemente o som trazia uma informação tridimensional do ambiente.
Johann Christian Andreas Doppler (29 de Novembro de 1803, Salzburgo – 17 de Março de 1853, Veneza), ajudou-nos a entender o que se passa com o rapaz que enxerga o som. Efeito Doppler descoberto pelo físico-matemático vienense, é uma característica das ondas emitidas ou refletidas por um objeto em movimento com relação ao observador. Ele pode ser compreendido pelo efeito sonoro emitido por um corpo em movimento. Ao se aproximar o som é mais agudo e ao se afastar,o som gradativamente vai se tornando mais grave. Alguns mamíferos como os golfinhos, utilizam o efeito para localizar inimigos e presas, no mar chamado de sonar.
Ben pode ter desenvolvido todo um complexo de emissão de ondas ultra-sônicas e percepção cronometrada do retorno do som, capaz de localizar objetos e até mesmo a percepção de formas. Certamente o caso Underwood merece estudos, embora referencias a estes não foram citadas na reportagem. A ecolocalização poderia ser uma alternativa para ajudar a locomoção de cegos e já há pesquisas no tema. É interessante notar que a semelhança dos golfinhos, Ben possui sua região frontal proeminente e pode estar aí a sua câmara de eco. Uma história de superação é uma verdadeira aula de ciência.
Para saber mais:
http://ghr.nlm.nih.gov/condition=retinoblastoma
http://www.biosonar.bris.ac.uk/
http://video.globo.com/Videos/Player/Noticias/0,,GIM820807-7823-UMA+HISTORIA+DE+SUPERACAO,00.html
http://super.abril.com.br/revista/241/materia_revista_241276.shtml?pagina=2
http://www.biosonar.bris.ac.uk/whatis.htm
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ecolocaliza%C3%A7%C3%A3o
http://www.retinoblastoma.net/
http://www.inca.gov.br/releases/press_release_view.asp?ID=1128

Células adultas já podem substituir células tronco embrionárias?

Em artigo publicado este mês na revista Science com o título: “A Seismic Shift for Stem Cell Research”; (1) informa que apesar do avanço conquistado com pesquisas de células tronco originárias de células de pele, os cientistas ainda necessitam utilizar as células tronco embrionárias para suas pesquisas. Escrevem Constance Holden e Gratchen Vogel para Science.

Há um ano cientistas trabalhando em dois grupos; um nos EUA e outro no Japão publicaram os primeiros resultados do que poderia ser a solução de várias questões éticas que envolvem a pesquisa com células tronco embrionárias. (2)

Através de duas técnicas distintas; uma em que se transfere clones de células da pele para o interior de óvulos enucleados - chamada de somatic cell nuclear transfer (SCNT) – grupos do EUA e Japão obtiveram células embrionárias. Um segundo grupo no EUA (Grupo de Harvard) obteve células embrionárias (pluripotenciais apenas) através da introdução de material genético carreado por retrovírus (transfecção) nas células de pele. Esta técnica foi chamada de células tronco pluripotenciais induzidas (iPS)

Aparentemente os problemas bioéticos (3) e religiosos estariam resolvidos, pois assim não seria necessária a utilização e produção de embriões, uma vez que essas células tronco apresentariam comportamento embrionário, ou seja, podem ser replicadas e diferenciadas em tecidos. Os grupos contrários logo se apresaram em comemorar o que poderia ser considerado uma – vitória da moral – afirmando que a discussão acabou.

Entretanto, o artigo alerta para a cautela quanto à utilização das células induzidas por retrovírus e sua segurança em seres humanos. A outra questão é quanto à potencialidade dessas células quando comparadas com as derivadas de embriões. “Para validar as células iPS, cientistas devem fazer enorme esforço (numerosos) ...de muitas diferentes populações e compara-las numa bateria de testes com células tronco embrionárias humanas” Destaca o artigo a declaração de Kevin Eggan da Universidade de Harvard.

Pode-se observar que diante das restrições as pesquisas com impedimentos legais e restrição de verbas; as alternativas criadas pela ciência - mesmo que aceitáveis do ponto de vista ético-moral - podem não ser tão efetivas; criar atraso na pesquisa com técnicas comprovadamente promissoras (6) e criar caminhos para novas técnicas com segurança questionável.

Luiz Cláudio - médico

Referencias:

1) A Seismic Shift for Stem Cell Research: Constance Holden and Gretchen Vogel; Science 1 February 2008: Vol. 319. no. 5863, pp. 560 – 563 DOI: 10.1126/science.319.5863.560

2) Cientistas produzem célula-tronco embrionária sem embriões http://br.reuters.com/article/topNews/idBRB24679120071121

3) Pesquisa com células tronco: José Roberto Goldin http://www.bioetica.ufrgs.br/celtron.htm

4) Vídeo educativo em português sobre células tronco: http://www.youtube.com/watch?v=pTrwVJ7ctFQ

5) Página informativa do governo do estado do Rio: http://www.educacaopublica.rj.gov.br/biblioteca/biologia/bio10a.htm

6) Muscular Dystrophy in Mice Treated with Muscle from Mouse Embryonic Stem Cells: Nature advance online publication, laboratory of R.C.R. Perlingeiro. 2008 Jan 20

Um Novo Tipo de Ciência

O polêmico tema da origem da vida na terra ultrapassou os limites da biologia teórica e teologia para ser objeto de estudo de cientistas computacionais.

The New Kin of Science, livro escrito por Stephen Wolfran publicado em 2002 e disponível em http://www.wolframscience.com/nksonline/toc.html propõe uma novo ramo de estudos em ciência onde regras muito simples podem gerar sistemas complexos.

A idéia central assemelha-se aos objetivos da Biologia Teórica que tenta explicar a natureza através de modelos matemáticos e ferramentas computacionais. Da observação de resultados gerados por modelos computacionais simples é possível, por exemplo, criar modelos para explicar a origem da vida e a evolução das espécies.

O suporte para essas modelos utiliza os conceitos da Matemática Discreta. Um dos modelos mais utilizados é o do Autômato Celular. Resumidamente nesses modelos aplicam-se conjuntos de regras simples conhecidas a um número infinito de células e observa-se seu comportamento num espaço de tempo t.


As aplicações desse novo tipo de ciência – sem um nome especifico ainda – são as mais diversas e incluem a pesquisa de novos medicamentos; comportamentos de células tumorais; resistência a antimicrobianos; inteligência artificial aplicada medicina só para citar possibilidades na minha área de estudo.


Wolfran acredita como os biólogos que sistemas complexos, como os seres vivos, possuem um antepassado mais simples, que submetidos a regras específicas, tendem a se organizar de forma a responder essas regras, num novo tipo de sistema. Em computação esse novo sistema pode ser a realização de uma tarefa simples como ligar ou desligar um programa quando esse atingir seu objetivo.

Contraria o dogma de que sistemas complexos só podem ser originados de outros sistemas igualmente complexos. O oposto do que se espera das teorias onde a existência de um “projetista” ou “ser supremo” originou a vida; hipótese que não pode ser comprovada ou refutada pela ciência.

Evolução, Ciência e Criacionismo......

Desde 1984, National Academy of Sciences mais eminente órgão do governo norte americano para a pesquisa científica, produz livros que dão suporte a teoria da evolução e argumentam contra a introdução da alternativa do criacionismo nas escolas daquele país.

Em sua última edição do Science, Evolution and Creationism trata das últimas evidencias do evolucionismo, de modo compreensivo para o público leigo, sem se confrontar com a religião.

Apresenta o método utilizado pela pesquisa científica e o conhecimento religioso como formas diferentes de entender o mundo, observando que “muitas crenças aceitam as evidencias científicas da evolução”.


O leitor (a) poderá ter uma amostra em PDF de 8 paginas do livro ou ainda ler todo livro no site da NAS.