O cabelo ruivo e as penas alaranjadas têm sido, durante muito tempo, encarados como características evolutivas arriscadas. A razão apontada por estudos anteriores é a sua associação a pigmentos cutâneos capazes de aumentar o stress celular e, em humanos, de elevar o risco de cancro.
Investigação recente indica, porém, que em determinados contextos esse mesmo pigmento laranja pode desempenhar o papel oposto: ajudar a proteger as células ao lidar com desafios dietéticos específicos. Os cientistas chamam-lhe feomelanina.
Num ensaio controlado realizado no Conselho Superior de Investigações Científicas de Espanha (CSIC), biólogos analisaram 65 tentilhões-zebra para perceber se a própria pigmentação consegue limitar danos metabólicos.
Sob a direcção do Dr. Ismael Galvan, a equipa aproveitou esta diferença natural de cor para atacar um enigma evolutivo antigo: porque é que um pigmento ligado a custos a longo prazo se mantém tão disseminado.
Ao manipular em simultâneo a dieta e a produção de pigmento, o trabalho avalia se a coloração alaranjada funciona não apenas como sinal, mas também como uma estratégia celular para gerir nutrientes ricos em enxofre.
Pigmento laranja e ruivos
A mesma base biológica que dá cor ao cabelo ruivo tem sido associada a maior risco de melanoma, um padrão que intriga os biólogos evolutivos há décadas.
Se este pigmento representasse apenas perigo, a selecção natural tenderia a favorecer variantes genéticas que encaminhassem as células para a melanina escura, considerada mais segura.
A equipa do Dr. Galvan pôs à prova uma hipótese antiga: produzir feomelanina poderá também resolver um problema nutricional.
Demasiada cisteína dentro das células
As células recorrem à cisteína, um aminoácido com enxofre usado na construção de proteínas, mas quantidades em excesso podem perturbar equilíbrios químicos sensíveis.
Em certas condições, a cisteína oxida-se e transforma-se em cistina; a partir daí pode surgir a disulfidptose, uma forma de morte celular impulsionada por stress de dissulfuretos.
Como a feomelanina é construída a partir de cisteína, aumentar a produção do pigmento pode “prender” o excesso deste aminoácido numa forma estável e inofensiva.
Isto é particularmente relevante nas células pigmentares, onde a cisteína também alimenta a glutationa, uma pequena molécula que ajuda a neutralizar compostos reactivos.
Bloquear o pigmento laranja
Para testar a hipótese da cisteína, o grupo de Galván suplementou algumas aves e, noutras, travou a síntese do pigmento durante o mesmo período.
Cada ave tratada bebeu água com cerca de 0.013 onças por galão (0.1 g/L) de cisteína ao longo de um mês.
Alguns machos receberam ainda ML349, um fármaco que impede a síntese de feomelanina ao manter activo um receptor do pigmento.
Depois dos tratamentos, análises ao sangue monitorizaram o malondialdeído - um subproduto da degradação de gorduras durante a oxidação - como indicador de dano sistémico.
Os danos apareceram nos machos
Nos machos, impedir a feomelanina alterou de forma clara o efeito da suplementação com cisteína.
Os machos que receberam cisteína e ML349 apresentaram níveis mais elevados de malondialdeído no plasma do que os machos que receberam apenas cisteína, após ter sido considerada a capacidade antioxidante.
Antes de comparar os grupos de tratamento, a análise ajustou a actividade de genes de controlo antioxidante em melanócitos, as células produtoras de pigmento na pele e nas penas.
Em conjunto, estes dados apontam para um mecanismo simples: ao fabricar pigmento, o organismo consumiu cisteína excedentária, reduzindo a formação de subprodutos reactivos capazes de prejudicar as células.
As fêmeas não tinham válvula de segurança
As fêmeas proporcionaram um contraste natural, já que não depositam feomelanina laranja nas penas.
Quando as fêmeas beberam a água com cisteína adicionada, os níveis de malondialdeído tenderam a aumentar em comparação com os controlos que receberam água simples.
O ML349 não modificou os marcadores sanguíneos nas fêmeas, o que é consistente com o facto de não produzirem feomelanina à partida.
Sem esta via do pigmento, o excesso de cisteína pareceu funcionar mais como um fardo do que como um nutriente útil nestas aves.
Transformar aminoácidos em penas
A formação de feomelanina pode reduzir a cisteína livre nas células, porque a síntese do pigmento utiliza o mesmo aminoácido.
No interior dos melanossomas - pequenos compartimentos onde o pigmento é montado - os melanócitos produzem feomelanina e transferem-na para as penas em crescimento.
“Estes resultados demonstram que a síntese de feomelanina evita danos celulares ao excretar o excesso de cisteína para estruturas queratinizadas inertes, como as penas”, afirmou Galvan.
A ressalva é que outros tecidos podem não dispor desta via pigmentária, pelo que a gestão da cisteína pode variar consoante a região do corpo.
O que isto significa para os ruivos
Nos humanos, este pigmento laranja é mais reconhecível no cabelo ruivo e na pele muito clara. Um estudo de 2012 com modelo murino concluiu que a via da feomelanina pode aumentar o risco de melanoma mesmo sem radiação ultravioleta.
Os resultados nos tentilhões sugerem que dieta e metabolismo podem influenciar esse risco ao alterarem a quantidade de cisteína que as células pigmentares precisam de gerir.
Não houve testes em humanos neste trabalho, pelo que ainda não é possível determinar que alimentos elevam os níveis de cisteína na pele.
Pigmento laranja e protecção celular
Se a feomelanina ajudar a lidar com excesso de cisteína, a plumagem alaranjada pode persistir porque resolve problemas fisiológicos para lá da sinalização ou da aparência.
A selecção natural pode favorecer genes relacionados com pigmentação mesmo quando estes trazem custos a longo prazo, desde que reduzam o stress celular quotidiano sob certas dietas ou condições ambientais.
Esse compromisso pode ajudar a explicar porque é que padrões de cor laranja e vermelha reaparecem com tanta frequência em aves, mamíferos e répteis.
Isto também torna menos simples a narrativa de saúde associada à pigmentação, sugerindo que os efeitos biológicos de um pigmento podem depender tanto do ambiente e da dieta quanto da genética.
No conjunto, a experiência com tentilhões liderada pelo CSIC relaciona a pigmentação laranja e a regulação da cisteína com marcadores mensuráveis de dano celular no sangue.
A seguir, os investigadores irão explorar se a pele humana recorre a uma via semelhante de armazenamento baseada em pigmento. A equipa irá ainda avaliar se alterações na dieta ou na doença mudam os níveis de cisteína de forma a modificar o papel protector do pigmento.
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