0

Micropartículas: A pequena arma no tratamento de doenças

Hoje em dia, combatemos diversas doenças utilizando vacinas e administração de fármaco via intravenosa. No entanto o problema desse método é a liberação do fármaco no corpo humano. Geralmente a liberação é realizada sem controle, sendo muitas vezes necessária mais de uma dose para que surja algum efeito no paciente.

Uma alternativa são micropartículas construídas de polímeros biocompatíveis (que possuem afinidade com organismos vivos e não são tóxicos) para auxiliar na entrega de fármacos. Essas micropartículas auxiliam na liberação do fármaco de forma sustentada. Por serem geralmente construídas de géis porosos e não tóxico como: colágeno, alginato ou agarose. Esses materiais são mais facilmente assimiladas pelo organismo humano.

Figura: Ilustração de biomoléculas. Créditos: Phys.org

Mas afinal, como ocorre essa liberação sustentada? Como se trata geralmente de uma matriz porosa, a transferência de massa ocorre nos poros, o que dificulta que a entrega dos fármacos seja liberada toda de uma vez. A liberação ocorre de forma gradual e contínua. Outro fator interessante é que as micropartículas podem ser modificadas para atingir uma célula alvo, por exemplo, células tumorais. É possível modificar a superfície da micropartícula com alguma proteína sinalizadora para aquele tipo específico de célula, tornando a entrega do fármaco mais efetiva.

Segundo a mestranda Bruna Gregatti de Carvalho, que trabalha como a produção de micropartículas de alginato na Universidade Estadual de Campinas, o uso das micropartículas são interessante no aspecto biotecnológico, visto que o paciente não necessita tomar diversas doses do medicamento. Além disso, a cientista explica que as mesmas micropartículas, também podem ser utilizadas na terapia gênica, visto que protege o material genético: “Mesmo o material genéticas estando dentro de uma nanopartícula, as micropartículas podem ser interessante, visto que ela age como mais uma barreira para a entrega do material, dificultando que o material genético seja degradado pelo o organismo humano”.

Em época em que vacinas e tratamentos convencionais estão sendo questionado, tecnologias como essas podem se tornar poderosas ferramentas ao combate de diversas doenças.

 

Referências
TELLECHEA, A. et al. Alginate and DNA gels are suitable delivery systems for diabetic wound healing. Int. J. Low. Extrem. Wounds (2015).
LI, J & MOONEY, D. Designing hydrogels for controlled drug deliver. Nature reviews materials (2016).

Anúncios
0

Um ponto ótimo para as oscilações neuronais

Considerando o senso comum, parece que quanto mais bagunça adicionamos a um sistema, mais difícil a transmissão de informação através dele. Por exemplo, em uma sala silenciosa você poderia facilmente conversar com uma amiga a dois metros de distância de você. Mas se aos poucos vão chegando outras pessoas na sala, e estas pessoas estão conversando entre si, é fácil imaginar que vai ficando cada vez mais difícil entender o que sua amiga fala. Ou seja, quanto maior o barulho (ou ruído) na sala, mais difícil mantermos a comunicação. No entanto, essa diminuição da transmissão de informação com o aumento do ruído (que parece bastante intuitiva para nós), nem sempre é verificada.

Alguns sistemas físicos e biológicos apresentam um fenômeno chamado coerência estocástica (ou ressonância estocástica) que, em palavras simples, consiste em um aumento da transmissão da informação induzido pelo aumento do ruído. Esses sistemas apresentam um valor de ruído ótimo, para o qual a transmissão de informação é máxima.

Voltando ao nosso exemplo da conversa em uma sala. Imagine hipoteticamente que esta sala apresentasse este efeito de ressonância estocástica. Isto significaria que a qualidade da comunicação entre você e sua amiga aumentaria com a entrada das primeiras pessoas na sala até um valor máximo. Existiria um número n de pessoas (uma certa quantidade de barulho) que ajudaria na transmissão da informação. O barulho só passaria a atrapalhar a conversa de vocês depois que a pessoa de número n+1 entrasse na sala. Parece pouco intuitivo não é?

Mas um exemplo verdadeiro desse fenômeno pode ser verificado na seguinte imagem [1]:

8_image

Figura modificada da Ref. [1]. À imagem original do Big Ben foi adicionada uma certa quantidade de ruído, que aumenta da figura da esquerda para a da direita. Note que para uma quantidade intermediária de ruído podemos reconhecer melhor a imagem.

Cada um dos 256×256 pixels da foto original digitalizada é representado por um número de 1 a 256 representando a escala de tons de cinza. Nas três imagens acima, a cada um desses pixels foi adicionado ao valor inicial um número aleatório (de maneira que a quantidade de ruído total adicionado a cada imagem aumenta da esquerda para direita [1]) Podemos notar que a imagem mais nítida é a do meio, indicando que existe um valor ótimo de ruído para o qual nosso cérebro interpreta melhor essa imagem como “Big Ben”. Em outras palavras, a natureza passou a utilizar a existência do ruído aleatório a seu favor.

Recentemente, a pesquisadora Belén Sancristobal e seus colaboradores, verificaram que este fenômeno da coerência estocástica ocorre em um modelo computacional de redes de neurônios conectados e também em uma rede de neurônios reais pertencentes a um pedacinho do córtex de um furão. Ao contrário de estudos anteriores em sistemas com apenas um neurônio, eles mostraram que a coerência estocástica pode ocorrer como um fenômeno coletivo e emergente. O ruído nesses experimentos contribui para deixar o sistema mais previsível. (Mais detalhes abaixo).

Em alguns estados especiais, por exemplo durante o sono de ondas lentas ou quando estamos anestesiados, a atividade elétrica de regiões corticais do nosso cérebro oscila em frequências da ordem de 1Hz entre dois estados bem definidos chamados UP e DOWN. Os estados UP são caracterizados pelos disparos de vários neurônios (atividade sustentada), estes disparos são parecidos com os que ocorrem durante momentos em que estamos acordados e saudáveis. Por outro lado, durante os estados DOWN a maioria dos neurônios se mantêm em silêncio. Esse estado oscilante entre UP e DOWN também já foi verificado em experimentos in vitro na ausência de estímulo externo. Isto indica que essas oscilações  podem ser uma atividade auto-sustentada que ocorre em redes relativamente pequenas devido, possivelmente, às conexões recorrentes entre os neurônios locais. A medida em que vamos despertando de um estado profundo de anestesia, a regularidade das oscilações de UP e DOWN diminuem até que desaparecem por completo quando estamos acordados (nos mantemos apenas em UP). Nesses estágios intermediários é mais difícil prever quando ocorrerá um estado UP. A natureza desses estados mais regulares durante a anestesia profunda ainda não é bem entendida na comunidade científica. Em particular, não se sabe se ela é determinística ou devido a ruído externo.

O estudo citado acima [2] abordou justamente esta questão. Eles mostraram que a regularidade da oscilações UP e DOWN, pelo menos em alguns casos específicos in vitro, está associada ao fenômeno da coerência estocástica.  Variando a excitabilidade neuronal através da concentração extracelular de  potássio, eles mostraram que o coeficiente de variação da duração dos estados UP e DOWN tem um mínimo para uma certa concentração específica de potássio. Sendo assim, eles provaram através de modelos computacionais e experimentos in vitro que existe um valor intermediário de ruído para o qual a regularidade das oscilações neuronais UP e DOWN é máxima. Além disso, como o trabalho utilizou redes de vários neurônios, estes resultados mostram que a coerência estocástica pode ocorrer como um fenômeno coletivo e emergente no nosso cérebro. Ou seja, apesar de cada neurônio individualmente do sistema não estar em um regime de coerência estocástica, esse regime surge (emerge) quando conectamos os neurônios uns aos outros de uma maneira específica.

Parece que, mais uma vez, a evolução garantiu a perpetuação de quem usou as adversidades do meio a seu favor e nos colocou em algum ponto ótimo.


8_image2

Figura modificada da Ref. [2].  Primeira evidência experimental da coerência estocástica em tecidos corticais. Esses dados foram obtidos no laboratório da  pesquisadora Mavi Sanchez Vives em Barcelona. No topo, séries temporais da atividade elétrica do tecido mostrando os estados UP e DOWN para três concentrações diferentes de potássio. Na base, medida da variabilidade dos estados como função da concentração de potássio em várias repetições do experimento (colorido) e o valor médio em preto. Note que no ponto ótimo [K+]=0 há um mínimo na variabilidade, indicando um máximo na previsibilidade dos estados UP e DOWN.

Referências:

[1] Simonotto, Enrico; Riani, Massimo; Seife, Charles; Roberts, Mark; Twitty, Jennifer; Moss, Frank (1997). “Visual Perception of Stochastic Resonance”. Physical Review Letters. 78 (6): 1186.

[2] Sancristóbal B, Rebollo B, Boada P, Sanchez-Vives MV, Garcia-Ojalvo J. Collective stochastic coherence in recurrent neuronal networks. Nature Physics. 2016 Sep;12(9):881.

 

0

Nenhum pedacinho a menos! A importância de manter as florestas “intactas”

Apesar das crescentes taxas de desmatamento na Terra, as florestas ainda estão amplamente distribuídas, cobrindo um total de 40 milhões de km2, aproximadamente 25%, da superfície terrestre. Entretanto, destas florestas restantes, 82% estão atualmente degradadas de alguma forma, como resultado de ações humanas diretas, como exploração industrial, urbanização, agricultura e infraestrutura.

Um estudo publicado com 28 cientistas, em abril de 2018 na revista Nature [1], mostra a necessidade de identificar e preservar os ecossistemas naturais “intactos”, que são aqueles, conforme definição dos autores, livres de degradações significativas feitas pelo homem. Os cientistas mostraram que as florestas “intactas” são indispensáveis não só para conseguirmos frear as mudanças climáticas provocadas pela nossa espécie, mas também para barrar a crise da perda de biodiversidade do planeta, além de fornecerem serviços ecossistêmicos essenciais e permitirem a manutenção da saúde humana.

figura 1_florestas mapas

Figura 1. Mapas da extensão das regiões de floresta intacta no mundo e graus de pegada humana (intervenção) nos ecossistemas florestais. (FONTE: Watson et al., 2018, traduzido para português).

Desde o ano de 1870, os processos de degradação das florestas foram responsáveis por 26% das emissões de CO2 atmosférico. As florestas intactas armazenam mais carbono que florestas derrubadas, degradadas ou plantadas em locais ecologicamente comparáveis. A explicação para isso é que a extração de madeira e a conversão de florestas em terras agrícolas causam grande erosão e contribuem para a perda de carbono subterrâneo, liberando o gás na atmosfera. Além disso, as florestas intactas contribuem com a complexidade da fauna nos ecossistemas e sequestram carbono ativamente em solos e biomassa viva.

Florestas intactas atuam na regulação do clima local e regional, além de atuarem na geração de chuvas e na prevenção de secas. Os autores demonstram que a degradação e perda de floresta intacta pode aumentar o número de dias secos e quentes, diminuir a intensidade das chuvas diárias e aumentar a duração da seca durante os anos do El Niño. Adicionalmente, a degradação das florestas podem afetar a disponibilidade de escoamento de água e a manutenção dos serviços hidrológicos.

A conservação da biodiversidade é outro fator importante para a preservação das florestas. Estes ambientes possuem maior número de espécies sensíveis, são importantes refúgios de animais e possuem maior diversidade genética e funcional do que os ambientes degradados [1]. Além disso, são ecossistemas com maior quantidade de funções para a sociedade, como a dispersão de sementes e serviços de polinização.

Pelo menos 250 milhões de pessoas no planeta vivem em florestas e, para muitas delas, suas identidades culturais estão profundamente enraizadas nas espécies de plantas e animais encontradas nestes ambientes. A fragmentação e degradação das florestas impede a manutenção dos hábitos e tradições dos povos da floresta, levando essas pessoas a estarem conectadas com os produtos provenientes da cidade para sobreviverem. Além disso, causam diversos impactos na saúde dessas pessoas, que são expostas à doenças e vetores das regiões externas à floresta. Nos dias atuais, existem evidências crescentes que o fortalecimento da posse da terra para os povos da floresta é uma maneira eficaz para proteger esses ambientes.

guilherme.gnipper-1302

Figura 2.  Comunidade indígena que vive isolada na Amazônia que foi fotografada pela primeira vez em setembro de 2016 (Foto: Guilherme Gnipper/Hutukara/Divulgação/G1).

Em relação aos benefícios a saúde humana, os ecossistemas florestais são importantes fontes de muitos compostos medicinais que fornecem medicamentos a milhões de pessoas em todo o mundo. Adicionalmente, florestas intactas reduzem os riscos de doenças infecciosas, como Ebola, dengue, zika vírus, vários hantavírus, febre amarela e malária. Assim, o maior índice de incidência dessas doenças endêmicas está relacionado à invasão e degradação das florestas decorrentes do aumento da presença humana nesses habitats.

Em relação ao Brasil, um grande problema atual é a permissão por parte do governo de classificar e autorizar o uso de áreas de florestas nativas impactadas como áreas que podem ser “exploradas”. Na Amazônia brasileira, 16% das áreas com permissão para utilização são desmatadas para agricultura no primeiro ano após a exploração, com perdas adicionais nessas áreas de mais de 5% ao ano nos próximos quatro anos. A taxa de queimadas nessas regiões é muito maior do que em outras áreas, e, além disso, o risco de invasão de espécies exóticas também é maior do que em florestas não-degradadas. Assim, a definição de uma área como “menos importante”, “degradada” ou “passível de modificação e/ou exploração” torna essas regiões mais propensas a serem desmatadas.

Apesar de todos esses benefícios indiscutíveis, é possível vislumbrar, ainda no atual século, um mundo com poucas ou nenhuma área de floresta intacta remanescente significativa. Em alguns anos, a humanidade provavelmente irá presenciar apenas florestas degradadas e danificadas, que irão precisar de restaurações caras e algumas vezes inviáveis, abertas a uma série de novas ameaças e sem a capacidade de suportarem as tensões das mudanças climáticas cada vez mais reais. Assim, existe uma necessidade urgente de maiores esforços de conservação das florestas em todo o mundo, e para isso a sociedade precisa entender a importância da conservação da integridade das florestas, bem como os valores sociais e ambientais provenientes destes ecossistemas.

 

Referências:

[1] Watson et al., The exceptional value of intact forest ecosystems. Nature: Ecology & Evolution, v. 2, p. 599–610, 2018.

 

0

Reflexões de uma vida sem gasolina: locavorismo

Nesses últimos dias, o Brasil viveu uma situação crítica, que expôs fragilidades importantes e intensas (diria). Pessoas aflitas pela falta de combustível, estocando alimentos, desesperadas pela possibilidade da falta de itens que julgamos necessários.

A situação trouxe à tona diversas questões, como a importância da retomada na construção de ferrovias, mudanças na política de preços do combustível, a imensa carga tributária sobre os produtos, livre mercado, enfim, longos e extensos debates.

Entretanto, para além da reflexão sobre os combustíveis, uma questão sintomática dessa situação foi a evidente falta de autonomia e a dependência exagerada de transportes movidos a combustíveis fósseis para o acesso a produtos básicos, principalmente, ALIMENTOS.

Já parou para pensar de onde vem o alimento que você consome?

Infelizmente, talvez não venha do mesmo estado em que residimos. A maior parte das terras agricultáveis do Estado de São Paulo estão sob cultivo de cana de açúcar, como é possível observar na figura abaixo.

 

figura 1-locav

Figura 1: Evolução da área de cultivo de cana-de-açúcar em São Paulo. Hectares/município. Fonte: Camara e Caldarelli (2016).

Curioso perceber que uma das razões pelas quais a produção de alimentos seja distante dos consumidores paulistas é exatamente a produção de biocombustível que, de forma direta ou indireta, contribui para o transporte dos alimentos até aqui. Pesquisadores como Mital (2008) em seu estudo “Crise no preço dos alimentos: Repensando políticas de Segurança Alimentar” mostram que o aumento no uso de combustíveis no sistema agroalimentar dominante contribui para o aumento no custo da produção de alimentos.

Ou seja, quanto mais longe produzimos o alimento, mais caro ele será, dados os custos de transporte e distribuição.

 Sabe-se pela FAO (2015), que pelo menos 70% da alimentação mundial provém da agricultura familiar. Para estabelecer uma comparação, o mapa abaixo (retirado de Silva et al., 2007) ilustra o número de Assentamentos Rurais ligados ao Movimento Sem Terra (MST) até o ano de 2005.

figura 2-locav

Figura 2: Distribuição de assentamentos rurais por município no Estado de São Paulo. Fonte: Silva et al. (2007).

Na figura 1, podemos observar que mais da metade dos municípios paulistas tem grande quantidade de hectares destinados ao plantio de cana-de-acúcar. Na figura 2, por sua vez, nota-se que poucos municípios do estado tem assentamentos rurais que promovam o desenvolvimento de agricultura familiar nas regiões.É possível, portanto, perceber a grande diferença no uso e ocupação da terra, no que diz respeito à produção de alimentos para consumo interno versus monoculturas para produção de biocombustível.

Se pretendemos reavaliar a mentalidade do consumidor nos termos da origem dos produtos, é preciso estimular a reflexão por mais autonomia e conhecimento.

A busca por um sistema alimentar saudável, com preço justo, produzido em locais mais próximos ao consumidor, utilizando de forma racional os recursos naturais pode configurar-se em uma ótima alternativa na contramão dos sistemas de longa distância.

UFA! Mas essa é uma ideia utópica, será que é possível o desenvolvimento de um novo sistema, que possibilite o resgate dessas possibilidades nos dias de hoje?

Foi na busca por pessoas que falavam sobre novos movimentos que encontramos o locavorismo. De acordo com Azevedo (2015), locavorismo seria a ideia de alimentar-se o máximo possível de alimentos produzidos localmente, respeitando a sazonalidade natural, dignificando agricultores familiares, estimulando o desenvolvimento de sistemas agrícolas sustentáveis e da economia local, por meio da venda direta dos produtos ao consumidor.

figura 3-locav

 Figura 3: Da onde vem sua comida? Fonte: Árvore, ser tecnológico.

Azevedo (2015) levanta ideias de diversos pesquisadores que estudam o tema, acrescentando que o conceito de comida local deve se estender a quem produziu o alimento. Gera reflexões a respeito da ética do agricultor e seu modo de vida, as conexões sociais e a confiança entre as pessoas. Esses fatores compõe a “história por trás da comida” (Thompson, Harper e Kraus, 2008).

O movimento do CSA (comunidades que sustentam a agricultura) vem ganhando destaque no cenário do locavorismo. Essa proposta teve início na década de 1960 na Suíça e no Japão (AZEVEDO, 2015). O CSA representa a construção de uma relação próxima entre agricultor e consumidor, na forma de um acordo associativo, no qual o consumidor atua no financiamento da produção dos alimentos, bem como na garantia de escoamento da produção. É uma relação ganha-ganha, em que os agricultores têm a garantia de compra de seus produtos, e o consumidor conhece a fundo a procedência do alimento. Essa relação alimenta o que os pesquisadores Portilho e Castañeda (2011) chamam de “confiança face a face”, em seu estudo realizado numa feira orgânica no Rio de Janeiro/RJ.

As comunidades que sustentam a agricultura estabelecem, portanto, um ciclo positivo de cooperação e autogestão para criar viabilidade econômica e segurança ao agricultor, que passa a ter mais suporte, fortalecimento e motivação para realizar suas atividades.

figura 4-locav

Figura 4: CSA. Fonte: Google images.

Também é fundamental trazer a importância de movimentos sociais que organizam e articulam ações para a população rural. O MST, por exemplo, possui em todo o território brasileiro em torno de 100 cooperativas, 96 agroindústrias e 1,9 mil associações de agricultores (Dados do MST). Sem falar das ações em agroecologia e educação no campo, que além de produzir alimentos e mentes saudáveis, geram benefícios ecossistêmicos em ações de recuperação e uso consciente dos recursos naturais.

figura 5-locav

Figura 5: Venda de produtos de assentamentos rurais numa das feiras promovidas
pelo MST. Fonte: http://www.vozdomovimento.org/

Esse pode representar o embrião da transformação de perspectiva, buscando o incentivo à produção local de alimentos. A linha de frente de resistência ao sistema agroalimentar (Agro é pop, agro é tech, agro é tudo!) que nos é imposto como verdade única.

Além disso, existem agora associações e empresas que realizam a ponte entre consumidores e produtores e levam, semanalmente, cestas de alimentos orgânicos em pontos de encontro. A escolha dos produtos da cesta pode ser realizada via internet, de acordo com a disponibilidade dos produtores, com pagamentos semanais ou mensais.

Esses sistemas ainda não possuem forma definida e representam outra lógica de consumo, por isso, ainda podem parecer mais caros que os alimentos do supermercado. Porém no preço dos alimentos produzidos em massa, muitas vezes, não estão contabilizadas todas as externalidades negativas associadas a ele, nem tampouco é clara sua procedência, até a chegada na bancada do supermercado.

É preciso ainda transpor uma série de barreiras econômicas, burocráticas e sociais que inviabilizam a relação mais próxima entre consumidores e produtores locais, no entanto, é possível iniciar transformações locais, a partir da criação dessa nova perspectiva.

A criação de políticas públicas federais, estaduais e municipais têm papel importante no fortalecimento de cadeias locais de produção e consumo de alimentos, seja criando instrumentos legais, Planos, linhas de crédito aos agricultores ou até no estabelecimento de canais alternativos de comercialização dos produtos.

No Brasil, temos o PAA (Programa de Aquisição de Alimentos) e o PNAE (Programa Nacional de Alimentação Escolar), programas federais que visam o fortalecimento das agricultoras e agricultores no escoamento da produção dos alimentos, por meio da sua compra pelos municípios.

No estado de São Paulo foi promulgada a Lei nº 16.684, de março de 2018, que institui a Política Estadual de Agroecologia e Produção Orgânica. Ela traz diretrizes e instrumentos legais que buscam beneficiar agricultores com financiamento, acesso a crédito, subsídios e apoio técnico na produção, beneficiamento e escoamento de produtos orgânicos e agroecológicos. Visando a garantia de segurança e soberania alimentar, a recuperação dos ecossistemas naturais, o protagonismo dos agricultores nos processos de construção e socialização do conhecimento e a democratização do acesso à terra (BRASIL, 2018).

Bom, fica claro, portanto, que a utopia não está distante da realidade (ou será que deixa de ser uma utopia?) e que existem sim caminhos possíveis para o resgate da soberania alimentar e de relações menos dependentes de um sistema oneroso para todos!

Uma coisa que todos os caminhos aqui ilustrados têm em comum é a organização coletiva, civil e política. Observando nossos hábitos de consumo e promovendo articulação entre grupos é possível criar novas alternativas muito mais economicamente viáveis, socialmente justas e ambientalmente corretas, de fato.

Rumo à independência do combustível, minha gente!

 

Referências

  • AZEVEDO, E. de. Ativismo alimentar na perspectiva do Locavorismo. Revista Ambiente & Sociedade São Paulo v. XVIII, n. 3 p. 81-98 jul.-set. 2015.
  • BRASIL, Assembleia Legislativa do Estado e São Paulo. Lei nº 16.684, de 19 de março de 2018. Institui a Política Estadual de Agroecologia e Produção Orgânica – PEAPO, e dá outras providências. São Paulo. 2018. Disponível em: https://www.al.sp.gov.br/repositorio/legislacao/lei/2018/lei-16684-19.03.2018.html Acesso: 29 de maio de 2018.
  • CAMARA, M. R. G. da; CALDARELLI, C. E. Expansão canavieira e o uso da terra no estado de São Paulo. Estudos avançados, São Paulo, v. 30, n. 88, p. 93-116, 2016 .   Disponível em http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-40142016000300093&lng=en&nrm=iso . Acesso em 06 de junho de 2018.
  • Food and Agriculture Organization. The state of food insecurity in the world. Meeting the 2015 international hunger targets: Taking stock of uneven progress. Rome: FAO; 2015. Disponível em: http://www.fao.org/3/a-i4646e.pdf
  • MITTAL, A. Foodprice Crisis: Rethinking food security Policies. G24 Technical Group Meeting, 2008. Disponível em: http://www.g24.org/TGM/mitta0908.pdf. Acesso em: Jun 2018.
  • PORTILLO, F.; CASTANEDA, M. Certificação e Confiança Face a Face em Feiras de Produtos Orgânicos. de Economia Agrícola, v. 58, n. 1, p. 11-21, 2011.
  • SILVA, R. A. da, et al. Infestação por triatomíneos em assentamentos e reassentamentos rurais na Região do Pontal do Paranapanema, Estado de São Paulo. Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical v.40 n.5. Uberaba. 2007.
  • THOMPSON, E., HARPER, A. M. J.; KRAUS, S. Think Globally – Eat Locally: San Fran­cisco Foodshed Assessment, 2008. Disponível em: http://www.farmland.org/programs/ states/ca/Feature%20Stories/documents/ThinkGloballyEatLocally-FinalReport8-23-08. pdf http://www.farmland.org/programs/states/ca/Feature Stories/San-Francisco-Foodshed­-Report.asp. Acesso em: jun 2018.
0

Controle de natalidade em animais: o que é natural quando o assunto é concepção?

No último mês, acompanhamos o referendo irlandês que escolheu revogar a emenda constitucional que criminalizava o aborto no país. Esse é mais um dos resultados do movimento de consolidação das conquistas feministas em todo o mundo. No Brasil, a discussão sobre a legalização do aborto é complexa e considera questões religiosas, políticas e de saúde pública (vale a pena ler um dos textos recentes aqui do blog sobre isso).

Argumentos muito frequentes em relação à concepção, ao corpo da mulher e às suas escolhas são pautados na naturalidade deste processo. Em outras palavras, como nosso corpo seria designado a desempenhar o papel materno, não caberia à mulher a escolha de interromper ou, muitas vezes, evitar a concepção.

Felizmente, a tão falada natureza ensina repetidas vezes que o “natural” está bem longe das nossas expectativas. Desde a descoberta de que muitos dos casais de passarinhos não são exclusivamente monogâmicos como pensávamos, até as incontáveis interações de cunho sexual entre indivíduos do mesmo sexo no reino animal – só citando alguns exemplos -, tudo parece dissolver o argumento da naturalidade de certos comportamentos humanos.

Para contribuir com este processo de queda de afirmações “naturalistas”, trago alguns exemplos menos estudados, porém muito interessantes, de animais que usam substâncias da natureza para, possivelmente, controlar a reprodução.

microtus

Microtus montanus. Foto por Roger W. Barbour – Smithsonian Natural History

O primeiro exemplo é das fêmeas de roedores da espécie Microtus montanus observadas por Berger e colaboradores na década de 1970 [1]. Esses animais foram observados consumindo uma grande quantidade de plantas que contêm fitoestrógenos, sempre coincidindo com o fim do seu período reprodutivo. Fitoestrógenos são substâncias capazes de alterar as vias de regulação do estrógeno no corpo de mamíferos. Consumidas em grande quantidade, estas substâncias inibem características relacionadas à reprodução.  

No caso, as fêmeas de roedores exibiam um menor peso uterino e inibição do desenvolvimento folicular, além de encerrar atividades relacionadas ao acasalamento. É importante pontuar que a interrupção do seu período reprodutivo estava em consonância com a diminuição da disponibilidade de recursos de alta qualidade, no fim da época de frutificação dos alimentos consumidos por estes animais.

33387000911_b5b72c3be1_o

Perdizes-da-califórnia (Callipepla californica). Foto por Nikita (Flickr).

Ainda mais interessante é dos perdizes-da-califórnia (Callipepla californica). Em momentos de grande escassez de recursos, as fêmeas desta espécie de ave consomem plantas com os mesmos fitoestrógenos que inibem características do período reprodutivo [2]. Como não seria possível o desenvolvimento ótimo dos filhotes neste longo período, quase nenhuma prole é produzida na população. Quando a situação volta a ser positiva, relacionada principalmente a um aumento no índice de chuvas e na disponibilidade de alimento, aquele composto deixa de ser consumido e as fêmeas voltam a reproduzir normalmente.

E não parece que estes resultados são isolados, presentes em apenas algumas espécies. Primatas também parecem usar o mesmo tipo de substâncias, com resultados similares. Glander [3] sugeriu que macacos bugios costarriquenhos (Alouatta palliata) estavam consumindo certas espécies de plantas para afetar seu período reprodutivo. Posteriormente, até a sazonalidade reprodutiva de chimpanzés (Pan troglodytes) da Tanzânia, foi relacionada com variações anuais de precipitação e a composição de sua dieta, com possível mediação por fitoestrógenos [4].

Estes exemplos indicam que a concepção, apesar de central para as espécies animais, pode não ser considerada prioritária em determinadas situações ou períodos. A possibilidade das fêmeas reconhecerem estes momentos e regularem seu ciclo reprodutivo, muitas vezes resultando em um controle de natalidade da população, pode ser fundamental para garantir o bem-estar e sobrevivência daqueles indivíduos.

Com absoluta certeza, os casos descritos não se assemelham nem de longe ao casos de milhões de mulheres que hoje precisam aprender a lidar com a complexidade de seus corpos e as escolhas que desejam fazer para si mesmas quanto à concepção. Mesmo assim, nos ajudam a desmistificar o que se convencionou chamar de natural, comum ou normal quando o assunto são estas escolhas. É sempre importante pensar no que elas significam para nós e em que contexto elas são aplicadas, da mesma forma que olhamos para o não tão distante “mundo natural”.

Referências:

[1] Berger, P., E. Sanders, P. Gardner, and N. Negus. 1977. Phenolic plant compounds functioning as reproductive inhibitors in Microtus montanus. Science 195: 575-577.

[2] Leopold, A., M. Erwin, J. Oh, and B. Browning. 1976. Phytoestrogens: Adverse effects on reproduction in California quail. Science 191: 98-100.

[3] Glander, K. 1980. Reproduction and population growth in free-ranging mantled howling monkeys. American Journal of Physical Anthropology 53: 25-36.

[4] Wallis, J. 1997. A survey of reproductive parameters in the free-ranging chimpanzees of Gombe National Park. Journal of Reproduction and Fertility 109: 297-307.

 

0

Declínio populacional de anfíbios: De onde veio o fungo que está causando a morte desses animais no mundo todo?

Desde o início da minha graduação em ciências biológicas, há muito, muito tempo (mentira, era 2004, nem é tanto tempo assim), numa galáxia muito, muito distante (para alguns é bem distante mesmo, mas pra mim é logo ali em Porto Alegre) eu ouvia falar sobre o declínio populacional das espécies de anfíbios. Nas aulas de zoologia, os professores e professoras explicavam que esse declínio era mais acentuado nesse grupo animal por causa de um fungo que os atingia e causava alta mortalidade. Muitos falavam sobre a possível extinção desses animais, já que eles sofrem não só a pressão da perda de habitats e das mudanças climáticas, mas também tem que lidar com esse patógeno que diminui suas chances de sobrevivência. O fungo que atinge os anfíbios é o Batrachochytrium dendrobatidis (BD para os íntimos). Ele causa uma doença chamada quitridiomicose. Algumas espécies de anfíbios anuros, como sapos, pererecas e rãs, possuem imunidade contra esse fungo, ou seja, eles carregam o patógeno, mas não apresentam sintomas de infecção. Isso faz deles um ótimo vetor na disseminação desse fungo.

CSIRO_ScienceImage_1392_Scanning_Electron_Micrograph_of_Chytrid_Fungus

Figura 1: Zoósporo de Batrachochytrium dendrobatidis em microscopia eletrônica. Fonte: Wikipedia.

Os primeiros relatos de quitridiomicose são da década de 70, mas somente em 1990 essa doença foi reconhecida como uma ameaça global ao grupo anfíbio (2). O BD dispersa seus zoósporos (célula reprodutiva) pela água e infecta larvas de anfíbios através da pele. Uma vez que o zoósporo encontra o hospedeiro, ele vai se multiplicar e novos zoósporos podem reinfectar o hospedeiro ou serem disseminados na água e infectar outros indivíduos. Uma série de fatores determinam a gravidade da infecção e possível morte do hospedeiro como temperatura da água e do ambiente, pH e até a imunidade do anfíbio. A infecção afeta principalmente a pele do animal atrapalhando processos de descamação, troca de temperatura, osmose e respiração. Os animais infectados e não imunes ao fungo demonstram letargia, anorexia, e engrossamento da pele. Esse último sintoma é o que acaba levando à morte porque faz com que a respiração, que acontece na maior parte através da pele nesses animais, fique prejudicada e o animal acaba tendo uma parada cardiorrespiratória.

ciclo de vida fungo

Figura 2: Ciclo de vida do fungo Batrachochytrium dendrobatidis. Adaptado de Rosenblum et al. 2010.

Durante esses quase 50 anos dos primeiros relatos de quitridiomicose e quase 30 do reconhecimento dessa ameaça aos anfíbios, muita coisa tem sido estudada, mas uma área específica ainda estava pouco explicada: a origem e evolução desse fungo. Conhecer dados sobre a origem de um parasita ajuda a entender como ele é contido no seu ambiente natural e nos dá ideias de estratégias para controlar esse parasito fora do seu ambiente. Quando inserido no ecossistema de origem, tanto animais, quanto plantas e parasitos não são considerados pragas (desde que o ecossistema não esteja desregulado). É mais simples de visualizar isso usando um exemplo animal: quando inserido no ecossistema de origem, um animal faz parte de uma cadeia alimentar e sofre uma série de pressões ambientais. Essas pressões ambientais, que podem ser disponibilidade de alimento, disponibilidade de território, presença de predadores, etc, fazem com que o animal não possa se reproduzir de maneira a se tornar uma praga e desestabilizar o ambiente. Então entender de onde veio a praga e estudar o seu ambiente ajuda a desvendar possíveis modos de contenção . E foi isso que um grupo global de cientistas, inclusive do Brasil, estavam tentando desvendar – de onde veio o BD?

Já existiam vários estudos que tentavam explicar a origem desse fungo, mas o diferencial do artigo publicado esse mês no periódico científico Science, foi a quantidade de dados utilizada. Quanto mais dados, mais robusta e próxima da realidade é uma análise. O grupo de cientistas analisou amostras de BD de América do Sul, América do Norte, Europa, África, Ásia e Oceania.

pontos amostrais

Figura 3: Pontos mostrando a localização das amostras utilizadas no estudo. Fonte: O’Hanlon SJ, et al. 2018.

Com as amostras em mãos, eles utilizaram dados genéticos para avaliar as diferentes linhagens e pontuar a linhagem ancestral e qual a sua origem. Os resultados indicaram que a provável linhagem ancestral é asiática, proveniente da Coréia e que ela começou a se espalhar para o resto do mundo após o crescimento do comércio de anfíbios. As análises marcam o início da expansão do fungo causador de quitridiomicose entre 1898 (análise de genoma nuclear) e 1962 (análise de genoma mitocondrial). Esse intervalo de datas coincide com a expansão do comércio de anfíbios ao redor do mundo. Esses animais são comercializados por diversos motivos: animais de estimação, para medicamentos e alimentos (3). De fato, os cientistas encontraram amostras de todas as linhagens de BD em animais comercializados, mesmo com as regras internacionais que impedem a comercialização de animais infectados instituídas pela Organização Mundial de Saúde Animal.

A rota pela qual o BD começou a se espalhar pelo mundo após sair da Ásia ainda não é clara. O que se sabe é que, durante esse curto período do século XX em que houve essa expansão, o BD se diversificou em diferentes linhagens. Isso é comum de acontecer com organismos que ocupam ambientes tão diversos, mas no caso de parasitas, é preocupante. Essa diferenciação já gerou, inclusive, uma linhagem de BD altamente transmissível e virulenta conhecida como BdGPL  Quanto mais linhagens diferentes uma espécie de parasita possui, mais difícil se torna combatê-lo. A diferenciação genética (diferentes linhagens) é associada com a diversificação de características que influenciam na infecção do hospedeiro, ou seja, quanto mais diversa uma espécie de parasita, mais estratégias diferentes de infecção do hospedeiro ela terá. Para combater esse patógeno com eficiência é necessário impedir todas essas estratégias de infecção e reprodução. Então, por conta dessa diferenciação em diferentes linhagens, é provável que para combater o BD seja necessário utilizar diferentes estratégias que contemplem as características específicas de infecção e reprodução das diferentes linhagens. Atualmente, a quitridiomicose afeta aproximadamente 700 espécies de anfíbios, mas esse número tende a subir, já que somente 1.300 espécies das 7.800 descritas foram testadas até o momento. O artigo termina com um alerta para a intensificação da biossegurança envolvida no comércio de anfíbios e um apelo para futuros estudos e estratégias que visem a diminuição da disseminação da quitridiomicose e a sobrevivência do grupo anfíbio.

Referências:

1 – O’Hanlon SJ, et al. (2018). Recent Asian origin of chytrid fungi causing global amphibian declines. Science, 360 (6389): 621 – 627.

2 – Blaustein AR & Wake DB (1990). Declining amphibian populations: A global phenomenon? Trends in Ecology and Evolution, 5: 203 – 204.

3 – Carpenter AI, et al. (2014). A review of the international trade in amphibians: the types, levels and dynamics of trade in CITES-listed species.  Fauna & Flora International, Oryx, 48(4): 565–574.

0

Sobre bebês, raciocínio lógico e a nossa incrível capacidade de fazer ciência

Com que idade nós, humanos, aprendemos a pensar de maneira lógica?  Em que momento das nossas vidas começamos a fazer ciência, construir modelos baseados em evidências e testar hipóteses? Será que bebês já são capazes de processar regras simples de lógica como “A e B”, “A ou B”, “não-A e não-B”? Será que algum desses processos podem ocorrer antes mesmo dos bebês serem capazes de expressar suas ideias em palavras?

O debate filosófico sobre essas questões é antigo. Cinco décadas atrás Piaget defendia que a lógica é um processo mental que demora anos sendo desenvolvido e se estende até a adolescência [1]. Dez anos depois, Fodor sugeriu que deveríamos possuir algo como uma linguagem específica para os pensamentos ligados ao aprendizado e teste de hipóteses. Nos anos 80, Susan Carey propôs que o raciocínio lógico deveria estar presente desde o início do nosso desenvolvimento cognitivo [2]; e que, portanto, crianças deveriam ser capazes de usar teorias intuitivas, modelos e inferências como cientistas profissionais. De fato, diversos experimentos cognitivos têm mostrado que crianças e bebês são capazes de formular certas hipóteses sobre eventos complexos e de modificá-las racionalmente quando necessário (por exemplo frente a evidências inconsistentes).

No mês passado um artigo na renomada revista Science [1] mostrou mais uma forte evidência em favor das ideias de Fodor and Carey.  Cesana-Arlotti e colaboradores realizaram experimentos com bebês de 12 e 19 meses que ainda não falam, e verificaram que esses bebês são capazes de raciocinar espontaneamente sobre os acontecimentos, através de um processo de eliminação. O grupo usou um paradigma da forma: se A ou B, e não-A, então B. Em outras palavras se eu te informo que a cor da camisa que estou vestindo é Azul ou Branca e depois alguém te informa que a camisa que estou vestindo não é Azul, então você é capaz de concluir que a cor da minha camisa é Branca.

Os cientistas utilizaram o fato de que bebês observam por mais tempo qualquer coisa que eles julguem interessante. Eles mediram a posição do olhar dos bebês enquanto assistiam a um vídeo sem som (veja Vídeos 1 e 2 e Figura 1).

Vídeo 1: Exemplo de um filme com bebês de 19 meses. Condição de inferência, conteúdo da caneca revelado, resultado consistente. Créditos: “Movie S1” em Cesana-Arlotti et al/Science.

Vídeo 2: Exemplo de um filme com bebês de 19 meses. Condição de inferência, conteúdo da caneca revelado, resultado inconsistente. Créditos: “Movie S2” em Cesana-Arlotti et al/Science.

Inicialmente no vídeo dois objetos, que chamaremos de A e B, são mostrados e em seguida escondidos atrás de uma parede. Na sequência, uma caneca retira um dos objetos que estava atrás da parede de maneira que só a parte superior do objeto (exatamente igual para A e B) pode ser vista. Ou seja, ainda não é possível afirmar qual dos dois objetos foi retirado de trás da parede (condição ambígua A ou B). Neste momento os bebês poderiam formular o seguinte pensamento “o objeto na caneca pode ser A ou B”. Em seguida a ambiguidade é esclarecida quando a parede se move e é possível ver qual objeto permaneceu atrás dela. Este é o momento da eliminação da ambiguidade e uma oportunidade para inferir que “como o objeto A não estava na caneca, então o objeto B está na caneca”. Este momento de inferência também é chamado de dedução.

Finalmente o conteúdo da caneca é revelado: ou o objeto esperado B  aparece dentro da caneca (Vídeo 1) ou de maneira surpreendente o objeto A aparece dentro da caneca (Vídeo 2).

7_image

Figura 1. Esquema da sequência de imagens nos vídeos 1 e 2. B) Comparação entre os intervalos de tempo que os bebês gastaram olhando para o objeto revelado em cada caso. Os bebês olham por mais tempo para a situação inconsistente, indicando que seus modelos de mundo (ou hipóteses) foram violados.
Créditos:  Cesana-Arlotti et al/Science.

O primeiro resultado super legal do experimento foi: os bebês olham por mais tempo para os casos surpreendentes. Ou seja, de alguma maneira suas expectativas foram violadas (veja Fig. 1B). Além disso, no momento da dedução, quando as inferências podem ser feitas, a pupila dos bebês se dilata e seu olhar se move em direção ao objeto ambíguo (dentro da caneca).  Isto não ocorre quando a parede é transparente e portanto não há ambiguidade sobre qual objeto está na caneca (veja Vídeo 3). E mais, este comportamento ocular (olhar para o objeto escondido enquanto infere sua identidade) também ocorre quando o experimento é realizado com adultos. Os autores sugerem, portanto, que os mecanismo neurais envolvidos em tarefas de lógica são estáveis.

Vídeo 3: Exemplo de um filme com bebês de 12 meses. Sem condição de inferência, conteúdo da caneca não revelado, resultado consistente. Créditos: “Movie S5” em Cesana-Arlotti et al/Science.

O passo seguinte é caracterizar que regiões do cérebro estão envolvidas nesses processos lógicos. Uma das autoras correspondentes do artigo Ana Martín realizará nos próximos três meses experimentos similares aos descritos, em que será capaz de medir a atividade cerebral dos participantes enquanto assistem aos vídeos. Depois disso, ela será capaz de mapear as principais regiões envolvidas nessa tarefa, e tentar entender como a informação visual e nossos modelos prévios sobre o mundo se unem para gerar conhecimento, expectativas e inferências.

Assim como já existem estudos sobre as rede cerebrais envolvidas em linguagem, leitura, matemática, música, agora pode-se estudar que regiões do cérebro estão relacionadas aos pensamentos lógicos (que não necessariamente requerem o uso de palavras). E com isso, poderemos um dia entender em que momento do nosso desenvolvimento essas redes se consolidam, se já nascemos com elas, que animais possuem redes similares, que tipos de déficits cognitivos podemos ter quando algumas dessas regiões não funciona como esperado e assim por diante… Por enquanto seguimos fazendo isso que sabemos fazer desde pequenininhas: propondo modelos e testando hipóteses sobre o mundo…

Referências:

[1] Cesana-Arlotti, N., Martín, A., Téglás, E., Vorobyova, L., Cetnarski, R., & Bonatti, L. L. (2018). Precursors of logical reasoning in preverbal human infants. Science, 359(6381), 1263-1266.

[2] Halberda, J. (2018). Logic in babies. Science, 359(6381), 1214-1215.