Hibernação
Nota: Para o conceito computacional, veja Hibernação (computação).A hibernação é um estado de atividade mínima e depressão metabólica sofrido por algumas espécies animais. É uma heterotermia sazonal caracterizada por baixa temperatura corporal, respiração e frequência cardíaca lentas e baixa taxa metabólica. Ocorre mais comumente durante os meses de inverno.
Embora tradicionalmente reservado para hibernadores "profundos", como roedores, o termo foi redefinido para incluir animais como ursos[1] e agora é aplicado com base na supressão metabólica ativa, em vez de qualquer declínio absoluto na temperatura corporal. Muitos especialistas acreditam que os processos de torpor e hibernação diários formam um continuum e utilizam mecanismos semelhantes.[2][3] O equivalente durante os meses de verão é a estivação.
A hibernação funciona para conservar energia quando não há comida suficiente disponível. Para alcançar essa economia de energia, um animal endotérmico diminui sua taxa metabólica e, portanto, sua temperatura corporal.[3] A hibernação pode durar dias, semanas ou meses — dependendo da espécie, temperatura ambiente, época do ano e condição corporal do indivíduo. Antes de entrar em hibernação, os animais precisam armazenar energia suficiente para durar todo o período de dormência, possivelmente até um inverno inteiro. Espécies maiores tornam-se hiperfágicas, ingerindo uma grande quantidade de alimentos e armazenando a energia em depósitos de gordura. Em muitas espécies pequenas, o armazenamento em cache de alimentos substitui comer e engordar.[4]
Algumas espécies de mamíferos hibernam durante a gestação, que nascem enquanto a mãe hiberna ou logo depois.[5] Por exemplo, as ursas negras entram em hibernação durante os meses de inverno para dar à luz seus filhotes.[6] As mães grávidas aumentam significativamente sua massa corporal antes da hibernação, e esse aumento se reflete ainda mais no peso da prole. A acumulação de gordura permite-lhes proporcionar um ambiente suficientemente quente e acolhedor para os seus recém-nascidos. Durante a hibernação, eles perdem 15 a 27% de seu peso pré-hibernação usando suas gorduras armazenadas como energia.[7]
Animais ectotérmicos também passam por períodos de supressão metabólica e dormência, que em muitos invertebrados é chamado de diapausa. Alguns pesquisadores e membros do público usam o termo "brumato" para descrever a dormência de inverno de répteis, mas acredita-se que o termo mais geral hibernação seja adequado para se referir a qualquer dormência de inverno.[8] Muitos insetos, como a vespa Polistes exclamans, exibem períodos de dormência que muitas vezes são chamados de hibernação, apesar de sua ectotermia.[9] Os botânicos podem usar o termo "hibernação de sementes" para se referir a uma forma de dormência de sementes.[10]
Dormência e congelamento em ectotérmicos
Devido a eles não poderem ativamente regular sua temperatura corporal ou taxa metabólica, animais ectotérmicos (incluindo peixes, répteis e anfíbios) não podem hibernar. Eles podem experimentar taxas metabólicas diminuídas associadas a ambientes mais frios ou baixa disponibilidade de oxigênio (hipóxia) e apresentar dormência (conhecida como brumação). Pensava-se que os tubarões-peregrinos se estabeleceram no fundo do Mar do Norte e ficaram adormecidos, mas uma pesquisa de David Sims em 2003 desfez essa hipótese,[11] mostrando que os tubarões viajavam longas distâncias ao longo das estações, rastreando as áreas com as maiores quantidade de plâncton. Os tubarões-epaulette foram documentados como capazes de sobreviver por três horas sem oxigênio e em temperaturas de até 26 °C (79 °F)[12] como um meio de sobreviver em seu habitat na costa, onde os níveis de água e oxigênio variam com a maré. Outros animais capazes de sobreviver por longos períodos com muito pouco ou nenhum oxigênio incluem peixes-dourados, tartarugas-de-orelha-vermelha, rãs-da-floresta e gansos-de-cabeça-listada.[13] A capacidade de sobreviver a condições hipóxicas ou anóxicas não está intimamente relacionada à hibernação endotérmica.
Alguns animais podem literalmente sobreviver ao inverno congelando. Por exemplo, alguns peixes, anfíbios e répteis podem congelar naturalmente e depois "acordar" na primavera. Essas espécies desenvolveram mecanismos de tolerância ao congelamento, como proteínas anticongelantes.[14]
Gatilho de indução de hibernação
O gatilho de indução de hibernação (GIH) é um pouco impróprio. Embora pesquisas na década de 1990 sugerissem a capacidade de induzir torpor em animais por injeção de sangue retirado de um animal em hibernação, pesquisas posteriores não conseguiram reproduzir esse fenômeno. Apesar da incapacidade de induzir o torpor, existem substâncias no sangue dos hibernadores que podem dar proteção aos órgãos para um possível transplante. Os pesquisadores conseguiram prolongar a vida do coração de um porco isolado com um GIH.[15] Isso pode ter implicações potencialmente importantes para o transplante de órgãos, pois pode permitir que os órgãos sobrevivam por até dezoito horas fora do corpo humano. Isso seria uma grande melhoria em relação às seis horas atuais.
O suposto GIH é uma mistura derivada do soro sanguíneo, incluindo pelo menos uma substância do tipo opióide. DADLE é um opióide que em alguns experimentos demonstrou ter propriedades funcionais semelhantes.[16]
Em humanos
Pesquisadores estudaram como induzir a hibernação em humanos.[17][18] A capacidade de hibernar seria útil por vários motivos, como salvar a vida de pessoas gravemente doentes ou feridas, colocando-as temporariamente em estado de hibernação até que o tratamento possa ser administrado. Para viagens espaciais, a hibernação humana também está sendo considerada, como para missões a Marte.[19]
Os antropólogos também estão estudando se a hibernação era possível nas primeiras espécies de hominídeos.[20]
Ver também
Referências
Bibliografia
- Carey, H.V.; Andrews, M.T.; Martin, S.L. (2003). «Mammalian hibernation: cellular and molecular responses to depressed metabolism and low temperature». Physiological Reviews. 83 (4): 1153–1181. PMID 14506303. doi:10.1152/physrev.00008.2003
- «Hibernation». McGraw-Hill Encyclopedia of Science and Technology. 1–20 11th ed. McGraw-Hill. 2012
