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Mamífero subterrâneo desafia limites da biologia ao escolher voluntariamente níveis de oxigênio considerados letais, abrindo novas pistas científicas sobre metabolismo, longevidade e proteção contra doenças humanas
A respiração que você acabou de dar continha cerca de 21% de oxigênio, a concentração padrão do ar atmosférico. No entanto, se uma pessoa fosse colocada em um ambiente fechado, sem renovação de ar, esse nível cairia progressivamente. Ao atingir 15%, surgiriam tontura e aceleração dos batimentos cardíacos. Com 11%, o corpo humano entraria em estado de confusão mental, náusea e pânico crescente. Abaixo de 10%, a perda de consciência seria rápida, seguida por danos cerebrais irreversíveis e morte em poucos minutos.
Entretanto, em condições que seriam fatais para praticamente todos os mamíferos, um pequeno e peculiar roedor africano continuaria sua rotina normalmente. O rato-toupeira nu, um animal quase sem pelos, de visão limitada e aparência incomum, não apenas tolera ambientes com baixo oxigênio, como prefere ativamente viver neles, segundo um estudo recente.
A informação foi divulgada por Biology Letters, revista científica que publicou os resultados de uma pesquisa conduzida por cientistas da Universidade de Ottawa, no Canadá. O estudo revela que essa espécie é o primeiro mamífero conhecido a escolher deliberadamente ambientes hipóxicos, ou seja, com níveis de oxigênio muito abaixo do normal.
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Preferência extrema por hipóxia desafia tudo o que se sabia sobre sobrevivência dos mamíferos
Os ratos-toupeira nus são nativos da África Oriental e vivem quase exclusivamente em sistemas de túneis subterrâneos. Nessas colônias, que podem reunir até 300 indivíduos, a ventilação é limitada e o oxigênio frequentemente cai a níveis perigosos. Ainda assim, esses animais desenvolveram adaptações extraordinárias para lidar com a hipóxia.
O que surpreendeu os pesquisadores, no entanto, foi a constatação de que esses roedores não apenas suportam, mas escolhem ativamente ambientes com oxigênio extremamente reduzido. Para testar essa hipótese, os cientistas colocaram ratos-toupeira individuais em um sistema experimental com duas câmaras interligadas.
Uma das câmaras continha ar normal, com 21% de oxigênio, enquanto a outra apresentava ar hipóxico, com concentrações de 11%, 7% ou apenas 3% de oxigênio. Os resultados foram claros: embora os animais não demonstrassem preferência significativa entre 21%, 11% ou 7%, eles escolhiam de forma consistente a câmara com apenas 3% de oxigênio.
“Eu não esperava isso de jeito nenhum”, afirmou Matthew Pamenter, biólogo da Universidade de Ottawa e autor sênior do estudo. Segundo ele, os testes foram repetidos ao longo de um ano inteiro, com diferentes equipes conduzindo e analisando os experimentos para garantir que os dados fossem confiáveis.
Além disso, quando os ratos-toupeira foram testados em pares, o comportamento mudou levemente. Nesse caso, eles passaram a preferir ambientes com 7% de oxigênio, ainda assim rejeitando o ar normal. Isso levantou a hipótese de que fatores sociais também influenciam a escolha do ambiente.
Metabolismo desacelerado permite sobreviver onde outros morreriam em minutos
Diferentemente da maioria dos mamíferos, que reagem à falta de oxigênio tentando respirar mais rápido ou escapar, os ratos-toupeira nus adotam uma estratégia radicalmente distinta. Eles reduzem drasticamente o metabolismo, diminuindo a necessidade de energia e oxigênio.
Estudos anteriores já haviam demonstrado que esses roedores conseguem reduzir sua demanda metabólica em cerca de 85%, permanecendo ativos e alertas. Além disso, eles alteram o metabolismo celular para formas mais eficientes e deixam de gastar energia regulando a temperatura corporal.
Graças a essas adaptações, os ratos-toupeira nus conseguem:
- Sobreviver por dias com apenas 8% de oxigênio
- Permanecer por horas com 3%
- Resistir até 18 minutos em anoxia total, ou seja, sem oxigênio algum
Para efeito de comparação, o cérebro humano começa a sofrer danos permanentes após 4 a 6 minutos sem oxigênio. Ainda assim, esses roedores suportam condições extremas sem apresentar sinais de inflamação severa ou morte celular.
Segundo Pamenter, essa preferência pela hipóxia pode estar ligada ao prazer fisiológico de um metabolismo mais lento. “Talvez eles gostem desse ritmo de vida mais reduzido”, sugere o pesquisador, embora admita que os mecanismos exatos ainda não sejam totalmente compreendidos.
Baixo oxigênio, dióxido de carbono e possíveis lições para doenças humanas
Além da queda drástica nos níveis de oxigênio, as tocas dos ratos-toupeira nus apresentam outro fator crítico: o aumento do dióxido de carbono (CO₂). Em ambientes subterrâneos densamente ocupados, centenas de animais respirando simultaneamente reduzem o oxigênio e elevam o CO₂ de forma contínua.
Segundo Rochelle Buffenstein, bióloga da Universidade de Illinois em Chicago, o dióxido de carbono desempenha um papel relevante na resposta desses roedores à hipóxia. Estudos anteriores indicam que o CO₂ estabiliza o sistema nervoso dos ratos-toupeira nus e ajuda a prevenir convulsões, um efeito raro entre mamíferos submetidos à privação de oxigênio.
No estudo publicado na Biology Letters, no entanto, os pesquisadores optaram por manter os níveis de dióxido de carbono constantes, analisando exclusivamente o impacto das diferentes concentrações de oxigênio. Para Buffenstein, isso pode representar uma variável de confusão, já que, na natureza, hipóxia e aumento de CO₂ ocorrem simultaneamente.
Pamenter reconhece essa limitação e afirma que futuras pesquisas irão explorar os efeitos combinados desses gases. “A hipóxia geralmente faz o animal respirar mais rápido, enquanto o dióxido de carbono pode ter um impacto diferente na ventilação”, explica. Compreender essa interação pode revelar novos caminhos sobre como o corpo regula respiração, metabolismo e proteção neural.
O que o rato-toupeira nu pode ensinar sobre AVC, infarto e apneia do sono
Em humanos, a privação de oxigênio está diretamente associada a doenças graves, como acidente vascular cerebral, doenças pulmonares, infarto do miocárdio e apneia do sono. Nessas condições, a hipóxia desencadeia inflamação, lesões celulares e uma cascata de processos que levam à morte dos tecidos.
Os ratos-toupeira nus, porém, parecem praticamente imunes a esses efeitos. Ao estudar seus mecanismos biológicos, cientistas esperam identificar interruptores moleculares capazes de limitar danos em tecidos cardíacos e cerebrais. Pesquisas já estão em andamento para entender como esses roedores reduzem a lesão cardíaca em ambientes hipóxicos, abrindo possibilidades para novos tratamentos em humanos.
Dan McCloskey, pesquisador do College of Staten Island da City University of New York, destaca que esses animais podem inspirar estratégias para proteger o cérebro durante um AVC. “Eles guardam segredos com os quais podemos aprender”, afirma. A expectativa é que essas descobertas ajudem a minimizar danos neurológicos causados pela falta de oxigênio.
Longevidade extrema, resistência ao câncer e um enigma ainda maior
A preferência por ambientes com pouco oxigênio pode estar ligada a outras características extraordinárias do rato-toupeira nu. Para um roedor de seu tamanho, ele vive tempo excepcionalmente longo, apresenta resistência a diversos tipos de dor e quase nunca desenvolve câncer.
Um estudo publicado em outubro revelou que esses animais possuem quatro alterações específicas em uma enzima ligada à reparação do DNA, o que pode retardar o envelhecimento e reduzir drasticamente o risco de câncer. Cientistas acreditam que essas adaptações podem estar interligadas ao metabolismo lento induzido pela hipóxia.
McCloskey sugere que muitas dessas características podem ser subprodutos fisiológicos da preferência por ambientes com baixo oxigênio. Um metabolismo desacelerado reduziria o desgaste celular ao longo do tempo, favorecendo tanto a longevidade quanto a resistência a doenças degenerativas.
Seriam os ratos-toupeira nus únicos entre os mamíferos?
A descoberta levanta uma questão intrigante: existem outros mamíferos capazes de preferir ambientes hipóxicos ao ar normal? Até o momento, o rato-toupeira nu é o único conhecido a demonstrar esse comportamento de forma clara e consistente.
Segundo Kenton Kerns, curador da Small Mammal House do Zoológico Nacional e Instituto Smithsonian, é possível que outros animais apresentem respostas semelhantes, mas nunca tenham sido estudados sob esse prisma. Mamíferos altamente sociais ou espécies escavadoras poderiam ser candidatos naturais para futuras pesquisas.
Ainda assim, Pamenter é cauteloso. Para ele, a preferência ativa por hipóxia extrema é uma resposta profundamente estranha e difícil de imaginar como adaptável em outros contextos evolutivos. “Talvez, neste caso, os ratos-toupeira nus sejam realmente únicos”, conclui.
Com informações de: Fanni Daniella Szakal/Smithsonian Magazine
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