Os cabelos ruivos e as penas alaranjadas têm sido, durante muito tempo, encarados como características evolutivas arriscadas. A razão é que estudos anteriores associaram estas tonalidades a pigmentos cutâneos capazes de aumentar o stress celular e, no caso dos humanos, de elevar o risco de cancro.
Um trabalho recente indica, porém, que em determinadas circunstâncias esse mesmo pigmento alaranjado pode ter o efeito oposto: ajudar a proteger as células ao lidar com desafios específicos ligados à dieta. Os cientistas designam este pigmento laranja por feomelanina.
Num ensaio controlado no Conselho Superior de Investigações Científicas de Espanha (CSIC), biólogos acompanharam 65 diamantes-mandarim para perceber se a própria pigmentação consegue limitar danos metabólicos.
Sob a liderança do Dr. Ismael Galván, a equipa aproveitou a diferença natural de cor destes animais para atacar um dilema antigo da biologia evolutiva: porque é que um pigmento associado a custos a longo prazo continua tão disseminado.
Ao combinarem manipulações de dieta com alterações na produção de pigmento, os investigadores avaliaram se a coloração laranja funciona não só como sinal visual, mas também como uma estratégia celular para gerir nutrientes ricos em enxofre.
Pigmento laranja e ruivos
A mesma base biológica que dá cor aos cabelos ruivos tem sido associada a um maior risco de melanoma - um padrão que há décadas intriga os biólogos evolutivos.
Se este pigmento apenas acrescentasse perigo, a seleção natural tenderia, em regra, a favorecer variantes genéticas que direcionassem as células para a melanina escura, considerada mais segura.
A equipa de Galván testou a hipótese, discutida há muito, de que produzir feomelanina pode também resolver um problema nutricional.
Demasiada cisteína no interior das células
As células recorrem à cisteína, um aminoácido com enxofre usado na construção de proteínas, mas em excesso pode perturbar equilíbrios químicos delicados.
Em certas condições, a cisteína oxida-se e transforma-se em cistina, podendo desencadear-se a disulfidptose - uma forma de morte celular impulsionada por stress de dissulfuretos.
Como a feomelanina é formada a partir de cisteína, aumentar a produção do pigmento pode “aprisionar” o excesso deste aminoácido numa forma estável e inofensiva.
Isto é especialmente relevante nas células pigmentares, onde a cisteína também alimenta a produção de glutationa, uma pequena molécula que ajuda a neutralizar compostos reativos.
Bloquear o pigmento laranja
Para pôr à prova a hipótese da cisteína, o grupo de Galván suplementou alguns animais e, em paralelo, bloqueou a síntese de pigmento noutros durante o mesmo período.
Cada ave tratada bebeu água com cerca de 0,013 onças por galão (0,1 g/L) de cisteína durante um mês.
Alguns machos receberam ainda ML349, um fármaco que bloqueia a síntese de feomelanina ao manter ativo um recetor ligado à pigmentação.
Após os tratamentos, análises ao sangue mediram malondialdeído - um subproduto da degradação de gorduras durante a oxidação - usado aqui como indicador de dano sistémico.
O dano destacou-se nos machos
Nos machos, impedir a feomelanina alterou de forma clara o efeito da suplementação com cisteína.
Os machos que receberam cisteína mais ML349 apresentaram níveis mais elevados de malondialdeído no plasma do que os machos que receberam apenas cisteína, depois de considerada a capacidade antioxidante.
A análise foi ajustada para a atividade de genes de controlo antioxidante em melanócitos - as células produtoras de pigmento na pele e nas penas - antes da comparação entre grupos.
Em conjunto, os dados sustentam um mecanismo simples: ao produzir pigmento, o organismo “consome” cisteína em excesso, sobrando menos subprodutos reativos capazes de danificar as células.
As fêmeas não tinham uma válvula de segurança
As fêmeas forneceram um contraste natural, porque não depositam feomelanina laranja nas penas.
Quando beberam água suplementada com cisteína, os níveis de malondialdeído tenderam a aumentar em comparação com os controlos que receberam água simples.
O ML349 não alterou os marcadores sanguíneos nas fêmeas, o que é coerente com o facto de, à partida, não produzirem feomelanina.
Sem esta via de pigmentação, 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 quantidade de cisteína livre nas células, uma vez que a construção do pigmento utiliza precisamente este aminoácido.
No interior dos melanossomas - pequenas estruturas onde o pigmento é montado - os melanócitos produzem feomelanina e transportam-na para as penas em crescimento.
“Estas descobertas demonstram que a síntese de feomelanina evita danos celulares ao excretar o excesso de cisteína para estruturas queratinizadas inertes, como as penas”, afirmou Galván.
A nuance é que outros tecidos podem não dispor desta via de pigmentação, pelo que a forma de gerir a cisteína pode variar dentro do mesmo organismo.
O que isto significa para os ruivos
Nos humanos, este pigmento laranja é mais conhecido por estar associado ao cabelo ruivo e à pele muito clara. Um estudo de 2012, em modelo de ratinho, concluiu que a via da feomelanina pode aumentar o risco de melanoma mesmo sem radiação ultravioleta.
Os resultados no diamante-mandarim 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 quais os alimentos que elevam os níveis de cisteína na pele.
Pigmento laranja e proteção celular
Se a feomelanina ajudar a lidar com excesso de cisteína, a plumagem alaranjada poderá persistir porque resolve problemas fisiológicos para lá da sinalização visual ou da aparência.
Assim, a seleção natural pode favorecer genes ligados à pigmentação mesmo quando trazem custos a longo prazo - desde que reduzam o stress celular do dia a dia sob certas dietas ou condições ambientais.
Este compromisso pode ajudar a explicar porque é que padrões de cor laranja e vermelha reaparecem com tanta frequência em aves, mamíferos e répteis.
Também torna menos linear a narrativa sobre pigmentação e saúde, ao sugerir que os efeitos biológicos de um pigmento podem depender tanto do ambiente e da dieta como da genética.
Em conjunto, a experiência conduzida no CSIC relaciona a pigmentação laranja e a regulação da cisteína com marcadores mensuráveis de dano celular no sangue.
A seguir, os investigadores vão explorar se a pele humana depende de uma via semelhante de armazenamento baseada em pigmento. A equipa irá ainda avaliar se alterações na dieta ou na doença modificam os níveis de cisteína de forma a mudar o papel protetor do pigmento.
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