Um novo estudo fornece uma visão importante sobre a evolução do sono e como podemos construir um cérebro que não precisa de dormir. Peixe das cavernas mexicano cego (Astyanax mexicanus) retratado no topo e um peixe de superfície retratado no fundo.
No início todos os animais estudados precisam dormir, mas pouco se sabe sobre o porquê de alguns animais dormirem a maior parte do dia, enquanto outros dormem muito pouco. Como resultado de viver na escuridão total e permanente num local pequeno no nordeste do México, o peixe-gavião mexicano cego e sem olhos (Astyanax mexicanus) evoluiu sem dormir, dormindo muito menos do que os seus parentes que vivem no rio. Estes peixes têm sido estudados há quase 100 anos pelas suas características fascinantes, mas pouco se sabe sobre a forma como o seu comportamento evolui. Devido à sua falta de sono, eles fornecem um grande modelo para estudar distúrbios do sono humano como insônia.
Um novo estudo publicado na eLife por neurocientistas na Faculdade de Ciências Charles E. Schmidt da Universidade Atlântica da Flórida está fornecendo uma nova visão da evolução do sono.
Para o estudo, os pesquisadores descobriram que o neuropeptídeo Hipocretina, anteriormente implicado na narcolepsia humana, é expresso em níveis mais elevados no cérebro do peixe cavernícola. Enquanto a perda de Hipocretina tem demonstrado causar narcolepsia em modelos humanos e animais, o peixe caverna evoluiu para ter níveis mais altos de Hypocretin resultando em insônia.
“Estes achados sugerem que as diferenças na produção de Hipocretina podem explicar a variação de sono entre espécies animais, ou mesmo entre pessoas individuais”, disse Alex Keene, Ph.D., autor sênior e professor associado do Departamento de Ciências Biológicas, membro da Iniciativa de Júpiter de Ciências da Vida e membro do Instituto do Cérebro da FAU. “Pode também proporcionar uma visão importante sobre como podemos construir um cérebro que não precise dormir”
A equipe de cientistas, liderada por Keene, partiu para descobrir a mecânica por trás da perda de sono em A. mexicanus para descobrir mais sobre como as deficiências na sinalização de Hipocretina estão associadas à alteração do sono e à narcolepsia, um distúrbio crônico do sono que causa sonolência diurna esmagadora, em diversos organismos vertebrados.
Para conseguir isso, Keene e sua equipe realizaram um estudo comparativo entre as células cerebrais de A. mexicanus de superfície e cavefish. Os seus resultados mostram que o número de células Hypocretin em peixes cavernícolas é significativamente maior do que o dos seus parentes de superfície.
Hipocretina, anteriormente implicada na narcolepsia humana, é expressa em níveis mais elevados no cérebro do peixe das cavernas (A. mexicanus). Cérebros de peixes de superfície (esquerda) e peixes das cavernas (direita) com a proteína Hypocretin, que promove a vigília, representada a verde (fundo).
Próximo, eles mostraram que inibindo a sinalização de Hypocretin, geneticamente ou farmacologicamente, aumentou o sono em peixes das cavernas, enquanto que teve muito pouco efeito nos peixes de superfície.
“Uma questão central que se move para a frente é porque Hypocretin funciona de forma diferente em peixes das cavernas”, disse Keene. “Queremos compreender que vantagem a perda de sono proporciona a estes peixes no ambiente das cavernas”.
Co -Autores do estudo são Erik Duboue, Ph.D., professor assistente de ciências biológicas no Harriet L. Wilkes Honors College da FAU, e David Prober, Ph.D., professor de biologia no Instituto de Tecnologia da Califórnia.
“Hypocretin Underlies the Evolution of Sleep Loss in the Mexican cavefish,” pode ser livremente acessado online em https://elifesciences.org/articles/32637.
Este estudo é apoiado pelo prêmio 25762 da National Science Foundation para Keene.
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