Sono reduz dano ao DNA em neurónios de águas-vivas e anémonas-do-mar, mostra estudo

O sono pode ter surgido, no início, como uma espécie de “janela de manutenção” do sistema nervoso. Um novo estudo indica que até alguns dos animais mais antigos com neurónios recorrem ao sono para diminuir dano ao DNA e stress celular.

Esse papel protetor parece ser tão essencial que pode anteceder cérebros complexos em centenas de milhões de anos.

A investigação foi conduzida por equipas lideradas pelo professor Lior Appelbaum e pelo professor Oren Levy, da Universidade Bar-Ilan.

Ao analisar águas-vivas e anémonas-do-mar, o grupo defende que uma das funções centrais do sono é muito antiga: reservar tempo para que os neurónios se reparem.

Por que o sono vale o risco

Sempre que surgem sistemas nervosos, o sono aparece de forma recorrente no reino animal. Isso sempre soou paradoxal, porque dormir parece perigoso.

Durante o sono, o animal fica menos atento ao ambiente. Essa redução de vigilância pode torná-lo presa mais fácil. Além disso, o sono interrompe atividades importantes para a sobrevivência, como alimentação e reprodução.

Então, por que a evolução teria mantido o sono? Este estudo sustenta que dormir não é apenas vantajoso: é uma forma de proteção difícil de substituir.

A proposta é que, enquanto o organismo está acordado, os neurónios sofrem danos; já o sono oferece um período contínuo para atenuar esse desgaste. Se isso estiver correto, o “custo” de dormir pode ser compensado pelo que acontece quando os neurónios não recebem esse tempo de manutenção.

Animais antigos, padrões de sono familiares

A equipa concentrou-se em duas linhagens animais basais, muito próximas das raízes evolutivas iniciais do sistema nervoso.

Uma delas foi uma água-viva diurna e simbiótica. Ela dorme à noite e ainda faz uma sesta curta por volta do meio do dia. A outra foi uma anémona-do-mar crepuscular e não simbiótica, que tende a dormir do amanhecer até a primeira metade do dia.

Com rastreamento por vídeo infravermelho e análise comportamental, os investigadores definiram e quantificaram os padrões de sono em ambos os animais.

Apesar de estilos de vida muito distintos, surgiu um dado inesperadamente familiar: as duas espécies dormem, em média, cerca de oito horas por dia, parecido com a duração típica do sono humano.

Os horários não coincidem entre si. Ainda assim, a organização geral se assemelha a um ciclo regular, e não a um descanso aleatório.

O dano ao DNA sobe e desce

O achado central diz respeito ao que ocorre dentro dos neurónios ao longo do ciclo sono-vigília.

Em trabalhos anteriores, o Laboratório Appelbaum mostrou, em peixe-zebra, que os neurónios acumulam dano ao DNA enquanto o animal está acordado e que o sono é necessário para a recuperação.

O dano ao DNA pode surgir por várias razões, incluindo atividade neuronal, stress oxidativo, metabolismo e radiação.

Esse dano pode afetar qualquer célula, mas os neurónios enfrentam um desafio particular. Eles são excitáveis, permanecem ativos quase o tempo todo e, em geral, não se dividem; por isso, não conseguem simplesmente “reiniciar” produzindo novas células, como acontece em alguns tecidos.

No estudo atual, o mesmo padrão visto no peixe-zebra voltou a aparecer - só que em animais muito mais antigos. Tanto em águas-vivas quanto em anémonas-do-mar, o dano ao DNA aumentou nos neurónios durante a vigília e diminuiu durante o sono.

Rebote do sono e redução de danos

Os investigadores também forçaram o sistema para verificar se o sono responde ao dano. Quando os animais foram mantidos acordados, o dano ao DNA aumentou. Em seguida, eles dormiram por mais tempo do que o habitual.

Esse comportamento de “compensação” é chamado de rebote do sono e, no estudo, ele ocorreu em paralelo à recuperação e à redução dos níveis de dano ao DNA.

Depois, a equipa testou algo ainda mais direto. Eles elevaram o dano ao DNA usando radiação UV e também ao expor os animais a uma substância química que danifica o DNA.

Os dois tipos de gatilho induziram sono de recuperação nas duas espécies. E, quando os investigadores favoreceram o sono com melatonina, o dano ao DNA diminuiu.

Em conjunto, os dados apontam para uma relação de mão dupla. O dano parece aumentar a necessidade de sono, e o sono parece contribuir para reduzir esse dano.

Relógios diferentes, o mesmo trabalho de reparo

Outro ponto relevante é que esses animais não controlam o sono da mesma forma.

Nas duas espécies existe pressão homeostática do sono. Em outras palavras: quanto mais tempo o animal permanece acordado, maior se torna o impulso interno para dormir. Porém, o principal “marcador” que define o horário do sono não é igual entre elas.

Na água-viva, o sono é regulado sobretudo pelo ciclo claro-escuro. Já na anémona-do-mar, o sono depende mais de um relógio circadiano interno.

Assim, um animal é guiado de modo mais direto pela luz solar, enquanto o outro depende mais do tempo interno. Mesmo assim, ambos usam o sono para a mesma função de base: reduzir dano ao DNA e stress celular nos neurónios.

Isso é importante para a principal tese evolutiva. Se sistemas de controle do sono tão diferentes convergem para a mesma função de manutenção, é possível que essa função seja justamente o que a evolução manteve ao longo do tempo.

“Os nossos achados sugerem que a capacidade do sono de reduzir o dano ao DNA neuronal é uma característica ancestral já presente em um dos animais mais simples com sistemas nervosos”, disse Appelbaum.

“O sono pode ter evoluído originalmente para fornecer um período consolidado de manutenção neural, uma função tão fundamental que pode ter sido preservada em todo o reino animal.”

Implicações para cérebros humanos

O estudo também aponta para um possível ângulo de saúde humana. Em pessoas, distúrbios do sono estão associados a declínio cognitivo e a maior risco de doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Parkinson.

Essas condições podem envolver o acúmulo de stress e danos em neurónios ao longo do tempo. O argumento evolutivo apresentado aqui reforça a ideia de que a qualidade do sono está ligada à resiliência do cérebro com o passar dos anos.

Não se trata de afirmar que águas-vivas “explicam” o Alzheimer. Mas a lógica biológica sugerida é profunda: se o sono protege neurónios desde os primeiros sistemas nervosos, então a interrupção crónica do sono pode, de forma plausível, tornar os neurónios mais vulneráveis ao longo da vida.

“O sono é importante não apenas para a aprendizagem e a memória, mas também para manter os nossos neurónios saudáveis”, disse Appelbaum.

“O impulso evolutivo de manter os neurónios que vemos em águas-vivas e anémonas-do-mar é talvez uma das razões pelas quais o sono é essencial para os humanos hoje.”