Os cientistas norte-americanos Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash e Michael W. Young ganharam o Nobel de Medicina e Fisiologia de 2017 por suas descobertas sobre os mecanismos moleculares que controlam ritmo circadiano, o relógio biológico interno dos seres vivos. O prêmio, no valor de 9 milhões de coroas suecas (aproximadamente 3,5 milhões de reais), foi anunciado na segunda-feira, 2 de outubro,  na Suécia.

As pesquisas foram desenvolvidas pelo trio nos anos 1980, a partir do estudo de moscas. Os cientistas conseguiram isolar o gene que regula o ritmo circadiano, descreveram o funcionamento da proteína produzida por ele e mostraram um mecanismo de “feedback” responsável pela regulação de todo o sistema.

Compreendendo o ritmo circadiano

O ritmo circadiano é basicamente um relógio interno de 24 horas que está em funcionamento no interior do cérebro de cada pessoa, regulando ciclos entre sonolência e alerta em intervalos regulares.

Também é conhecido como ciclo de sono ou vigília e está diretamente relacionado com a iluminação do ambiente. É regulado pelo núcleo supraquiasmático, estrutura no cérebro que recebe informações dos fotorreceptores da retina.

O mecanismo genético descoberto pelos pesquisadores

Os vencedores do Nobel de Medicina isolaram o gene que controla o ritmo interno dos seres vivos, em 1984. Após, demonstraram que esse gene fornece informações para que o corpo fabrique uma proteína que se acumula nas células durante à noite e vai se degradando durante o dia.

Os cientistas também demonstraram que essa proteína ativa um sistema de feedback; ou seja, ela é capaz de controlar o gene que a codifica, ativando ou desativando a sua própria produção.

Ao escurecer, o núcleo supraquiasmático envia um sinal para a glândula pineal secretar o hormônio melatonina. Essa mecânica também reduz a temperatura corporal e a pressão sanguínea, e tudo é controlado pelos genes, sendo que o funcionamento do primeiro deles — o “Period“ — foi descrito por dois dos laureados deste ano, Jeffrey Hall e Michael Rosbash.

Michael Young descobriu um segundo gene, o “Timeless”, que atua com o “Period” na regulação do ritmo circadiano.

Por muito tempo acreditou-se que o sono das pessoas era regulado pelo hábito, mas essas descobertas mostraram que se trata de uma questão genética. Alguns são mais dispostos pela parte da manhã, outros pela tarde e noite. As descobertas também explicam como as plantas, os animais e as pessoas sincronizam seus ritmos biológicos com as voltas do planeta Terra.

O funcionamento do corpo humano de acordo com as pesquisas

Todo o organismo humano sofre influência do circuito claro-escuro. A temperatura, metabolismo, hormônios e o sono reagem de acordo com essas mudanças. Por isto, desvendar esse mecanismo torna a medicina capaz de fazer intervenções em pessoas que possam ter disfunções nesse sistema.

A saúde e o bem-estar são afetados quando esse mecanismo está desregulado temporariamente; em um “jet lag”. Pesquisas também demonstram que disfunções nesse sistema contribuem para o surgimento e agravamento de uma série de doenças, como o câncer e a depressão.

Diversas pesquisas aprofundaram os estudos do ritmo circadiano. Foi descoberto, por exemplo, que o estado de maior alerta está entre às 6h e às 12h, e o pico de temperatura do corpo ocorre às 18h.

Três passos da ciência do ‘relógio biológico’ até o Nobel de Medicina

1) No século XVIII, o astrônomo Jean Jacques Mairan estudou plantas mimosa e demonstrou que as folhas da planta se abriam para o sol durante o dia e se fechavam no entardecer. Depois, Mairan colocou a planta em total escuridão e observou que, independente de estar dia ou não, as folhas continuavam a reproduzir o mesmo mecanismo.

2) Isso levou à conclusão de que o ritmo circadiano é um mecanismo endógeno (interno) — e não depende exclusivamente do “chamado” do meio ambiente. Outras pesquisas demonstram que o mecanismo se reproduzia em animais e seres humanos.

3) Depois, nos anos 1970, os pesquisadores Semour Benzer e Ronald Knopka perguntaram se era possível identificar genes que controlam o ritmo circadiano e demonstraram que mutações em um gene desconhecido provocava disfunções em moscas. O gene foi chamado de “period”.