Os ratos-toupeira-pelados preferem ar com baixo teor de oxigênio, que mataria a maioria dos mamíferos

Esses roedores subterrâneos são os primeiros mamíferos descobertos que escolhem ativamente o ar com níveis de oxigênio abaixo do normal. Sua notável capacidade de sobreviver a essas condições pode oferecer um modelo fundamental para pesquisadores que estudam novos tratamentos para acidente vascular cerebral ou doenças pulmonares em humanos. Os ratos-toupeira-pelados (Heterocephalus glaber) são incomuns por sua longa vida e resistência ao câncer. Agora, pesquisadores sugerem que esses roedores não apenas toleram, como preferem viver em ambientes com pouco oxigênio.

O ar que você acabou de inspirar contém cerca de 21% de oxigênio. Mas se você estivesse em uma câmara sem entrada de ar fresco, o nível de oxigênio diminuiria gradualmente. Se chegasse a cerca de 15%, você se sentiria um pouco indisposto, com tontura e o coração batendo um pouco mais rápido.

Com 11%, você poderia sentir um pânico crescente, náuseas e perder a capacidade de pensar com clareza. Abaixo de 10%, a perda de consciência, danos cerebrais e morte ocorreriam em poucos minutos.

Entretanto, sob essas condições opressivas, o rato-toupeira-pelado, um roedor quase sem pelos e quase cego do leste da África, estaria felizmente seguindo sua rotina diária de cavar túneis ou dormir em uma enorme pilha de toupeiras.

O rato-toupeira-pelado sobrevive por pelo menos 5 horas no ar contendo apenas 5% de oxigênio; não mostra nenhum sinal significativo de sofrimento e continua a atividade normal. Em atmosfera de oxigênio zero, ele pode sobreviver 18 minutos aparentemente sem sofrer nenhum dano.

Os ratos-toupeira-pelados são famosos por tolerarem a hipóxia, ou seja, níveis de oxigênio abaixo do normal, o que é comum quando uma colônia de até 300 animais vive junta em uma toca, no subsolo.

Mas um estudo recente publicado na revista Biology Letters sugere que esses roedores peculiares não apenas toleram essas condições extremas, como podem até preferi-las. Isso faz dos ratos-toupeira-pelados os primeiros mamíferos já descobertos a escolherem ativamente ambientes com baixo teor de oxigênio.

- "Eu não esperava isso de jeito nenhum", disse Matthew Pamenter, biólogo da Universidade de Ottawa e autor sênior do estudo. - "A princípio, não acreditamos. Várias pessoas realizaram os experimentos, ao longo de um ano inteiro e diferentes pessoas analisaram os resultados só para garantir que fosse real."

Como a maioria dos mamíferos, nós, humanos, faremos o possível para escapar da hipóxia, pois ela causa estragos em nossos corpos. Ao compreender que os ratos-toupeira-pelados fazem o oposto, os pesquisadores esperam desvendar os mecanismos por trás desse comportamento curioso, como a forma como ele afeta a inflamação, o metabolismo e o açúcar no sangue.

Os ratos-toupeira-pelados poderiam, então, servir como um modelo para revelar o que acontece de errado nos tecidos humanos durante a privação de oxigênio.

Por exemplo, os roedores podem inspirar maneiras de "proteger nosso cérebro contra ambientes com baixo teor de oxigênio, como os que podem ocorrer durante um AVC. Os ratos-toupeira-pelados certamente guardam segredos dos quais podemos aprender.

De fato, os ratos-toupeira-pelados são verdadeiramente únicos e estranhos. Que mamífero não sente dor, tem a vida social de um inseto, a frieza de um réptil e o metabolismo de uma planta?

Carecas, quase cegos e com dentes salientes, os ratos-toupeira-pelados podem não ser bonitos, mas são extraordinários.

Com uma expectativa de vida de 37 anos, suas características peculiares evoluíram ao longo de milhões de anos para torná-los excepcionalmente adaptados para sobreviver a condições adversas, especialmente longos períodos sem oxigênio.

Nos desertos da África Oriental, os ratos-toupeira-pelados se alimentam de raízes. Eles cavam em busca das raízes com dentes que se movem independentemente, como pauzinhos.

Mas mesmo com esses dentes especiais, um único rato-toupeira-pelado não tem chance de encontrar comida suficiente; as raízes são grandes e nutritivas, mas estão espalhadas por uma vasta área.

Uma grande força de trabalho tem muito mais chances de sucesso, por isso os ratos-toupeira-pelados vivem em colônias. Semelhantes a formigas, abelhas e cupins, eles constroem ninhos gigantes.

Abrigando até 300 ratos-toupeira, essas colônias apresentam complexos sistemas de túneis subterrâneos, câmaras de ninho e banheiros comunitários.

Também como os insetos, os ratos-toupeira-pelados têm uma estrutura social rígida. A fêmea dominante, a rainha, e dois ou três machos que ela escolhe, são os únicos ratos-toupeira-pelados da colônia que têm filhotes.

Todos os outros ratos-toupeira-pelados, machos e fêmeas, são soldados, que defendem a colônia de possíveis invasores, ou operários. Equipes de operários são enviadas para buscar raízes, e sua colheita alimenta toda a colônia.

Viver em colônia ajuda os ratos-toupeira-pelados a encontrar comida suficiente, mas quando tantos animais vivem no mesmo espaço subterrâneo, o oxigênio acaba rapidamente.

Os mamíferos precisam de muito oxigênio; nós o usamos para produzir a energia que alimenta tudo, desde a manutenção da nossa temperatura corporal até os batimentos cardíacos e movimentos voluntários. Sem oxigênio, morremos rapidamente.

Na verdade, nenhum outro mamífero sobreviveria à depleção de oxigênio experimentada em uma colônia de ratos-toupeira-pelados.

Os ratos-toupeira-pelados conseguem prosperar em condições de baixo oxigênio, em parte porque abandonaram uma das funções corporais que mais requerem oxigênio: a termorregulação.

A maioria dos mamíferos é de sangue quente, o que significa que precisa manter a temperatura corporal constante. Os ratos-toupeira-pelados não recebem oxigênio suficiente para isso.

Em vez disso, são os únicos mamíferos cuja temperatura corporal flutua de acordo com o ambiente, o que os torna de sangue frio, como os répteis. Eles também possuem um tipo especial de hemoglobina, a molécula no sangue que transporta oxigênio.

A hemoglobina deles é muito mais aderente ao oxigênio do que a nossa e consegue absorvê-lo mesmo quando ele é escasso.

Em resposta a uma verdadeira emergência de oxigênio, os ratos-toupeira-pelados entram em um estado de animação suspensa. Eles param de se mover, diminuem o ritmo respiratório e reduzem drasticamente a frequência cardíaca.

Isso reduz muito a quantidade de energia, e consequentemente de oxigênio, de que precisam. Ao mesmo tempo, eles começam a metabolizar a frutose, como uma planta.

A frutose é um açúcar que pode ser usado para produzir energia sem consumir oxigênio. Normalmente, os mamíferos metabolizam um açúcar diferente, chamado glicose, que produz mais energia do que a frutose, mas a glicose só funciona quando há oxigênio disponível.

As células do cérebro e do coração humanos possuem alguns mecanismos celulares para usar a frutose, mas não tantos quanto os ratos-toupeira-pelados, que são, na verdade, os únicos mamíferos conhecidos por terem essa capacidade.

Se já não fosse bastante tantas características incomuns, em 2008, a descoberta acidental de sua extraordinária tolerância à dor aumentou os mistérios que os cercam, mas um estudo de 2016 disse entender como eles adquiriram essa resistência, como forma de que nós mesmo possamos entender melhor nossos próprios mecanismos de dor.

Embora possamos esperar que os humanos nunca precisem viver exclusivamente em túneis subterrâneos, existem muitas situações em que nos beneficiaríamos com a necessidade de menos oxigênio.

Durante ataques cardíacos e outras emergências médicas, as pessoas frequentemente morrem ou sofrem danos debilitantes nos órgãos devido à privação de oxigênio.

Será que poderíamos replicar o uso da via metabólica da frutose pelos ratos-toupeira-pelados para a saúde humana?

Foram necessários milhões de anos de evolução para reunir em um único pequeno mamífero o comportamento de um inseto, a regulação da temperatura de um réptil e a produção de energia de uma planta, mas talvez, com estudo suficiente, possamos replicar apenas algumas de suas características.