Ultra-som induz torpor em animais

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Ultra-som induz estado semelhante a torpor em animais,
mostram experimentos
 Um rato
de praga de Preble salta em torpor. (Rob Schorr/Programa do Patrimônio Natural Colorado/EUA Serviço
de Pesca e Vida Selvagem/Flickr)
Torpor é um truque útil para sobreviver aos tempos magros, ajudando alguns mamíferos e aves a reduzir
a temperatura corporal e a taxa metabólica para se atravessões com segurança.
Apenas certas espécies entram naturalmente no torpor, e embora os humanos modernos não estejam
entre elas, há muito tempo estamos intrigados com a ideia. Induzir torpor em humanos pode ajudar
alguns pacientes com doenças com risco de vida, por exemplo, ou pessoas em longas missões através
do espaço profundo.
E enquanto o torpor humano sob demanda permanece relegado à ficção científica por enquanto, um
novo estudo sugere como isso pode acontecer.
No estudo, os pesquisadores induziram um estado semelhante a um torpor em camundongos usando
ultrassom para estimular uma região do cérebro envolvida na regulação do sono, temperatura corporal e
metabolismo. Além de camundongos, que naturalmente entram no torpor, os pesquisadores também
induziram um estado semelhante ao torpor em ratos, que não.
Esta é uma técnica segura e não invasiva para direcionar o sistema nervoso central para induzir um
estado semelhante a um torpor, dizem os autores do estudo.
Liderado por Hong Chen, um engenheiro biomédico da Universidade de Washington em St. Louis, a
equipe de pesquisa construiu um transdutor de ultrassom vestível para estimular neurônios em uma
região do cérebro chamada área pré-óptica do hipotálamo.
Quando os neurônios nesta área foram estimulados, os ratos experimentaram uma queda na
temperatura corporal de cerca de 3oC, relatam os pesquisadores, juntamente com uma queda na
https://www.flickr.com/photos/usfwsmtnprairie/49730649486/
https://www.sciencealert.com/short-bursts-of-hibernation-may-help-animals-slow-down-ageing
https://www.sciencealert.com/early-humans-may-have-hibernated-through-long-winters
https://www.sciencealert.com/early-humans-may-have-hibernated-through-long-winters
https://www.sciencealert.com/scientists-say-induced-hibernation-could-help-us-fight-cancer-in-the-future
https://www.sciencealert.com/monkey-experiment-reveals-a-brain-switch-that-could-be-useful-for-space-travel
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frequência cardíaca de pouco mais de 47%.
https://youtu.be/UCXGrIE3Unk
Os camundongos também experimentaram mudanças metabólicas, mudando do uso de carboidratos e
gorduras como fontes de energia para apenas a gordura, assemelhando-se à mudança que eles fazem
naturalmente durante o torpor.
Tudo isso ocorreu à temperatura ambiente (cerca de 22oC ou 71oF), sem os gatilhos ambientais que
podem naturalmente enviar ratos para um estado de torpe.
A intensidade do ultra-som também se correlacionou com a profundidade do estado de torpor. Como a
pressão acústica e a duração do ultrassom aumentaram, os camundongos mostraram quedas mais
significativas na temperatura e no metabolismo do corpo, uma condição chamada hipotermia induzida
por ultrassom e hipometabolismo (UIH).
“Desenvolvemos um controlador automático de feedback de circuito fechado para alcançar a hipotérmia
e hipometabolismo induzidos por ultrassom e de longa duração, controlando a saída de ultrassom”,
explica Chen.
“O controlador de feedback de circuito fechado definiu a temperatura corporal desejada para ser inferior
a 34oC, que foi relatada anteriormente como crítica para o torpor natural em camundongos”, diz ela. Isso
manteve os camundongos em 32,95 oC por 24 horas, e eles voltaram ao normal uma vez que o ultra-
som foi desligado.
Ao examinar de perto os padrões de atividade dos neurônios, Chen e seus colegas notaram um pico de
atividade correspondente a cada pulso de ultrassom, combinando com as mudanças na temperatura
corporal dos camundongos.
https://youtu.be/UCXGrIE3Unk
https://source.wustl.edu/2023/05/induction-of-a-torpor-like-state-with-ultrasound/
https://source.wustl.edu/2023/05/induction-of-a-torpor-like-state-with-ultrasound/
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A equipe de Hong Chen usou ultra-som para induzir com segurança e não invasivamente um
estado semelhante ao torpor em camundongos e ratos. (Chen Laboratory/Universidade de
Washington em St. O Luís)
“Essas descobertas revelaram que a UIH foi evocada pela ativação por ultrassom de neurônios pré-
ópticos do hipotálamo”, diz o co-autor Yaoheng Yang, engenheiro biomédico da Universidade de
Washington.
“Nossa descoberta de que a estimulação transcraniana da área pré-óptica do hipotálamo foi suficiente
para induzir a IUH revelou o papel crítico dessa área na orquestração de um estado semelhante a um
torpor em camundongos”, acrescenta Yang.
Os pesquisadores também usaram sequenciamento genético para revelar que o ultrassom estava
ativando o canal de íons TRPM2 em neurônios da área pré-óptica do hipotálamo, demonstrando que
este é um canal de íons sensível ao ultrassom que desempenha um papel no envio de animais para a
IUIH.
Embora estes sejam insights valiosos, mesmo em camundongos, os pesquisadores também foram um
passo além, mostrando como a técnica pode induzir um estado semelhante a um torpor em uma espécie
que não exibe naturalmente torpor ou hibernação.
Quando eles usaram ultra-som para estimular os neurônios na área pré-óptica do hipotálamo de um rato,
os pesquisadores observaram uma diminuição na temperatura da pele do rato e uma queda de cerca de
1 oC na temperatura corporal central – semelhante ao que acontece com os animais em torpor.
https://source.wustl.edu/2023/05/induction-of-a-torpor-like-state-with-ultrasound/
https://source.wustl.edu/2023/05/induction-of-a-torpor-like-state-with-ultrasound/
https://source.wustl.edu/2023/05/induction-of-a-torpor-like-state-with-ultrasound/
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Embora induzir um estado semelhante a um torpor em camundongos e ratos ainda esteja muito longe de
enviar humanos para o hipersono, este estudo lança uma nova luz sobre como o torpor funciona e como
desencadear um estado comparável em animais, incluindo espécies que não o experimentam
naturalmente.
“A UIH tem o potencial de abordar o objetivo há muito procurado de alcançar a indução não invasiva e
segura do estado semelhante ao torpor, que tem sido perseguido pela comunidade científica pelo menos
desde a década de 1960”, diz Chen.
“A estimulação ultrassonográfica possui uma capacidade única de alcançar regiões cerebrais profundas
de forma não invasiva com alta precisão espacial e temporal em cérebros animais e humanos”,
acrescenta ela.
O estudo foi publicado na Nature Metabolism.
https://www.sciencealert.com/a-common-sci-fi-solution-for-long-distance-space-travel-could-be-pointless-for-humans
https://source.wustl.edu/2023/05/induction-of-a-torpor-like-state-with-ultrasound/
https://source.wustl.edu/2023/05/induction-of-a-torpor-like-state-with-ultrasound/
https://www.nature.com/articles/s42255-023-00804-z