Estrutura misteriosa nos olhos das aves pode explicar a curiosa ausência de sangue.

Uma curiosidade científica sobre a retina interna das aves: como funciona sem oxigénio

Eis um facto pouco conhecido: ao contrário da retina interna da maioria dos animais (incluindo a nossa), a retina interna das aves consegue operar em anóxia - isto é, sem oxigénio. Uma equipa de investigação liderada por cientistas da Universidade de Aarhus, na Dinamarca, conseguiu finalmente esclarecer o mecanismo que torna isto possível.

Na retina de quase todos os vertebrados, o oxigénio necessário para converter glicose em energia suficiente para o funcionamento celular é transportado, em grande medida, pelos glóbulos vermelhos através de vasos sanguíneos.

Porque é que a retina das aves fica em anóxia?

Nas aves, a situação é muito diferente: a retina não tem vasos sanguíneos. Assim, o oxigénio só consegue chegar por difusão através da superfície do olho, o que faz com que a retina interna seja anóxica (sem oxigénio).

As células conseguem, ainda assim, retirar energia da glicose sem oxigénio, mas essa via é pouco eficiente e, além disso, pode levar rapidamente à acumulação de resíduos tóxicos.

Foi precisamente aqui que a evolução “inventou” uma solução surpreendente - um verdadeiro sistema de “canalização” cuja função tem sido discutida por anatomistas de aves durante séculos.

“O nosso estudo revela uma tolerância à anóxia impressionante na retina interna das aves”, escrevem os investigadores no artigo publicado.
“Os nossos resultados são relevantes, porque os tecidos neurais de animais de sangue quente são, em geral, considerados altamente vulneráveis à anóxia, evoluindo rapidamente para disfunção celular.”

Pécten oculi e retina interna: a peça-chave do enigma

O elemento crucial para esta tolerância é o pécten oculi, uma estrutura do olho das aves descrita no final do século XVII. Localizado junto à retina, o pécten oculi é extremamente rico em vasos sanguíneos - mas, até agora, não era claro de que forma contribuía para o funcionamento de uma retina sem vasos.

Para desvendar o processo, os investigadores monitorizaram cuidadosamente os olhos de diamantes-mandarins (Taeniopygia guttata) vivos. O trabalho incluiu medições de níveis de oxigénio, avaliação do transporte de nutrientes e análise da actividade genética. A conclusão foi inequívoca: a retina interna destas aves não utiliza oxigénio.

A via metabólica: glicólise anaeróbia, glicose e ácido láctico

Em vez de recorrerem à produção de energia dependente de oxigénio, as células da retina recorrem à glicólise anaeróbia. Nesta via, pequenas quantidades de energia são obtidas a partir da glicose através de reacções alternativas que dispensam o oxigénio.

O problema é que a glicólise anaeróbia gera ácido láctico, que pode danificar os tecidos quando se acumula em concentrações elevadas.

É aqui que o pécten oculi se torna decisivo: esta estrutura assegura o transporte de grandes quantidades de glicose para alimentar a retina e, ao mesmo tempo, remove o ácido láctico antes que este possa prejudicar as células retinianas.

Porque é que esta adaptação pode ter sido vantajosa?

Os investigadores sugerem que esta característica pode ter evoluído por duas razões principais:

• Reduzir a necessidade de vasos sanguíneos na retina, que poderiam interferir com a qualidade visual (ao “tapar” parte do campo óptico ou degradar a nitidez).
• Permitir vida e deslocações em ambientes com pouco oxigénio, como migrações e voos a grandes altitudes, onde o oxigénio é um recurso escasso.

Um exemplo impressionante é o da águia-cobreira (Circaetus gallicus). Nestes animais, a retina pode ser mais de quatro vezes mais espessa do que o limite típico de difusão de oxigénio observado em retinas de mamíferos. Isso implica que uma fracção muito significativa do órgão funciona sem oxigénio - algo que pode ser particularmente útil para aves que planam a cerca de 500 metros do solo durante períodos prolongados.

“Perceber a função desta estrutura enigmática no olho das aves é extraordinariamente fascinante”, afirma o biólogo Coen Elemans, da Universidade do Sul da Dinamarca.
“Este pécten permite que uma águia-cobreira tenha a incrível acuidade visual para detectar, a partir de grande altitude, um pequeno lagarto imóvel - e pode também ter desempenhado um papel crucial ao permitir a migração das aves. É espantoso.”

O que isto pode significar para a medicina e para a biologia

A descoberta pode orientar investigações sobre a sobrevivência celular em condições anóxicas. Conhecer as estratégias do olho das aves poderá, no futuro, apoiar o desenvolvimento de abordagens terapêuticas para situações como os acidentes vasculares cerebrais (AVC), em que as células nervosas ficam privadas de oxigénio.

Além disso, esta forma de “separar” a nutrição do tecido nervoso (fornecer glicose e retirar ácido láctico sem vascularizar a retina) pode inspirar novas formas de pensar o suporte metabólico em tecidos sensíveis, incluindo aplicações em engenharia de tecidos e modelos experimentais de neuroprotecção.

O que vem a seguir: o custo energético de ver bem

Agora que a função do pécten oculi e o seu papel na retina estão muito mais bem definidos, estudos futuros poderão analisar com maior detalhe de que forma o fornecimento de glicose ao olho influencia o desempenho da retina. E a exigência energética é elevada: segundo o estudo, a retina das aves capta aproximadamente 2,5 vezes mais glicose do que o cérebro das próprias aves.

O artigo científico levou, na prática, oito anos a ser desenvolvido e reuniu contributos de especialistas de várias áreas, acrescentando mais uma peça importante ao entendimento de como a evolução das aves se desenrolou ao longo de milhões de anos.

“Este estudo é uma verdadeira demonstração de excelência e um trabalho belíssimo, que combina a experiência e o esforço de muitas pessoas”, refere Elemans.

A investigação foi publicada na revista científica Nature.