Novo estudo mostra que termorreceptores usam TRPM8 para calor e frio

A sua pele monitora a temperatura o tempo todo, avisando o cérebro quando algo parece quente ou frio. Por muito tempo, cientistas acreditaram que isso acontecia por meio de conjuntos separados de células nervosas.

Um estudo novo contesta essa ideia ao indicar que a maioria das células nervosas que detectam temperatura reage tanto ao aquecimento quanto ao resfriamento.

A descoberta pode mudar a forma como pesquisadores compreendem distúrbios dos nervos que alteram a sensibilidade.

Observando os nervos

A pele não para de “medir”. Ao encostar numa grade gelada ou em água morna, as terminações nervosas dali enviam a temperatura ao cérebro em poucos instantes.

Essas células, conhecidas como termorreceptores, são investigadas há mais de cem anos, mas o modo como diferenciam frio de calor permanecia em aberto.

Phillip Bokiniec, da University of Queensland (UQ), liderou uma equipe que registrou, de uma vez, imagens de centenas dessas células em camundongos vivos.

Os testes foram realizados no laboratório de James Poulet, no Max Delbrück Center (MDC), em Berlim.

Os cientistas aqueceram e resfriaram suavemente as patas dos camundongos enquanto um microscópio de dois fótons acompanhava a atividade de cada célula conforme ela se alterava.

A maioria das células faz as duas funções

Na maior parte das células, a atividade diminuiu à medida que a pele aquecia, em vez de se organizar em um grupo claramente “do quente” e outro “do frio”.

Células que respondem tanto ao aquecimento quanto ao resfriamento já eram conhecidas, mas a quantidade observada surpreendeu.

“Os cientistas conhecem esses neurônios há anos, mas achava-se que eles eram relativamente raros”, disse Poulet.

As imagens mostraram que elas representam a maior parte da população que sente temperatura, e não uma minoria marginal.

As mesmas células também informavam a temperatura real da pele, e não apenas a rapidez com que ela mudava.

Com a pele mais quente, a atividade caía de forma contínua; com a pele mais fria, a atividade subia continuamente. Era uma leitura gradual, não um simples liga/desliga.

Esse padrão apareceu tanto em camundongos acordados quanto anestesiados, o que descartou a anestesia como explicação.

Exigindo um único interruptor

Quando os pesquisadores bloquearam a TRPM8, proteína há muito considerada o principal sensor corporal de frio, as células deixaram de responder ao resfriamento. O efeito de redução de atividade causado pelo calor também desapareceu.

A TRPM8 vinha sendo tratada como um detector dedicado ao frio, parte de um sistema que supostamente encaminharia calor e frio por vias distintas. Essa interpretação permaneceu amplamente aceita.

Aqui, porém, um único canal pareceu sustentar tanto o aumento de atividade diante do resfriamento quanto a queda de atividade diante do aquecimento.

Uma proteína, duas funções

Para checar se um canal só poderia mesmo cumprir as duas tarefas, a equipe criou um modelo computacional do comportamento da TRPM8.

Pequenas variações na atividade do canal bastaram para reproduzir toda a faixa de respostas observada nos animais vivos.

O resultado favorece uma forma de codificação populacional, em que a temperatura é inferida a partir do comportamento coletivo de muitas células, e não por “fios” separados para quente e frio.

“O sistema nervoso parece usar uma população de células que sinaliza as duas direções da mudança de temperatura”, disse Bokiniec.

Onde os sinais se separam

Nada disso significa que quente e frio sejam percebidos da mesma maneira. As sensações continuam distintas, e a diferença parece ser construída mais adiante, depois que os primeiros nervos fazem o relato.

Um artigo separado, publicado no ano passado, descreveu um circuito específico na medula espinhal que conduz sinais de frio e os amplifica no caminho até o cérebro.

Nesse trabalho, silenciar as células amplificadoras impediu que os camundongos reagissem ao frio, enquanto as respostas ao calor e ao frio doloroso se mantiveram estáveis.

Ao que tudo indica, o frio ganha uma via dedicada em algum ponto acima da pele, mesmo que os sensores cutâneos sejam compartilhados. O mesmo grupo já havia observado essa separação em níveis mais altos.

Calor e frio se diferenciam

Em um estudo anterior do cérebro de camundongos, foram encontrados neurônios que respondiam separadamente a frio e a calor em uma região ligada à temperatura, além de muitos neurônios que reagiam a ambos.

Ali, neurônios de calor e de frio também operavam em “relógios” diferentes: um respondia à temperatura absoluta, e o outro à mudança.

Em conjunto, o quadro sugere um sistema sensorial que começa flexível e só se compromete mais tarde.

Na pele, uma população versátil registra toda a faixa de temperaturas. A separação acontece depois.

Frio e calor se descolam conforme o sinal sobe pela medula espinhal e chega ao cérebro.

A sensibilidade frequentemente falha

Perceber a temperatura com precisão ajuda a manter o núcleo do corpo dentro de uma faixa segura, e essa capacidade falha em uma longa lista de condições.

Lesão nervosa por diabetes e quimioterapia, além de esclerose múltipla e traumatismo da medula espinhal, pode distorcer ou reduzir essa percepção, às vezes transformando um frio leve em dor em queimação.

Se uma única população de células e um único canal carregam tanto frio quanto calor, um defeito nesse sistema compartilhado pode desequilibrar a sensação térmica como um todo.

Isso muda onde os pesquisadores podem procurar a origem do problema em distúrbios como a neuropatia diabética.

“Entender como funciona a sensação saudável de temperatura é um pré-requisito para entender o que dá errado na doença”, disse Clarissa Whitmire.

Um sistema compartilhado em risco

Mapear o sistema saudável é a etapa que precisa vir antes de qualquer correção. O envelhecimento traz uma versão do mesmo risco.

Pessoas idosas regulam pior a temperatura e enfrentam perigo real em ondas de calor, e o desgaste da sinalização dos termorreceptores pode ser parte da explicação.

Os autores sugerem que a falha na percepção de temperatura pode até servir como um sinal precoce de um declínio nervoso mais amplo. O que o estudo deixa estabelecido é claro.

Os principais detectores de temperatura da pele são generalistas, não especialistas, e um canal antes classificado como “do frio” também se mostra capaz de carregar calor.

A próxima questão é se a mesma regra vale em humanos, além de como esses sinais compartilhados são separados na medula espinhal e no cérebro.