Como o pecten oculi permite que a retina interna das aves funcione em anóxia

Há uma curiosidade científica pouco conhecida: ao contrário do que acontece na retina interna da maioria dos animais (incluindo a nossa), a retina interna das aves consegue funcionar em anóxia, isto é, sem oxigénio. Uma equipa de investigadores liderada pela Universidade de Aarhus, na Dinamarca, esclareceu agora como é que isso é possível.

Porque é que a retina normalmente precisa de oxigénio

Na retina de praticamente todos os vertebrados, o oxigénio necessário para converter glicose em energia suficiente para o funcionamento celular chega através dos glóbulos vermelhos.

Nas aves, porém, o cenário é diferente: a retina não tem vasos sanguíneos. Assim, o oxigénio só pode entrar por difusão através da superfície, deixando a retina interna anóxica (sem oxigénio).

Embora as células consigam extrair energia da glicose sem oxigénio, esse processo é pouco eficiente e, além disso, gera rapidamente uma acumulação tóxica de resíduos.

Felizmente, as aves desenvolveram uma solução - um verdadeiro “sistema de canalização” cuja finalidade tem sido discutida por anatomistas de aves ao longo de séculos.

"O nosso estudo revela uma tolerância impressionante à anóxia na retina interna das aves", escrevem os investigadores no artigo publicado.

"As nossas conclusões são interessantes, uma vez que os tecidos neurais de animais de sangue quente são geralmente considerados altamente vulneráveis à anóxia, levando rapidamente a disfunção celular."

O pecten oculi: a estrutura enigmática que resolve o problema

A peça central desta tolerância é o pecten oculi, uma estrutura do olho das aves identificada no final do século XVII. Situado junto à retina, este elemento está repleto de vasos sanguíneos - mas, até agora, não era claro de que forma, ao certo, desempenhava a sua função.

Através de uma monitorização detalhada de olhos de diamantes-mandarins vivos (Taeniopygia guttata) - incluindo a análise dos níveis de oxigénio, do transporte de nutrientes e da actividade génica - a equipa confirmou que a retina interna não utiliza oxigénio.

Em vez disso, as células da retina recorrem a um mecanismo chamado glicólise anaeróbia: pequenas quantidades de energia são produzidas a partir da glicose por um conjunto alternativo de reacções que não exige oxigénio. O problema é que este processo também gera ácido láctico, capaz de lesar o tecido quando se acumula em concentrações elevadas.

É aqui que o pecten oculi volta a entrar em cena: esta estrutura assegura o transporte de grandes volumes de glicose e, ao mesmo tempo, remove o ácido láctico antes que este cause danos às células da retina.

Porque é que isto poderá ter sido vantajoso na evolução das aves

Uma das razões para a evolução desta adaptação poderá ter sido a necessidade de evitar vasos sanguíneos que prejudicam a visão, ou, em alternativa, permitir que as aves migrem a grandes altitudes - onde o oxigénio é um recurso escasso.

Um exemplo é o da águia-cobreira-de-dedos-curtos (Circaetus gallicus): a sua retina é mais de quatro vezes mais espessa do que o limite de difusão de oxigénio nas retinas de mamíferos, o que significa que uma parte muito significativa do órgão fica sem oxigénio. Para estas aves, isto poderá representar uma vantagem, já que conseguem planar durante longos períodos a 500 metros de altitude (cerca de 1 500 pés).

"Determinar a função desta estrutura enigmática no olho das aves é mesmo muito fixe", afirma o biólogo Coen Elemans, da Universidade do Sul da Dinamarca.

"Este pecten dá a uma águia-cobreira a incrível acuidade visual para detectar um pequeno lagarto imóvel a grandes alturas, mas também pode ter tido um papel crucial ao permitir a migração das aves. Isto é extraordinário!"

O que esta descoberta pode significar para outras áreas

A descoberta poderá contribuir para investigações relacionadas com a sobrevivência de células em condições anóxicas. Compreender as “estratégias” utilizadas pelos olhos das aves poderá, por exemplo, vir a ajudar no desenvolvimento de tratamentos para o AVC, uma situação em que células nervosas ficam privadas de oxigénio.

Agora que existe uma imagem muito mais clara do que é o pecten oculi e do que está a fazer, estudos futuros poderão analisar com mais detalhe como a dependência do fornecimento de glicose ao olho influencia o desempenho da retina. Segundo o estudo, para funcionar correctamente, esta estrutura exige muita glicose: cerca de 2,5 vezes a quantidade captada pelos cérebros das aves.

O artigo científico, na prática, levou oito anos a ser concluído e contou com contributos de especialistas de várias áreas científicas, acrescentando mais uma peça importante para compreender como a evolução das aves se foi desenrolando ao longo de milhões de anos.

"Este estudo é, de facto, uma demonstração de força e um trabalho belíssimo que combina a competência e o esforço árduo de muitas pessoas", diz Elemans.

A investigação foi publicada na Nature.