BioNOW! #51 – A inaudita função da mitocôndria no olho

Por Eduardo Carvalho em

BioNOW! #51 - A inaudita função da mitocôndria no olho 

Foi na passada Semana Santa que teve lugar um encontro não menos inusitado que breve. Depois de uma manhã cinzenta, e tipicamente abrileira, abrira-se uma tarde esplendorosa. O céu de tom azul-celeste e o ar tépido e salubre incitaram-me a deambular pela floresta, que ficava a escassos minutos do local da minha estadia. Acabara de passar uns moinhos de água esquecidos no tempo, quando vislumbrei sob a copa de um pinheiro-bravo uma mancha avermelhada em movimento. Reconheci prontamente que se tratava de um Sciurus vulgaris, vulgo esquilo-vermelho – espécie outrora extinta em Portugal e que tem vindo a recolonizar o norte do país desde os anos 90. Mal tivera tempo para processar o que vira, quando a exígua criatura se voltou na minha direção e estacou, erguido sobre as duas patas traseiras. Perscrutei-lhe a minúscula face, ladeada por um par de orelhas hirtas, igualmente minúsculas. Frente a frente, questionei-me se encerrada dentro daquele pequenino olho escuro estava uma cópia, ainda que espelhada, da minha própria experiência visual. 

O cristalino é uma estrutura biconvexa localizada após a pupila, e atua como uma lente refratora, ajudando a focar a luz na retina. Nesta última encontram-se células fotoreceptoras – os cones, que diferenciam as cores da escala tricromática, e os bastonetes, que detetam o nível de luminosidade – que absorvem a luz e traduzem a informação nela contida em sinais elétricos, posteriormente enviados até ao cérebro. Acontece que os pigmentos fotossensíveis destas células se encontram imediatamente por detrás de aglomerados de mitocôndrias, o que, à primeira vista, parece constituir uma barreira desnecessária à propagação da luz. 

Figura 1 – (a) Ilustração dos estratos que constituem a retina; (b) Corte histológico da mesma estrutura de (a).

Durante anos, os cientistas não conseguiam perceber o motivo desta bizarra distribuição de organelos. Alguns sugeriram que a proximidade das mitocôndrias aos pigmentos era indicativo de que o processo de conversão da luz em sinal elétrico seria energeticamente dispendioso. No entanto, esta hipótese acabou por ser refutada, pelo facto do número de mitocôndrias ultrapassar largamente as necessidades energéticas do processo, aliado à possibilidade de este poder ir buscar a energia à glicólise que ocorre no citoplasma. E, assim, o mistério foi permanecendo inarredável face às conjeturas dos cientistas da visão.

Ora, um estudo publicado recentemente na Science Advances adianta que estes aglomerados de mitocôndrias podem, na verdade, atuar como lentes microscópicas, ajudando a concentrar a luz nos pigmentos da retina. Os investigadores estudaram estes aglomerados em cones de esquilos, animais cujas células fotorreceptoras são na sua maioria deste tipo – o que lhes proporciona uma visão aguçada durante o dia e os torna praticamente cegos de noite. Uma das particularidades destes animais é o facto da estrutura dos seus aglomerados se modificar durante os períodos de hibernação. Estas modificações permitiram aos investigadores estudar a forma como a propagação da luz é afetada pela conformação destas estruturas.

Figura 2 – Comparação da propagação da luz no estado ativo e em hibernação de amostras de mitocôndrias isoladas da membrana celular e do citoplasma.

Segundo os investigadores, a capacidade de curvar a luz deve-se aos lípidos existentes nas membranas das mitocôndrias, ótimos refratores naturais. Aliás, não precisamos de ir muito longe para encontrar outros exemplos dentro do reino animal. Aves e répteis têm as chamadas gotículas de óleo, responsáveis pelo filtro das cores e que também parecem atuar como microlentes. Voltando aos mamíferos, estes resultados podem ser estendidos a um nível mais pessoal. Sendo o cone do esquilo estruturalmente idêntico ao do humano, os investigadores acreditam que os aglomerados podem desempenhar um papel semelhante nos nossos olhos. Sugerem, ainda, que esta função ajuda a explicar um fenómeno óptico chamado Efeito de Stiles-Crawford: que postula que a luz que passa pelo centro da pupila nos parece mais brilhante que a luz que entra na sua periferia com um ângulo mais acentuado. Ao estar alinhada com os aglomerados de mitocôndrias, a luz que passa pelo centro da pupila pode ser mais facilmente focada nos pigmentos. Uma das implicações desta capacidade refrativa das mitocôndrias reside na possibilidade de detetar doenças da retina ou alterações nestes organelos, através da medição do efeito de Stiles-Crawford.

Em suma, estes resultados “trouxeram à luz do dia” a existência de níveis de complexidade óptica anteriormente ocultos, e vieram reforçar a ideia de que a evolução é especialista em encontrar novos usos para velhas partes da nossa anatomia celular.

Aquele impasse durou pouco mais do que um par de segundos. Da mesma forma que o espírito da curiosidade suspendera todo e qualquer movimento, o espírito da prudência animou o seu pequeno corpo. Num ápice, trepou o tronco do pinheiro e ocultou-se por entre a folhagem densa. Este curto encontro deixou-me com uma sensação agridoce. Se, por um lado, fui acometido pela culpa de ter interferido nos seus invisíveis afazeres, por outro, contentei-me com a confirmação de que me viu.

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