9(3) Cronobiologia

Dezembro 2012

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Expediente

Consultores científicos: Barbara Mizumo Tomotani, Cintia Etsuko Yamashita, Crhistiane Andressa da Silva, Cyrus Antônio Villas Boas, Daiane Gil Franco, Diego de Carvalho, Emerson Castilho Martins, Érico Felden Pereira, Erika Cecon, Fábio Viegas Caixeta, Felipe Beijamini, Gisele Akemi Oda, Ilton Santos da Silva, João Paulo de Pontes Matsumoto, José Eduardo Soubhia Natali, Kathiane dos Santos Santana, Marco Antonio Pires Camilo Lapa, Marina Granado e Sá, Mark Thomaz Ugliara Barone, Pedro Leite Ribeiro, Renata Brandt Nunes, Renata Pereira Lima, Rodrigo Pavão, Sérgio Arthuro Mota Rolim e Wataru Sumi 

Editor científico: Mirian David Marques

Editores gráficos: Juliana Roscito e Leonardo M. Borges

Coordenadores: Agustín Camacho, Daniela Soltys, Pedro Ribeiro e Rodrigo Pavão

Artigos

Editorial
Mirian David Marques

Todos os ambientes na Terra são cíclicos e nossa vida é construída em condições alternantes de claro e escuro, quente e frio, seco e úmido... Esta relação permanente com ciclos ambientais provoca uma sensação de intimidade com fenômenos oscilatórios. Talvez tenha sido essa sensação que trouxe outra: a de que o conhecimento sobre ritmos biológicos é intuitivo e que não há necessidade de aprofundamento no assunto, sequer de formalização de uma área específica do conhecimento, como a cronobiologia. Felizmente esta tendência tem perdido forças e o estudo dos ritmos biológicos vem se firmando como uma área “digna de respeito”. Sua popularidade aumentou significativamente a partir dos anos 1990, com a descoberta das alças moleculares responsáveis ...

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Glossário
Mirian David Marques e Gisele Oda

Estudando propriedades temporais, uma novidade dentro da biologia, especialistas em cronobiologia precisaram desenvolver métodos experimentais especiais e uma nova terminologia que descrevesse adequadamente conceitos e fenômenos. Os termos foram surgindo aos poucos, à medida que se fazia necessária uma descrição precisa dos processos encontrados. Através de uma vista geral nos termos abaixo, podemos ter uma ideia dos diferentes caminhos percorridos pelos pioneiros no estudo dos ritmos biológicos, ora adotando a terminologia clássica da física de movimentos oscilatórios, ora criando neologismos, como zeitgeber, acrofase e circadiano. Neste glossário, apresentamos apenas alguns dos termos empregados, aqueles usados mais frequentemente. Mantivemos a forma tradicional e mais aceita pela comunidade de cronobiólogos, apesar de que novas denominações têm surgido, causando, às vezes, problemas de compreensão dos fenômenos que deveriam descrever com precisão. Para outras definições, poderão ser consultadas ...

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Diurnos ou Noturnos? Discutindo padrões temporais de atividade
Barbara M. Tomotani e Gisele A. Oda

A classificação de um animal como diurno ou noturno parece, à primeira vista, extremamente simples quando se caracteriza o comportamento geral. Entretanto, tal distinção não é tão evidente nem na natureza e nem nas condições artificiais de laboratório. Atualmente, os mecanismos fisiológicos que definem mamíferos diurnos e noturnos estão sendo investigados em diversos níveis biológicos. Relatos de animais com fases diferentes de atividade em laboratório e em campo estão aumentando, podendo revelar um aspecto fundamental da organização temporal, especialmente em mamíferos. Palavras-chave. Arrastamento, mascaramento, ritmo diário, roedores. DOI: 10.7594/revbio.09.03.01

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Investigando a sincronização fótica na natureza
Danilo Eugênio de França Laurindo Flôres

A maioria dos organismos apresenta ritmos diários que acompanham variações diárias no ambiente. Alguns destes ritmos, denominados circadianos, são gerados por osciladores endógenos e sincronizados por ciclos ambientais, por meio de arrastamento. O ciclo claro/escuro diário, reconhecidamente importante como agente sincronizador em várias espécies, é normalmente estudado em laboratório sob a condição de 12 horas de claro e 12 horas de escuro, que não representa a condição a que os organismos estão expostos na natureza. Para alguns animais, os horários de atividade fora dos abrigos e a sensibilidade do sistema fotorreceptor podem modificar a exposição ao ciclo de iluminação. Apesar da sua importância, a sincronização pelo ciclo claro/escuro não explica totalmente o padrão temporal de atividade em campo, devido a outros fatores que modificam a expressão final do ritmo de atividade/repouso. Palavras-chave. Arrastamento, ciclo claro/escuro, light-sampling, ritmos circadianos. DOI: 10.7594/revbio.09.03.02

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Efeitos das variações de temperatura ambiental em ritmos circadianos
Patricia Tachinardi

A maioria dos seres-vivos enfrenta variações diárias e sazonais da temperatura ambiental, as quais afetam processos fisiológicos e bioquímicos. Esta revisão abordará alguns dos efeitos dessas variações sobre os ritmos circadianos de diferentes espécies. Primeiramente será discutido como o oscilador circadiano, que gera esses ritmos, mantém seu período estável, mesmo em diferentes temperaturas. Em seguida, serão apresentados casos em que a informação temporal do ciclo diário de temperatura pode ser processada pelo oscilador, tornando esse ciclo uma pista ambiental importante para a sincronização dos ritmos circadianos. Por fim, será abordada a plasticidade da expressão rítmica, através de exemplos nos quais a modulação do ritmo circadiano pela temperatura ambiental ocorre sem que o oscilador seja diretamente afetado. Palavras-chave. Arrastamento, compensação à temperatura, mascaramento, ritmos biológicos. DOI: 10.7594/revbio.09.03.03

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Genética molecular dos ritmos circadianos em insetos vetores
Gustavo Bueno da Silva Rivas

A maioria dos seres vivos apresenta um marcapasso endógeno conhecido como relógio circadiano, responsável por gerar e coordenar oscilações rítmicas em sua fisiologia e comportamento comum período de aproximadamente 24 horas. Em insetos, as bases moleculares deste mecanismo têm sido elucidadas na espécie modelo Drosophila melanogaster. Em contrapartida, em insetos vetores pouco se sabe a este respeito apesar da importância dos seus ritmos diários de atividade e hematofagia para a dinâmica de transmissão de patógenos. Neste resumo, revisamos alguns dos trabalhos publicados acerca da genética molecular dos ritmos circadianos em insetos vetores. Palavras-chave. Relógio circadiano; Insetos vetores; Genética molecular. DOI: 10.7594/revbio.09.03.04

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Period3: um gene relacionado com a sincronização de ritmos circadianos pela luz
Danyella Silva Pereira, Flavia Cal Sabino e Guilherme Silva Umemura

O gene Period 3 (Per3) faz parte do mecanismo de temporização dos mamíferos. Os trabalhos publicados na literatura até hoje mostram alguns resultados conflitantes em relação à função deste gene, que ainda não está totalmente esclarecida. Em humanos, o gene Per3 possui um polimorfismo de repetição provavelmente associado com mecanismos homeostáticos e circadianos do sono. Alguns estudos especulam sobre o papel deste gene e de seu polimorfismo em relação a sensibilidade à luz e já foram publicados resultados bem interessantes. Estes estudos podem trazer grandes impactos terapêuticos, ajudando no tratamento de distúrbios dos ritmos biológicos, na redução de sintomas relacionados a jet lag e a trabalhos em turno. Palavras-chave. Genes do relógio; Gene Period3 (Per3); Sincronização à luz. DOI: 10.7594/revbio.09.03.05

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Fotopigmentos e arrastamento fótico
Leonardo H. R. G. de Lima

O arrastamento fótico é garantido pela ação de proteínas fotorreceptoras, que possuem propriedades muito particulares. Dentre as diversas proteínas fotossensíveis que surgiram ao longo do processo evolutivo, apenas algumas participam do arrastamento fótico. Sendo assim, este texto tem como objetivo abordar o processo de arrastamento de osciladores circadianos pelo ciclo claro/escuro e descrever as proteínas fotorreceptoras que atuam neste processo. Será dada ênfase para as propriedades e mecanismos de ação destas proteínas e serão explicadas quais as diferenças entre os processos de formação de imagens por proteínas visuais e por proteínas “circadianas” capazes de ajustar os ritmos circadianos aos ciclos ambientais de 24 horas. Palavras-chave. Fotopigmentos, Arrastamento fótico, Criptocromos, Melanopsina. DOI: 10.7594/revbio.09.03.06

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As proteínas de relógios e o eixo hipotálamo-hipófise-gonadal de fêmeas de roedores
Maristela de Oliveira Poletini

A liberação hormonal de cada componente do eixo hipotálamo-hipófise-gonadal ocorre numa janela temporal circadiana, o que é fundamental para garantir o sucesso reprodutivo e a ovulação de fêmeas de mamíferos quer sejam ovuladores espontâneos ou induzidos. Um pico na secreção do hormônio luteinizante (LH) garante a ruptura do folículo ovariano e expulsão do oócito. Este pico é precedido pela hipersecreção do hormônio liberador de gonadotrofinas (GnRH) dos neurônios hipotalâmicos. Em roedores, está bem definido que a ativação destas secreções é o resultado da integraçãode mecanismos neuroendócrinos cíclicos, tais como um aumento das concentrações plasmáticas de estradiol durante a fase folicular do ciclo estral e um sinal neural vindo dos núcleos supraquiasmáticos (NSQs). Além disso, têm-se acumulado evidências de que o funcionamento de cada um dos componentes do eixo hipotálamo-hipófise-gonadal tem a intermediação de proteínas do relógio biológico. Esta revisão discute estas evidências. Palavras-chave. Proteínas de relógio; Ovulação; Ratas; Hormônio luteinizante. DOI: 10.7594/revbio.09.03.07

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Cronobiologia vegetal: aspectos fisiológicos de um relógio verde
Ivan Santos Salles e Marcos Silveira Buckeridge

Apesar de a maior parte dos trabalhos em cronobiologia ser desenvolvida em animais, os ritmos biológicos foram inicialmente detectados em plantas e importantes descobertas cronobiológicas ocorreram no campo da biologia vegetal. Muitos conceitos centrais, hoje amplamente aplicados para diversos organismos, foram inicialmente identificados em plantas. Esta revisão tem por objetivo apresentar as principais descobertas no campo da cronobiologia vegetal, a partir de uma perspectiva histórica, bem como, expor os principais eventos fisiológicos envolvidos em processos temporais nas plantas. Palavras-chave. Cronobiologia, osciladores e ritmo circadiano. DOI: 10.7594/revbio.09.03.08

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Coordenação temporal da degradação das reservas dos cotilédones de jatobá (Himenaea courbaril L.)
Ivan Santos Salles e Marcos Silveira Buckeridge

A germinação das plantas é uma fase delicada do desenvolvimento. O uso correto das reservas nutricionais pode definir o estabelecimento ou a morte das plântulas. Neste trabalho apontamos as principais particularidades da germinação do jatobá, apresentando os pontos de controle metabólicos já conhecidos e discutindo possibilidades futuras na área, tendo como foco a coordenação temporal deste processo. Palavras-chave. Cronobiologia, fotossíntese, metabolismo de reservas, relógio endógeno. DOI: 10.7594/revbio.09.03.09

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Ritmos de populações: o caso das abelhas sem ferrão
Rodrigo Cantamessa Gonçalves e Mirian David Marques

Abelhas sem ferrão são himenópteros eussociais e a unidade biológica da espécie é a colônia. A colônia compreende castas diferentes (rainhas, zangões e operárias) e constitui-se em um superorganismo, porque indivíduos isolados não sobrevivem. A colônia tem uma organização espacial, estabelecida por sua arquitetura, que é característica para cada espécie e uma organização temporal, revelada por sequências de processos e comportamentos repetidas a intervalos regulares, igualmente espécie-específicos. Numa mesma colônia diversos ritmos estão presentes e são detectados tanto em indivíduos, quanto na colônia como um todo. Esses ritmos diferem entre si, mas ainda assim relações de fase são estabelecidas entre eles, gerando uma ordem temporal interna e garantindo a expressão rítmica geral da colônia. Tal como acontece em um organismo metazoário, o estabelecimento da ordem temporal interna garante a sobrevivência do superorganismo. Palavras-chave. Abelhas sem ferrão, Meliponini, ordem temporal interna, superorganismo. DOI: 10.7594/revbio.09.03.10

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O valor biológico do período circadiano
Bruno Jacson Martynhak, Flávio Augustino Back e Fernando Louzada

Protocolos experimentais que visam mensurar o período do ritmo circadiano em seres humanos e outras espécies envolvem condições artificiais dos esquemas de iluminação. Desta forma, uma vez que condições ambientais constantes não existem naturalmente, questionamos o significado de se medir o período circadiano. O fato de essa medida ser avaliada de forma descontextualizada socialmente leva a uma compreensão mais estática dos processos biológicos. Finalmente, a visão tradicional do período circadiano é contrastada neste ensaio com a sua possível relação com o estado atual do sistema de temporização. Palavras-chave. Período circadiano endógeno, plasticidade, tau. DOI: 10.7594/revbio.09.03.11

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Gênese e ontogênese do ritmo de sono/vigília em humanos
Clarissa Bueno e Daniela Wey

Os organismos sofrem transformações ao longo do tempo, seja ao longo de anos, um dia ou algumas horas. Os ritmos biológicos referem-se às oscilações cíclicas observadas na matéria viva e apresentam um componente endógeno que se relaciona com o ambiente. A expressão destes ritmos e sua relação com o ambiente se modifica durante a vida, como ocorre com os padrões de sono/vigília. Neste artigo apresentamos uma revisão sobre o desenvolvimento do ritmo de sono/vigília ao longo da vida, descrevendo o processo de consolidação de um ritmo circadiano sincronizado durante a infância, as modificações na fase deste ritmo na adolescência e, posteriormente, suas mudanças de fase e amplitude na terceira idade, enfocando a interação com fatores cíclicos ambientais. Palavras-chave. Ritmo; Circadiano; Ontogênese; Recém-nascido; Envelhecimento. DOI:10.7594/revbio.09.03.12

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Interação entre sincronizadores fóticos e sociais: repercussões para a saúde humana
Érico Felden Pereira, Tâmile Stella Anacleto e Fernando Mazzilli Louzada

O ciclo claro/escuro é considerado o mais importante zeitgeber dos ritmos de mamíferos. No entanto, em humanos, o advento da luz elétrica alterou os padrões de sincronização. A exposição à luz artificial durante a fase escura, especialmente em função de situações de trabalho e estudo noturno, viagens transmeridianas e hábitos como TV e internet, está associada à dessincronização dos ritmos circadianos. Uma variedade de pesquisas básicas e aplicadas vem demonstrando as consequências dessa falta de sincronização. Assim, o objetivo deste estudo foi discutir, em estudos com populações brasileiras, as principais consequências das interações entre sincronizadores sociais e o ciclo claro/escuro, com especial atenção às questões de saúde humana. Palavras-chave. Ciclo claro/escuro; Exposição à luz artificial; Trabalho em turnos; Viagens transmeridianas; Atraso de fase; Saúde humana. DOI: 10.7594/revbio.09.03.13

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Estimativa de tempo em humanos: bases, ontogênese e variação diária
Mario André Leocadio Miguel

A capacidade de estimar a passagem de tempo é necessária para a expressão de comportamentos complexos como o falar e o atravessar uma rua. Diversos modelos foram elaborados para descrever o fenômeno e as bases neurais subjacentes à estimativa de tempo indicam o envolvimento, tanto de áreas corticais, quanto subcorticais. A capacidade de estimar a passagem de tempo varia conforme as diferentes etapas da vida; sofre influência de aspectos emocionais e da pressão do sono, além de ser controlada, ao menos em parte, pelo sistema de temporização circadiano. É uma área de estudo em franca expansão e visa compreender o processamento temporal nos mais diversos níveis. Palavras-chave. Cronobiologia; Percepção de tempo; Sistemas de temporização.  DOI: 10.7594/revbio.09.03.14

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Novo instrumento de aferição do ritmo de temperatura periférica em humanos: um estudo de caso
Daniela Wey

Pesquisas recentes indicam a temperatura do punho como um possível marcador da fase do sistema circadiano humano. Neste estudo apresentamos resultados de um novo equipamento – (ACT10) – que monitora de forma contínua e em longo prazo a temperatura do punho e o ritmo de atividade/repouso. Durante 48 h um sujeito adulto usou o ACT10 e outros sensores térmicos posicionados no punho (superfície dorsal e ventral) axila e reto para monitorar sua temperatura. As diferenças nas acrofases das temperaturas do punho e retal podem ser explicadas pelo processo de termorregulação. Os resultados obtidos confirmam o uso do ACT10 como uma alternativa menos invasiva e confiável para aferir o status do sistema circadiano humano. Palavras-chave. Acrofase; atividade/repouso; temperatura do punho; temperatura retal; termorregulação. DOI: 10.7594/revbio.09.03.15

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Comentários

Com a deterioração da camada de ozonio, é evidente que ocorra o aumento das temperaturas e luminosidade. Esses fatores podem influenciar mudanças nos ritmos biológicos dos seres vivos na Terra?

Puh. Je nach Perspektive JA oder NEIN.
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