Se já se perguntou por que temos arrepios, não está sozinho — Charles Darwin refletiu sobre esse mesmo fenómeno nos seus escritos sobre evolução.Embora os arrepios possam proteger os animais cobertos de pêlo do frio, nós, seres humanos, parecemos ter poucos benefícios com essa resposta. Por que, então, ela persistiu ao longo da evolução?
Num novo estudo com ratos, investigadores de instituições como a Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, e a Universidade Nacional de Taiwan, na China, descobriram a razão: o tipo de célula responsável pelos arrepios também é crucial para regular as células estaminais que regeneram os folículos capilares e os cabelos.Sob a pele, o músculo liso responsável pela contração e produção de arrepios — conhecido como músculo arrector pili — serve como um elo vital entre o sistema nervoso simpático e as células estaminais dos folículos capilares. A resposta do sistema nervoso simpático ao frio desencadeia tanto a contração de curto prazo do músculo arrector pili, resultando em arrepios, quanto a promoção de longo prazo da ativação das células estaminais dos folículos capilares e o crescimento de novos cabelos.Essas descobertas proporcionam aos investigadores uma melhor compreensão de como diferentes tipos de células interagem, ligando assim a atividade das células estaminais às mudanças no ambiente externo. As descobertas foram publicadas online na revista Cell em 16 de julho de 2020, num artigo intitulado «Tipos de células que promovem arrepios formam um nicho para regular as células estaminais dos folículos capilares».
O coautor correspondente Ya-Chieh Hsu, professor associado de Biologia de Células Estaminais e Regenerativa na Universidade de Harvard, afirmou: «Há muito que nos interessamos em compreender como o comportamento das células estaminais é regulado por estímulos externos. A pele é um sistema fascinante: abriga múltiplas populações de células estaminais rodeadas por diversos tipos de células vizinhas e serve como interface entre o nosso corpo e o ambiente externo.Consequentemente, as suas células estaminais podem responder a diversos estímulos originários do nicho, de todo o corpo ou mesmo do ambiente externo. Neste estudo, identificámos um nicho intrigante de dois componentes que não só regula as células estaminais em condições estáveis, mas também modula o seu comportamento em resposta a flutuações de temperatura externas.»
Um sistema que regula o crescimento do cabelo
Muitos órgãos são compostos por três tipos de tecido: epitélio, mesênquima e nervo. Na pele, esses três tecidos se organizam de maneira distinta.O sistema nervoso simpático, parte do nosso sistema nervoso, controla o equilíbrio corporal e as nossas respostas a estímulos externos. Ele se conecta a minúsculas células musculares lisas dentro do mesênquima — especificamente os músculos arrector pili mencionados anteriormente. Essas células musculares lisas, por sua vez, se ligam às células estaminais do folículo piloso. Essas células estaminais epiteliais são cruciais para a regeneração do folículo piloso e a reparação de feridas.
A conexão entre os nervos simpáticos e este músculo liso está bem estabelecida, pois forma a base celular para os arrepios: o frio desencadeia sinais nervosos dos neurónios simpáticos, fazendo com que este músculo liso se contraia e levante os pelos.No entanto, ao examinar a pele em resolução extremamente alta usando microscopia eletrónica, esses pesquisadores descobriram que os nervos simpáticos não apenas se conectam a esse músculo liso, mas também formam ligações diretas com as células estaminais do folículo piloso. Na verdade, as fibras nervosas envolvem as células estaminais do folículo piloso como uma fita.Os neurónios normalmente regulam as células excitáveis, de forma muito semelhante à forma como outros neurónios ou músculos interagem através das sinapses. No entanto, ficámos surpreendidos ao descobrir que eles formam estruturas semelhantes a sinapses com as células estaminais do folículo piloso, que não são alvos típicos da ação neuronal.» Posteriormente, os investigadores confirmaram que os nervos simpáticos atuam de facto sobre as células estaminais do folículo piloso.O sistema nervoso simpático normalmente mantém um baixo nível de ativação sustentada para preservar o equilíbrio corporal. Os investigadores descobriram que essa atividade neural basal mantém as células estaminais do folículo piloso em um estado de prontidão para a regeneração. Durante a exposição prolongada ao frio, os nervos simpáticos exibem uma ativação intensificada, liberando mais neurotransmissores que ativam rapidamente as células estaminais. Isso desencadeia a regeneração do folículo e o crescimento de novos cabelos.
Os investigadores também investigaram o que mantém a conexão entre os nervos simpáticos e as células estaminais do folículo piloso. Quando removeram o músculo liso ligado aos folículos pilosos, os nervos simpáticos retraíram-se e a conexão entre os nervos e as células estaminais foi perdida. Isto indica que este músculo liso serve como estrutura de suporte essencial que liga os nervos simpáticos aos folículos pilosos.
Como este sistema surge
Além de estudar os folículos capilares totalmente formados, os investigadores também investigaram como este sistema surge inicialmente — como o músculo liso e os nervos simpáticos chegam ao folículo pela primeira vez.Ele secreta uma proteína que regula a formação do músculo liso, atraindo subsequentemente os nervos simpáticos. Na idade adulta, essa interação se inverte, com os nervos simpáticos e o músculo liso regulando conjuntamente as células-tronco do folículo piloso para regenerar novos folículos. Isso fecha todo o ciclo — o folículo piloso em desenvolvimento está estabelecendo seu próprio microambiente.»
Respondendo ao ambiente
Por meio dessas experiências, os pesquisadores identificaram um sistema de dois componentes que regula as células-tronco do folículo piloso.Os nervos simpáticos atuam como o componente de sinalização que ativa as células estaminais do folículo piloso por meio de neurotransmissores, enquanto o músculo liso fornece o componente estrutural que permite a conexão direta das fibras neurais a essas células. Shwartz observou: «As células estaminais do folículo piloso podem ser moduladas de várias maneiras, tornando-as um modelo notável para o estudo da regeneração de tecidos. Essa resposta específica se mostra altamente útil para acoplar a regeneração de tecidos a mudanças externas, como a temperatura.»É uma resposta em duas etapas: o arrepio proporciona um alívio rápido a curto prazo. Mas quando o frio persiste, torna-se um mecanismo eficaz que sinaliza às células estaminais do folículo piloso que pode ser hora de regenerar novos pelos.»
No futuro, estes investigadores irão investigar mais a fundo como o ambiente externo influencia as células estaminais da pele, tanto em condições de equilíbrio como durante processos de reparação, como a cicatrização de feridas.
Hsu observou: «Vivemos num ambiente em constante mudança. Como a pele está em contato perpétuo com o mundo externo, isso nos dá a oportunidade de estudar os mecanismos que nossas células-tronco empregam para sincronizar a produção de tecidos com as demandas em evolução — um fator crítico para que os organismos prosperem neste reino dinâmico.»