Como aves mantêm a retina interna funcionando sem oxigénio - e o papel do *pecten oculi*

Um facto curioso da biologia: ao contrário da retina interna da maioria dos animais (incluindo humanos), a retina interna das aves consegue operar sem oxigénio. Uma equipa de investigadores liderada pela Universidade de Aarhus, na Dinamarca, descreveu agora com mais clareza o mecanismo que torna isso possível.

Porque a retina, em geral, depende de oxigénio

Na retina de praticamente todos os vertebrados, a energia necessária para o funcionamento celular é obtida a partir da conversão da glicose por vias metabólicas que usam oxigénio. Em condições habituais, esse oxigénio chega aos tecidos transportado pelos glóbulos vermelhos, que o distribuem através de vasos sanguíneos.

Nas aves, porém, há uma particularidade determinante: a retina não tem vasos sanguíneos. Assim, o oxigénio só pode alcançar o tecido por difusão a partir da superfície - o que deixa a retina interna em anóxia (ou seja, sem oxigénio).

Produzir energia sem oxigénio tem um preço

As células até conseguem extrair energia da glicose na ausência de oxigénio, mas essa alternativa é pouco eficiente e, além disso, tende a gerar rapidamente uma acumulação tóxica de resíduos metabólicos.

Ainda assim, as aves não só toleram esse cenário como parecem tê-lo integrado à sua anatomia ocular. E a “solução” envolve uma estrutura que, há séculos, intriga anatomistas por não se saber ao certo qual seria a sua função.

“O nosso estudo revela uma impressionante tolerância à anóxia na retina interna das aves”, escrevem os autores no artigo publicado.
“Os resultados são relevantes, porque tecidos neurais de animais de sangue quente são, em geral, considerados altamente vulneráveis à anóxia, que rapidamente leva à disfunção celular.”

O pecten oculi e a anóxia na retina das aves

O elemento central dessa tolerância é o pecten oculi, uma parte do olho das aves descrita pela primeira vez no fim do século XVII. Essa estrutura fica junto à retina e é densamente preenchida por vasos sanguíneos - mas, até agora, a forma exacta como contribuía para o funcionamento retiniano não estava bem estabelecida.

Para resolver o enigma, os investigadores acompanharam de perto olhos de tentilhões-zebra (Taeniopygia guttata) vivos. O trabalho incluiu medições de níveis de oxigénio, avaliação do transporte de nutrientes e análise da actividade genética. Com esse conjunto de dados, a equipa confirmou que a retina interna não utiliza oxigénio.

Em vez disso, as células retinianas recorrem à glicólise anaeróbia, um processo no qual pequenas quantidades de energia são geradas a partir da glicose por uma sequência de reacções que não exige oxigénio. O problema é que essa via também produz ácido láctico, capaz de lesar tecidos quando se acumula em concentrações elevadas.

É aqui que o pecten oculi entra como peça-chave: ele funciona como um sistema de “abastecimento e drenagem”, garantindo alto fornecimento de glicose e, ao mesmo tempo, remoção do ácido láctico antes que este danifique as células da retina.

Por que essa adaptação pode ter sido favorecida na evolução

Uma hipótese para a evolução desse arranjo é simples e vantajosa: ao eliminar vasos sanguíneos dentro da retina, a visão deixa de ser prejudicada por estruturas que poderiam dispersar luz e interferir na nitidez. Outra possibilidade é que esse design tenha ajudado aves a lidar com ambientes onde o oxigénio é mais escasso, como altitudes elevadas.

Um exemplo marcante envolve as águias-cobreiras (Circaetus gallicus). A retina dessas aves pode ser mais de quatro vezes mais espessa do que o limite em que a difusão de oxigénio dá conta de sustentar a retina de mamíferos - o que implica que uma parcela muito grande do órgão permanece sem oxigénio. Ainda assim, isso pode ser uma vantagem para aves que planam por longos períodos a cerca de 500 metros de altitude, onde a disponibilidade de oxigénio é menor.

“Esclarecer a função dessa estrutura enigmática no olho das aves é fascinante”, afirma o biólogo Coen Elemans, da Universidade do Sul da Dinamarca.
“Esse pecten dá à águia-cobreira uma acuidade visual extraordinária para detectar um pequeno lagarto imóvel a grandes alturas, e pode também ter sido decisivo para permitir migrações. É algo impressionante.”

O que essa descoberta pode inspirar na medicina e na biologia

Compreender como células nervosas conseguem sobreviver e trabalhar em anóxia pode orientar pesquisas em áreas próximas. Em acidentes vasculares cerebrais (AVC), por exemplo, neurónios passam por períodos de privação de oxigénio; conhecer estratégias naturais de tolerância - como as usadas pela retina das aves - pode, no futuro, ajudar a inspirar abordagens terapêuticas.

Além disso, essa descoberta reforça uma ideia importante: a solução não depende apenas de “aguentar” a falta de oxigénio, mas de organizar o metabolismo e o transporte de nutrientes e resíduos de forma a evitar colapsos químicos no tecido. Em termos práticos, gerir glicose e ácido láctico pode ser tão crucial quanto gerir oxigénio.

Próximos passos: quanto custa, em glicose, manter a retina a funcionar?

Com o papel do pecten oculi melhor definido, pesquisas futuras podem investigar com mais detalhe como a oferta de glicose ao olho influencia o desempenho da retina. O consumo parece ser elevado: de acordo com o estudo, a retina das aves absorve aproximadamente 2,5 vezes a quantidade de glicose captada pelo cérebro dessas aves.

O artigo científico levou, na prática, oito anos para ser concluído e reuniu contribuições de especialistas de diversas áreas, acrescentando mais uma peça ao entendimento de como a evolução das aves se desenrolou ao longo de milhões de anos.

“Este estudo é, de facto, uma demonstração de força e um trabalho belíssimo, que combina a experiência e o esforço de muitas pessoas”, diz Elemans.

A pesquisa foi publicada na Nature.