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Proteína MC3R liga o estado nutricional ao crescimento na infância e ao momento da puberdade

Proteína MC3R liga o estado nutricional ao crescimento na infância e ao momento da puberdade

Um artigo publicado em 3 de novembro na revista Nature descreve como o nosso cérebro utiliza informações sobre o equilíbrio de energia do corpo para regular a taxa de crescimento e o início da puberdade em crianças. A pesquisa é centrada no receptor de melanocortina 3 (MC3R), membro de uma família de proteínas que há muito tempo é conhecida por desempenhar papéis centrais no metabolismo e no equilíbrio energético.

O fisiologista da Universidade de Michigan Roger Cone e seus colegas descobriram o gene MC3R há mais de 20 anos e demonstraram que camundongos sem essa proteína apresentam crescimento linear reduzido, massa magra reduzida e obesidade aumentada. Estudos subsequentes publicados pelo grupo de Cone também demonstraram um papel do receptor na regulação da interação entre a reprodução e o estado de energia, incluindo o aumento da alimentação e ganho de peso durante a gravidez.

Agora, os pesquisadores observaram pela primeira vez como defeitos no MC3R se traduzem em humanos - com resultados surpreendentemente semelhantes às descobertas em ratos. A equipe relata a identificação do primeiro indivíduo com mutações em ambos os alelos do gene MC3R, resultando em uma proteína disfuncional. Este indivíduo apresentou fenótipos que eram quase idênticos aos de camundongos sem MC3R. Estes casos são extremamente raros, talvez ocorrendo em apenas um em um bilhão de pessoas. 

Usando dados do UK Biobank e do Avon Longitudinal Study of Parents and Children, a equipe analisou os fenótipos em voluntários com mutações em uma cópia do gene que codifica o MC3R. Esses indivíduos exibiram menor altura corporal e massa magra reduzida em comparação com aqueles que não tinham mutações MC3R.

Pessoas com mutações que reduziam a função do MC3R também eram mais baixas e tinham menor quantidade de tecido magro, como músculo, mas não tinha influência na quantidade de gordura que carregavam.

Além disso, os pesquisadores descobriram um novo fenótipo em pessoas com mutações MC3R: um longo atraso no início da puberdade no paciente sem MC3R e atrasos sutis, mas significativos em voluntários do Biobank do Reino Unido com mutações em apenas um dos alelos. Devido à descoberta de apenas um único paciente com perda de ambas as cópias do gene MC3R, os pesquisadores também usaram modelos de gene de camundongo para confirmar e entender melhor os resultados. Os dados sugerem este efeito e também indicam que o MC3R desempenha um papel na comunicação da privação nutricional ao eixo reprodutivo.

Por exemplo, eles identificaram 812 mulheres que tinham a mesma mutação em uma de suas duas cópias do gene MC3R. Essa mutação reduziu apenas parcialmente a capacidade do receptor de funcionar. Apesar desse efeito sutil, as mulheres que o carregavam apresentaram o início da puberdade em média 4,7 meses mais tarde do que aquelas sem a mutação.

Quando as cobaias estão em jejum por 24 horas, o MC3R detecta a falta de estoques de energia no corpo e retransmite essa informação para a parte do cérebro que regula os ciclos reprodutivos. Em ratos normais, os ciclos reprodutivos param até que os estoques de energia voltem ao normal, após o jejum. Em camundongos sem MC3R, no entanto, não há alteração no eixo reprodutivo após o jejum, indicando que a comunicação sobre o balanço de energia foi interrompida.

Essas descobertas podem explicar como os humanos têm crescido mais e alcançado a maturidade sexual no início do século passado. Ao longo do século 20, a altura média aumentou cerca de 10 cm no Reino Unido e até 20 cm em outros países.

Os cientistas há muito sugerem que esse fenômeno pode estar relacionado a um acesso mais confiável a alimentos para mulheres grávidas e crianças. Até agora, não se sabia exatamente como o corpo sente seu estado de nutrição e transforma essa informação em crescimento e maturação sexual.


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Referências:

Lam, B.Y.H., Williamson, A., Finer, S. et al. MC3R links nutritional state to childhood growth and the timing of puberty. Nature (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-04088-9

 

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