Se você sair em uma manhã fria de inverno ou colocar uma hortelã na boca, sentirá rapidamente o frescor. Essa sensação começa com um sensor microscópico dentro do corpo que sinaliza ao cérebro quando algo está frio. Os cientistas produziram agora as primeiras imagens detalhadas que mostram como este sensor funciona, mostrando como ele reage às mudanças reais de temperatura e ao mentol, um composto refrescante encontrado nas plantas de hortelã. As descobertas foram apresentadas na 70ª reunião anual da Sociedade Biofísica em São Francisco.
O estudo se concentrou em um canal de proteína conhecido como TRPM8. “Pense no TRPM8 como um termômetro microscópico em seu corpo”, disse Hyuk-Jun Lee, pós-doutorado no laboratório de Seok-Yeon Lee na Duke University. “É o sensor primário que informa ao cérebro quando está frio. Há muito tempo que sabemos que isso acontece, mas não sabíamos como. Agora podemos ver.”
O TRPM8 está incorporado nas membranas dos neurônios sensoriais que atendem a pele, a boca e os olhos. Quando a temperatura cai entre 46°F e 82°F, o canal se abre e permite que os íons entrem na célula. Esse movimento provoca um sinal nervoso que vai para o cérebro e cria uma sensação de frio. O mesmo mecanismo explica por que o mentol, o eucalipto e compostos relacionados criam uma sensação de resfriamento mesmo quando a temperatura não caiu.
“O mentol é como um truque”, explicou Lee. “Ele se fixa a uma parte específica do canal e faz com que ele se abra, assim como acontece com uma temperatura fria. Portanto, mesmo que o mentol não congele nada, seu corpo recebe o mesmo sinal de quando você toca no gelo.”
Microscopia crioeletrônica mostra como o TRPM8 se desdobra
Para estudar o processo em detalhes, a equipe usou microscopia crioeletrônica (uma técnica que capta imagens de proteínas congeladas usando um feixe de elétrons). Isso permitiu que eles tirassem várias fotos estruturais do TRPM8 durante a transição do estado fechado para o aberto.
As imagens mostraram que as temperaturas frias e o mentol ativam o canal através de vias relacionadas, mas distintas, dentro da proteína. O frio causa principalmente mudanças estruturais na região dos poros (a parte que se abre para permitir a passagem dos íons). O mentol se liga a uma área específica da proteína e causa mudanças conformacionais que se propagam em direção ao poro, eventualmente abrindo-o.
“Quando o frio é combinado com mentol, a resposta é melhorada sinergicamente”, disse Lee. “Utilizámos esta combinação para capturar o canal no seu estado aberto – algo que não foi conseguido apenas com o frio.”
Potenciais benefícios médicos da compreensão do sensor de frio
Compreender o TRPM8 também pode ajudar os cientistas a desenvolver novos tratamentos. Problemas com este canal têm sido associados a condições como dor crônica, enxaquecas, olhos secos e alguns tipos de câncer. Um medicamento direcionado a essa via é o acoltremon, um colírio aprovado pela FDA usado para tratar a doença do olho seco. Como análogo do mentol, ativa a via de resfriamento, o que ajuda a estimular a produção de lágrimas e alivia a irritação.
Os pesquisadores também descobriram o que descrevem como “ponto frio”, uma parte específica da proteína que desempenha um papel fundamental na determinação da temperatura e ajuda a manter a resposta do canal durante a exposição prolongada ao frio.
“Antes não estava claro como o frio ativa esse canal em nível estrutural”, disse Lee. “Agora podemos ver que o frio provoca alterações estruturais específicas na área dos poros. Isto dá-nos uma base para o desenvolvimento de novos tratamentos que visem esta via.”
Resolvendo o antigo mistério das sensações legais
O estudo fornece a primeira explicação molecular de como a temperatura e os sinais químicos se combinam para criar a sensação de frescor. Ao mostrar como o TRPM8 integra sinais de frio e mentol, o trabalho responde a uma questão de longa data na biologia sensorial que os cientistas têm tentado resolver há décadas.
