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Os cientistas de Harvard descobrem o motivo real atrás dos goosebumps

Se você quis saber nunca porque nós obtemos goosebumps, você está na boa empresa -- fez assim Charles Darwin, que mused sobre eles em suas escritas na evolução. Goosebumps pôde proteger animais com pele grossa do frio, mas nós seres humanos não parecemos tirar proveito muito da reacção -- assim porque foi preservada durante a evolução toda esta hora?

Em um estudo novo, os cientistas da Universidade de Harvard descobriram a razão: os tipos da pilha que causam goosebumps são igualmente importantes para regular as células estaminais que regeneram o folículo de cabelo e o cabelo. Debaixo da pele, o músculo que contrata para criar goosebumps é necessário para construir uma ponte sobre a conexão de nervo simpática às células estaminais do folículo de cabelo. O nervo simpático reage ao frio contratando o músculo e causando goosebumps no curto prazo, e conduzindo a activação da célula estaminal do folículo de cabelo e o crescimento novo do cabelo a longo prazo.

Publicado na pilha do jornal, estes resultados nos ratos dão a pesquisadores uma compreensão melhor de como os tipos diferentes da pilha interagem para ligar a actividade da célula estaminal com as mudanças no ambiente exterior.

“Nós fomos interessados sempre em compreender como os comportamentos da célula estaminal são regulados por estímulos externos. A pele é um sistema fascinante: tem células estaminais múltiplas cercadas por tipos diversos da pilha, e é ficada situada na relação entre nosso corpo e o mundo exterior. Conseqüentemente, suas células estaminais poderiam potencial responder a uma disposição diversa de estímulos -- da ameia, do corpo inteiro, ou mesmo do ambiente exterior,” disse Ya-Chieh Hsu, professor adjunto da estrela de Alvin e de Esta da célula estaminal e da biologia regenerativa, que conduziu o estudo em colaboração com o professor Cantar-Janeiro Lin da universidade de Taiwan nacional. “Neste estudo, nós identificamos uma ameia interessante do duplo-componente que regule não somente as células estaminais sob de estado estacionário, mas igualmente modulamos comportamentos da célula estaminal de acordo com mudanças de temperatura fora.”

Um sistema para o crescimento de regulamento do cabelo

Muitos órgãos são feitos de três tipos de tecido: epitélio, mesenchyme, e nervo. Na pele, estas três linhagens são organizadas em um regime especial. O nervo simpático, parte de nosso sistema nervoso que controla a homeostase do corpo e as nossas respostas aos estímulos externos, conecta com um músculo liso minúsculo no mesenchyme. Este músculo liso conecta por sua vez às células estaminais do folículo de cabelo, um tipo de célula estaminal epitelial crítico para regenerar o folículo de cabelo assim como reparar feridas.

A conexão entre o nervo simpático e o músculo foi conhecida, desde que são a base celular atrás dos goosebumps: o frio provoca os neurônios simpáticos para enviar um sinal do nervo, e o músculo reage contratando e fazendo com que o cabelo esteja na extremidade. Contudo, ao examinar a pele sob a microscopia de elétron de utilização extremamente de alta resolução, os pesquisadores encontraram que o nervo simpático associado não somente com o músculo, mas igualmente formado uma conexão directa às células estaminais do folículo de cabelo. De facto, as fibras de nervo envolvidas em torno das células estaminais do folículo de cabelo gostam de uma fita.

Nós poderíamos realmente ver a nível do ultrastructure como o nervo e a célula estaminal interactivos. Os neurônios tendem a regular pilhas excitáveis, como os outros neurônios ou músculo com sinapses. Mas nós fomos surpreendidos encontrar que formam similar sinapse-como estruturas com uma célula estaminal epitelial, que não fosse um alvo muito típico para os neurônios.”

Ya-Chieh Hsu, o Alvin e Esta Star o professor adjunto da célula estaminal e da biologia regenerativa, Universidade de Harvard

Em seguida, os pesquisadores confirmaram que o nervo visou certamente as células estaminais. O sistema nervoso simpático é activado normalmente em uma constante de baixo nível para manter a homeostase do corpo, e os pesquisadores encontraram que este de baixo nível da actividade do nervo manteve as células estaminais em um estado poised pronto para a regeneração. Sob o frio prolongado, o nervo foi activado em um muito de mais alto nível e mais neurotransmissor foram liberados, fazendo com que as células estaminais activem rapidamente, regenerem o folículo de cabelo, e cresçam o cabelo novo.

Os pesquisadores igualmente investigaram o que manteve as conexões de nervo às células estaminais do folículo de cabelo. Quando removeram o músculo conectado ao folículo de cabelo, o nervo simpático retraiu e a conexão de nervo às células estaminais do folículo de cabelo foi perdida, mostrando que o músculo era um apoio estrutural necessário para construir uma ponte sobre o nervo simpático ao folículo de cabelo.

Como o sistema se torna

Além do que o estudo do folículo de cabelo em seu estado inteiramente formado, os pesquisadores investigados como o sistema se torna inicialmente -- como o músculo e o nervo alcançam o folículo de cabelo no primeiro lugar.

“Nós descobrimos que o sinal vem do folículo de cabelo se tornando próprio. Segrega uma proteína que regule a formação do músculo liso, que atrai então o nervo simpático. Então no adulto, a interacção gira ao redor, com o nervo e o músculo que regulam junto as células estaminais do folículo de cabelo para regenerar o folículo de cabelo novo. Está fechando o círculo inteiro -- o folículo de cabelo tornando-se está estabelecendo sua própria ameia,” disse Yulia Shwartz, um companheiro pos-doctoral no laboratório de Hsu. Era um co-primeiro autor do estudo, junto com Meryem Gonzalez-Celeiro, um aluno diplomado no laboratório de Hsu, e Chih-Pulmão Chen, um companheiro pos-doctoral no laboratório de Lin.

Resposta ao ambiente

Com estas experiências, os pesquisadores identificaram um sistema do dois-componente que regulasse células estaminais do folículo de cabelo. O nervo é o componente da sinalização que activa as células estaminais através dos neurotransmissor, quando o músculo for o componente estrutural que permite que as fibras de nervo conectem directamente com as células estaminais do folículo de cabelo.

“Você pode regular células estaminais do folículo de cabelo em tão muitas maneiras diferentes, e são modelos maravilhosos para estudar a regeneração do tecido,” Shwartz disse. “Esta reacção particular é útil para a regeneração de acoplamento do tecido com mudanças no mundo exterior, tal como a temperatura. É uma resposta da dois-camada: os goosebumps são uma maneira rápida de fornecer meio algum relevo no curto prazo. Mas quando o frio dura, este transforma-se um mecanismo agradável para que as células estaminais saibam que é talvez hora de regenerar o revestimento novo do cabelo.”

No futuro, os pesquisadores explorarão mais como o ambiente externo pôde influenciar as células estaminais na pele, sob a homeostase e em situações do reparo tais como a cura esbaforido.

“Nós vivemos em um ambiente constantemente em mudança. Desde que a pele é sempre em contacto com o mundo exterior, dá-nos uma possibilidade estudar que mecanismos as células estaminais em nosso corpo se usem para integrar a produção do tecido com procuras de mudança, que é essencial para que os organismos prosperem neste mundo dinâmico,” Hsu disse.

Source:
Journal reference:

Shwartz, Y., et al. (2020) Cell Types Promoting Goosebumps Form a Niche to Regulate Hair Follicle Stem Cells. Cell. doi.org/10.1016/j.cell.2020.06.031.