Ao sair de casa em uma fria manhã de inverno ou ao colocar uma bala de hortelã na boca, uma sensação de frescor imediatamente se manifesta. Essa sensação começa com um sensor microscópico presente no corpo, que envia sinais ao cérebro quando algo está frio. Recentemente, cientistas produziram as primeiras imagens detalhadas que mostram como esse sensor funciona, revelando sua reação tanto a quedas reais de temperatura quanto ao mentol, o composto refrescante encontrado nas plantas de hortelã. As descobertas foram apresentadas durante a 70ª Reunião Anual da Sociedade Biofísica em San Francisco.
A pesquisa focou em um canal proteico conhecido como TRPM8. “Imagine o TRPM8 como um termômetro microscópico dentro do seu corpo,” disse Hyuk-Joon Lee, um pós-doutorando no laboratório de Seok-Yong Lee na Universidade Duke. “É o sensor principal que informa ao seu cérebro quando está frio. Há muito sabemos que isso acontece, mas não sabíamos como. Agora podemos ver isso.”
O TRPM8 está incorporado nas membranas de neurônios sensoriais que inervam a pele, a cavidade oral e os olhos. Quando as temperaturas caem para uma faixa de cerca de 8°C a 28°C, o canal se abre e permite que íons entrem na célula. Esse movimento provoca um sinal nervoso que viaja até o cérebro e gera a sensação de frio. O mesmo mecanismo explica por que mentol, eucalipto e compostos relacionados criam uma sensação refrescante, mesmo quando a temperatura não realmente caiu.
“Mentol é como um truque,” explicou Lee. “Ele se liga a uma parte específica do canal e faz com que ele se abra, assim como a temperatura fria faria. Portanto, mesmo que o mentol não esteja realmente congelando nada, seu corpo recebe o mesmo sinal como se estivesse tocando em gelo.”
Criomicroscopia Eletrônica Revela Como o TRPM8 se Abre
Para analisar o processo em detalhe, a equipe utilizou criomicroscopia eletrônica (um método que imagina proteínas rapidamente congeladas com um feixe de elétrons). Isso permitiu que eles capturassem várias imagens estruturais do TRPM8 enquanto ele muda de um estado fechado para um estado 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 do poro (a parte que se abre para permitir a passagem de íons). O mentol se liga a uma área separada da proteína e provoca mudanças de forma que se espalham em direção ao poro, eventualmente abrindo-o.
“Quando o frio é combinado com mentol, a resposta é potencializada de forma sinérgica,” disse Lee. “Usamos essa combinação para capturar o canal em seu estado aberto – algo que não havia sido conseguido apenas com o frio.”
Benefícios Médicos Potenciais de Compreender o Sensor do Frio
Compreender o TRPM8 também pode ajudar cientistas a desenvolver novos tratamentos médicos. Problemas com esse canal foram vinculados a condições como dor crônica, enxaquecas, olho seco e certos cânceres. Um medicamento que atua nessa via é o acoltremon, um colírio aprovado pelo FDA utilizado para tratar a doença do olho seco. Como um análogo do mentol, ele ativa a via do resfriamento, ajudando a estimular a produção de lágrimas e aliviar a irritação.
Os pesquisadores também descobriram o que descrevem como um “ponto frio”, uma parte específica da proteína que desempenha um papel fundamental na detecção de temperatura e ajuda a manter o canal responsivo durante exposições prolongadas ao frio.
“Anteriormente, não estava claro como o frio ativava esse canal em nível estrutural,” disse Lee. “Agora podemos ver que o frio desencadeia mudanças estruturais específicas na região do poro. Isso nos dá uma base para desenvolver novos tratamentos que visem essa via.”
Desvendando um Mistério Duradouro das Sensações de Frescor
O estudo fornece a primeira explicação molecular de como sinais de temperatura e químicos se combinam para produzir a sensação de frescor. Ao mostrar como o TRPM8 integra sinais de frio e mentol, o trabalho responde a uma pergunta antiga na biologia sensorial que os cientistas tentavam resolver há décadas.
