Oscilador pineal funcionando em frango – efeito do fotoperíodo e da melatonina

A glândula pineal aviária, além do relógio mestre hipotalâmico (núcleos supraquiasmáticos, SCN) e da retina, funciona como um oscilador circadiano independente, recebendo sinais fóticos externos que se traduzem na síntese rítmica de melatonina, um sinal bioquímico da escuridão. A similaridade funcional com o SCN de mamífero torna a glândula pineal aviária um modelo conveniente para estudos de mecanismos de relógio biológico em geral. A melatonina pineal é produzida não apenas de maneira dependente da luz, mas também permanece sob o controle do oscilador endógeno, enquanto o possível envolvimento da melatonina na manutenção da expressão cíclica dos genes do relógio aviário ainda precisa ser elucidado. O objetivo do presente estudo foi caracterizar os perfis diurnos da transcrição dos principais genes do relógio nas glândulas pineais de frangos expostos à luz contínua (LL) e suplementados com melatonina exógena. Nossa hipótese é que a criação de frangos a partir do dia da eclosão em condições LL evocaria uma pinealectomia funcional, influenciando, por sua vez, a função do relógio pineal. Para verificar essa hipótese, examinamos os perfis transcricionais diurnos de genes do relógio selecionados, bem como os parâmetros essenciais da função da glândula pineal: a transcrição dos genes que codificam a arilalquilamina N-acetiltransferase (Aanat), uma enzima chave na biossíntese de melatonina, e o receptor de melatonina (Mel1c), junto com o nível de melatonina no sangue. As galinhas eclodidas no verão ou inverno foram mantidas sob DL 16: 8 e 8:16, correspondendo aos respectivos fotoperíodos, como grupos de controle sazonal. Outro conjunto de galinhas foi mantido em paralelo sob condições LL e algumas foram suplementadas com melatonina para verificar a capacidade do hormônio exógeno de antagonizar os efeitos evocados pela luz contínua. Galinhas de 12 dias foram sacrificadas a cada 3 horas ao longo de um período de 24 horas e os mRNAs dos genes do relógio selecionados, Bmal1, Cry1, Per3, E4bp4, juntamente com os de Aanat e Mel1c, foram quantificados nas glândulas pineais isoladas. Nossos resultados indicam que os perfis de transcrição do gene do relógio não dependem da duração da fase de luz, enquanto as condições LL diminuem a amplitude das mudanças diurnas, mas não as abolem totalmente. A melatonina fornecida na água de beber para as aves mantidas em LL parece dessincronizar a transcrição da maioria dos genes do relógio no verão, enquanto no inverno, restaura o padrão, mas não a ritmicidade diurna. A expressão rítmica de Bmal1 parece fornecer uma ligação direta entre o relógio circadiano e a via de saída da melatonina, enquanto a disponibilidade de melatonina cíclica está claramente envolvida no padrão de transcrição canônica de Per3 na glândula pineal de frango. Independentemente das condições experimentais, foi identificada uma correlação negativa entre a transcrição dos genes envolvidos na biossíntese da melatonina (Aanat) e a percepção do sinal da melatonina (receptor Mel1c).