O sagui (Callithrix jacchus) é um primata social de pequeno porte pertencente à família Callithrichidae, que vive em pequenos grupos de animais. Esta espécie é endêmica do nordeste do Brasil e nativa da Mata Atlântica, mas que também passou a ocupar fragmentos de florestas, cerrado e caatinga. Originalmente, sua distribuição abrangia o nordeste, mas há registros de populações introduzidas nos estados de Sergipe e Bahia, sendo também encontrados no sudeste do Brasil (Rylands et al., 1993).
O sagui tem sido estudado em diversas pesquisas que avaliam desde aspectos relacionados com a fisiologia reprodutiva (Haig, 1999) à ecologia (Rylands et al., 1993). A abrangência do que se conhece sobre esta espécie advém de estudos em condições de cativeiro (Gerber et al., 2002; Sousa et al., 1999), pois o tamanho pequeno favorece a manutenção desta espécie em condições laboratoriais, embora traga dificuldades para as pesquisas que promovam cirurgias e a análise hormonal sérica (Clarke, 1994).
De acordo com os estudos sobre o desenvolvimento dos saguis (Clarke, 1994), os saguis nascem com aproximadamente 10% do peso corporal dos adultos (350 - 450 g) e sofrem desmame por volta de 40 a 120 dias de idade (Yamamoto, 1993; Albuquerque e Arruda, 1997). A fase da puberdade ocorre de 8 a 12 meses de idade, e após os 12 meses podem ser considerados como animais adultos, com a maturidade sexual e social sendo atingida com plenitude por volta de 18 a 24 meses. Clarke (1994) não descreve a fase da senescência, mas retrata que a redução da capacidade reprodutiva das fêmeas pode ocorrer após 8 a 10 anos de vida, que coincide com os dados obtidos no estudo posterior de Abbott et al. (2003), que descreve a fase idosa a partir de 8 anos de idade em fêmeas e machos.
A revisão ampla sobre a biologia do sagui realizada por Abbott et al. (2003) apresenta informações relevantes sobre a reprodução e o desenvolvimento dessa espécie, mostrando que na última década houve um aumento considerável do número de estudos que o utilizam como modelo experimental em várias áreas como, por exemplo, nutrição, farmacologia, toxicologia e comportamento.
Em relação à Cronobiologia, os primeiros estudos realizados com o sagui como modelo animal, evidenciaram o hábito diurno desta espécie a partir da observação da
32 beber (Saito et al., 1983) e da atividade geral (Petry et al., 1987). Estudos da década de 1980 tiveram importância fundamental na caracterização do perfil de atividade em saguis adultos, a partir da caracterização da periodicidade endógena, da sincronização fótica e da sincronização não-fótica do ritmo circadiano de atividade (Erkert et al., 1986; Erkert, 1989). Muito próximo a esta época, Guerin e Matthews (1990) observaram a existência do padrão diário de secreção do hormônio melatonina, marcado com maiores índices na fase de repouso. Posteriormente, estudos forneceram mais detalhamento sobre sincronização social (Erkert e Schardt, 1991) e sincronização fótica (Menezes et al., 1993), sobre ontogênese da ritmicidade circadiana nas etapas inicias da vida (Menezes et al., 1996), e evidenciaram presença de ritmicidade circadiana em comportamentos como catação (Azevedo et al., 1996), marcação de cheiro (Nogueira et al., 2001), e em outros parâmetros hormonais (Cunha et al., 2007; Bertani et al., 2010).
Erkert et al. (1986) contribuíram para a caracterização mais detalhada do ritmo circadiano de atividade em saguis mantidos em cativeiro. Neste estudo, foi evidenciado que esses animais são estritamente diurnos, com fase ativa correlacionada à fase de claro, com a característica de acordarem antes do acender da luz, permanecerem dentro da caixa-ninho até a luz acender e somente depois iniciarem imediatamente sua atividade. Sob ciclo claro-escuro (CE 12:12), os saguis apresentaram uma duração média da sua atividade de 11 horas, e por isso, terminam a atividade geralmente 1,5 a 3 horas antes do início do escuro, caracterizando uma diferença de ângulo de fase positiva entre o ritmo circadiano de atividade e o ciclo CE. Esses resultados foram confirmados em estudo posterior (Erkert, 1989), que também mostrou que o período endógeno do sagui adulto jovem em claro-constante é menor que 24 horas (23,2
0,3 horas). Talvez por este fator, o animal possua uma relação de fase positiva com o ciclo claro e escuro, terminando a atividade antes do apagar das luzes e sofra efeitos ativacionais da luz (mascaramento positivo) no final da fase ativa (Erkert, 1989).
A maioria das informações obtidas sobre os ritmos biológicos dos saguis foram obtidas em cativeiro, com sistema de iluminação artificial. Entretanto, no intuito de estudar parâmetros rítmicos e sua associação às variações cíclicas ambientais, Menezes e colaboradores (1993) avaliaram o ritmo circadiano de atividade em saguis adultos mantidos em gaiolas sob condições climáticas naturais. Neste estudo foi observado que os animais
apresentam atividade restrita à fase de claro, demarcada pelos horários crepusculares (05:20 h e 17:15 h), com início da atividade aproximadamente às 5 horas e o término às 16 horas, resultando em uma duração média da fase ativa de 11 horas e diferença de ângulo de fase positiva. Resultados similares foram evidenciados em um estudo realizado com saguis de vida livre (Castro et al., 2003).
Em saguis adultos mantidos em laboratório, o padrão bimodal pode ser descrito com base na média dos perfis do ritmo circadiano de atividade, que podem variar de uni a trimodal para esta espécie (Erkert et al., 1986; Erkert, 1989). Em condições seminaturais de manutenção, submetidos a CE natural, Menezes e colaboradores (1993) observaram que saguis distribuem a atividade em dois picos, um pela manhã e outro à tarde, e reduzem atividade no meio do dia (12:00-14:00h), sendo este padrão também evidenciado em animais de vida livre (Castro et al., 2003).
A redução da atividade dos saguis no horário de temperatura mais elevada promoveu a visualização de um padrão bimodal, que pode estar relacionado à ocorrência da inibição da atividade locomotora pelas altas temperaturas (mascaramento negativo), como um mecanismo termorregulatório (Menezes et al., 1993). Este padrão também foi evidenciado em ritmos dependentes da atividade motora, como marcação de cheiro (Nogueira et al., 2001). O nível de atividade expresso em saguis, também parece sofrer efeito de mascaramento positivo pela incidência da luz. Em estudo anterior realizado em nosso laboratório, na ausência da caixa- ninho, equipamento utilizado para a ocorrência do episódio de sono, houve aumento significativo da atividade no final da fase ativa devido a maior exposição ao estímulo fótico neste horário (Gonçalves et al., 2009).
A investigação pioneira sobre o modelo não-paramétrico da ação da luz no processo de sincronização fótica, evidenciou que os saguis apresentam uma curva de resposta dependente da fase (CRF) a estímulos fóticos semelhante às demais espécies (Wechselberger e Erkert, 1994). Sob condições de iluminação constante, o pulso de luz de intensidade de 1.100 lux com 1 hora de duração aplicado próximo ao final da fase ativa (HC 12) desencadeou atrasos de fase, e quando aplicado no final da fase de repouso (HC 21) provocou avanços de fase. As respostas de atrasos e avanços de fase são robustas e podem representar a capacidade de ajuste temporal às pistas fóticas aplicadas isoladamente, bem como capazes de mediar o
34 O efeito paramétrico da luz foi avaliado por Erkert (1989), que buscou descrever o efeito de intensidades luminosas diferentes (0,1 a 500 lux) sobre o ritmo circadiano de atividade em saguis. Mudanças significativas quanto ao período endógeno desse ritmo em relação às intensidades luminosas não foram evidenciadas, mas o efeito robusto de arrastamento mediado pela luz a partir da observação da presença de ciclos transientes até a ressincronização total após realização de mudanças de fase do ciclo claro/escuro foi observado. O efeito da intensidade da luz do ciclo claro/escuro sobre o ritmo circadiano dos saguis adultos foi objeto de estudo em nosso laboratório (Lampert et al., 2011). Os resultados mostram que a redução da intensidade luminosa para 10 lux provoca aumento da atividade e redução da quantidade de autocatação sem alterar a sincronização fótica.
Além da sincronização fótica, a sincronização não-fótica mediada por estímulos sociais auditivos foi estudada em saguis adultos. Estudos mostram que as vocalizações de coespecíficos podem exercer apenas efeito modulador sobre o ritmo circadiano de atividade, devido ao mascaramento positivo e coordenação relativa (Erkert et al., 1986), ou até mesmo arrastamento completo entre animais, desde que condições específicas sejam aplicadas, tais como períodos endógenos similares ou maior grau de parentesco entre os animais (Erkert e Schardt, 1991). Portanto, os diversos fatores condicionantes apontados por estes e outros autores para que ocorra a sincronização por pistas auditivas (Mendes et al., 2008; Gonçalves et al., 2009; Silva et al., 2014), reforçam a participação das pistas não-fóticas como zeitgeber fraco.
Em saguis, a atuação das pistas não-fóticas sobre o sistema de temporização circadiano pode ser melhor compreendida por meio da construção da CRF. Para os estímulos não-fóticos, a CRF também apresenta resultados similares a de outros animais (Glass et al., 2001), com presença de atrasos de fase após a aplicação dos pulsos não-fóticos no final da fase de repouso (HC 20-24). Os estímulos não-fóticos utilizados neste estudo não apresentam significado funcional para espécie, e talvez tenha promovido mudanças de fase através de um mecanismo inespecífico de alerta geral. Dentro das características das pistas não-fóticas utilizadas em estudos sobre sincronização em saguis, Silva et al. (2014) destacam a relevância dos estímulos ambientais que tenham significado adaptativo para as espécies.
Neste sentido, a significação desta interação social, que pode ser favorecida pela formação de uma estrutura familiar, pode aumentar a força do estímulo para o sistema e
propiciar um efeito de sincronização social mais forte (Melo et al., 2013). Além disso, em animais que coabitam, o nível das interações sociais mediado pela somação de pistas auditivas, visuais, olfativas e táteis pode aumentar o efeito modulatório das pistas sociais sobre o ritmo circadiano de atividade em saguis (Erkert e Schardt, 1991).
Dessa forma, parece que para esta espécie que vive em grupos e exibe comportamentos de demarcação de hierarquia, laços afiliativos e relação de parentesco (Smucny et al., 2004), bem como comunicação vocal desenvolvida (Bezerra et al., 2009; Watson e Caldwell, 2010), as pistas sociais podem retratar o tempo ambiental através da dinâmica temporal das interações sociais. Em estudo anterior realizado em nosso laboratório, foi observado que animais mantidos sem caixa-ninho podem se tornar mais vulneráveis ao efeito de modulação temporal das pistas auditivas, com a observação de sincronização social e coordenação relativa do ritmo circadiano de atividade de animais mantidos em condições de iluminação constante causada pela captação do padrão diário de vocalizações emitidas por coespecíficos mantidos em ciclo claro-escuro natural (Gonçalves et al., 2009).
De acordo com os novos estudos sobre o desenvolvimento em primatas não-humanos, o sagui tem sido apontado como uma grande promessa para estudos sobre o ontogênese/envelhecimento (Lacreuse e Herndon, 2009). O envelhecimento pode ser estudado a partir da expressão comportamental dos ritmos biológicos, mas pode ser melhor compreendido quando se investiga as modificações do sistema nervoso decorrentes do envelhecimento (Duncan, 2006). Sabe-se que as modificações nos substratos neurais podem anteceder às de expressão do ritmo, e, portanto, ter um significado importante na caracterização dos padrões expressos na medida em que antecedem ou que intercruzam.
Em saguis, as primeiras semanas de vida são marcadas pelo desenvolvimento da ritmicidade. Menezes et al. (1996) evidenciaram que a força do período do ritmo circadiano de atividade aumenta progressivamente nas primeiras semanas de vida, tornando-se estável em torno da 16ª semana de vida do animal. Além disso, a bimodalidade do ritmo circadiano de atividade locomotora dos saguis pode se tornar mais evidente ao longo do desenvolvimento. No entanto, a expressão da bimodalidade parece ser mais influenciada por momentos de temperatura elevada durante o dia, do que estar propriamente relacionada com o desenvolvimento da ritmicidade (Menezes et al., 1998; Castro et al., 2003).
36 A caracterização dos ritmos biológicos em saguis na puberdade foi realizada mais recentemente em nosso laboratório. Os animais púberes apresentaram biomodalidade mais evidenciada no perfil do ritmo circadiano de atividade, maior nível de atividade e início da fase ativa mais tardio quando comparados aos adultos, tornando evidente que as fases etárias dos saguis descrevem modificações importantes no sistema de temporização circadiano (Melo, 2012).
A influência da idade sobre o período endógeno do ritmo circadiano de atividade em saguis também foi observada no trabalho realizado por Erkert (1989). Embora tenha estudado apenas animais adultos, a idade dos saguis variou de 1,5 a 8 anos. Os resultados apresentados mostram que o período endógeno médio para animais com idade inferior a 3 anos foi de 23,2 ± 0,3 horas e para animais com idade superior a 4 anos foi de 23,4 ± 0,3 horas. Embora esta diferença seja sutil, a análise identificou que período endógeno do ritmo circadiano de atividade pode aumentar com a idade em saguis.
Em saguis, não há descrição dos impactos do envelhecimento na expressão dos ritmos biológicos. No entanto, apesar do estudo de Hoffman et al. (2012) não descrever o efeito da idade na alocação de fase em saguis, observa-se um resultado intrigante para a existência de atraso de fase em 2 horas para o horário do final da atividade em um macho idoso com 10 anos de idade, quando comparado ao expresso por uma fêmea de 8 anos de idade. Além da atividade, o atraso de fase também parece ocorrer para o ritmo de temperatura corporal.
Essas modificações na expressão da ritmicidade podem estar associadas às mudanças em bases morfofuncionais do STC. Engelberth (2013) investigou as alterações estruturais e neuroquímicas devido ao envelhecimento em seis saguis idosos (um macho e cinco fêmeas) com idade entre 9 e 12 anos. Nesse estudo, foi observado que o envelhecimento nesta espécie está associado à redução na quantidade de neurônios no NSQ e à redução do diâmetro do corpo neuronal. Ademais, a análise neuroquímica do NSQ dos saguis idosos revelou uma redução em neurotransmissores como serotonina e neuropeptídeo Y, que podem estar vinculados às modificações na expressão do padrão rítmico dos osciladores biológicos. No entanto, há dados insuficientes na literatura sobre a influência do envelhecimento sobre os ritmos biológicos em saguis.
Os estudos sobre o envelhecimento em saguis têm evidenciado mudanças significativas a partir dos 7 ou 8 anos nos aspectos comportamentais e fisiológicos (Tardif et al., 2008; Ross
et al., 2012), mas que dependem muito das características de manejo e condições de manutenção desses animais (Nishijima et al., 2012). A vida média em cativeiro em saguis, calculada a partir dos animais que sobrevivem no mínimo aos seis primeiros meses, é de cerca de 4 a 6 anos (Tardif et al., 2003). Em cativeiro, a expectativa de vida descrita pode atingir a marca de 17 anos (Abbott et al., 2003), menos do que isso (10 a 15 anos) (Clarke, 1994) ou bem mais do que isso (cerca de 22 anos) (Nishijima et al., 2012). De uma forma geral, os aspectos biológicos são interdependentes dos fatores ambientais, e os estudos de cativeiro, diferentemente dos de campo, são capazes de prolongar a vida dos animais devido ao manejo, alimentação e cuidados adequados com a saúde. Dessa forma, os estudos em cativeiros fornecem grandes perspectivas para a investigação das modificações nas fases finais de vida desses animais. Além disso, altas taxas de fecundidade e reprodução neste ambiente aumentam as possibilidades de estudos sobre envelhecimento nesta espécie.
Para outra espécie de primata noturno, Microcebus murinus, a expectativa de vida é de até 12 anos em cativeiro (Perret, 1997) e são considerados idosos a partir de 5 anos de idade (Aujard e Perret, 1998; Némoz-Bertholet e Aujard, 2003). Além deste, o primata noturno
Aotus azarae teve o processo de envelhecimento estudado a partir da descrição das mudanças
no padrão de atividade e sono em três gerações da mesma família estudada em cativeiro. As mudanças apontam para a redução da atividade, fragmentação do episódio de sono e também alterações posturais significativas (Suzuki e Kantha, 2006), que poderiam ser associadas às alterações comportamentais preditivas do fim da vida e óbito, como evidenciada no estudo de Ross et al. (2012).
Em macacos Rhesus idosos (Macaca mulatta), foi encontrada uma menor estabilidade do ritmo circadiano de atividade e redução dos níveis melatonina em animais de 24 a 28 anos, em relação aos de 6 a 9 anos, embora não relacionados a mudanças no período endógeno. Além disso, a duração da fase ativa foi menor nos animais idosos, que pode estar associada tanto à alta variabilidade na quantidade e qualidade do sono quanto à fragmentação do ciclo sono-vigília (Zhdanova et al., 2011).
Comparativamente, a menor longevidade do sagui em relação à de outros primatas (Aotus azarae e Macaca mulatta) é um fator importante para torná-lo um bom modelo experimental, pois permite o estudo do envelhecimento em tempo menor, reduzindo a
38 diurnalidade expressa pelos saguis é uma característica que pode permitir uma melhor inferência dos dados para a espécie humana (Hoffman et al., 2012).
Entretanto, não sabemos de que forma o envelhecimento acomete a ritmicidade dos saguis e, menos ainda de que forma o ritmo circadiano de atividade é alterado com o passar da idade.
Devido à complexidade das alterações fisiológicas e comportamentais ao longo do envelhecimento, este tema tem despertado interesse de diversas áreas de investigação. Portanto, a proposta de um estudo com objetivo de caracterizar o ritmo circadiano de atividade em saguis idosos permitirá não apenas uma descrição do processo de envelhecimento neste primata ou uma inferência quanto à ocorrência deste processo nos seres humanos, mas também poderá fornecer informações válidas para elaboração de tratamentos para distúrbios dos ritmos biológicos e, desse modo, promover uma melhor estabilidade das funções rítmicas em idosos.
2 OBJETIVOS