O que existe por trás dos arrepios

Os mesmos tipos de células que causam arrepios são responsáveis ​​por controlar o crescimento do cabelo

Universidade de Harvard

Os pesquisadores descobriram que as células que causam arrepios também são importantes para regular as células-tronco que regeneram os cabelos. Na pele, o músculo que se contrai para criar arrepios é necessário para conectar a conexão do nervo simpático às células-tronco do folículo piloso. O nervo simpático reage ao frio contraindo os músculos e causando arrepios a curto prazo, e impulsionando a ativação de células-tronco e o crescimento de novos cabelos a longo prazo.

Se você já se perguntou por que temos arrepios, está em boa companhia - assim como Charles Darwin, que refletiu sobre eles em seus escritos sobre evolução. Os arrepios podem proteger os animais com pêlos espessos do frio, mas nós, humanos, não parecemos nos beneficiar muito da reação - então por que ela foi preservada durante a evolução esse tempo todo?

Em um novo estudo, os cientistas da Universidade de Harvard descobriram o motivo: os tipos de células que causam arrepios também são importantes para regular as células-tronco que regeneram o folículo piloso e o cabelo. Debaixo da pele, o músculo que se contrai para criar arrepios é necessário para conectar a conexão do nervo simpático às células-tronco do folículo piloso. O nervo simpático reage ao frio contraindo o músculo e causando arrepios a curto prazo, e impulsionando a ativação das células-tronco do folículo piloso e o novo crescimento capilar a longo prazo.

Publicado na revista Cell , essas descobertas em camundongos oferecem aos pesquisadores uma melhor compreensão de como os diferentes tipos de células interagem para vincular a atividade das células-tronco às mudanças no ambiente externo.

"Sempre estivemos interessados ​​em entender como os comportamentos das células-tronco são regulados por estímulos externos. A pele é um sistema fascinante: possui várias células-tronco cercadas por diversos tipos de células e está localizada na interface entre nosso corpo e o mundo exterior. Portanto, suas células-tronco podem potencialmente responder a uma gama diversificada de estímulos - desde o nicho, o corpo inteiro ou até o ambiente externo ", disse Ya-Chieh Hsu, professor associado de células-tronco e biologia regenerativa da Ya-Chieh Hsu. , que liderou o estudo em colaboração com o professor Sung-Jan Lin da Universidade Nacional de Taiwan. "Neste estudo, identificamos um nicho interessante de dois componentes que não apenas regula as células-tronco em estado estacionário, mas também modula o comportamento das células-tronco de acordo com as mudanças de temperatura externas".

Um sistema para regular o crescimento do cabelo

Muitos órgãos são constituídos por três tipos de tecido: epitélio, mesênquima e nervo. Na pele, essas três linhagens são organizadas em um arranjo especial. O nervo simpático, parte do sistema nervoso que controla a homeostase do corpo e nossas respostas aos estímulos externos, se conecta a um pequeno músculo liso no mesênquima. Esse músculo liso, por sua vez, se conecta às células-tronco do folículo piloso, um tipo de célula-tronco epitelial essencial para regenerar o folículo piloso e reparar feridas.

A conexão entre o nervo simpático e o músculo é bem conhecida, pois são a base celular por trás dos arrepios: o frio aciona os neurônios simpáticos para enviar um sinal nervoso, e o músculo reage contraindo-se e fazendo com que o cabelo fique arrepiado. No entanto, ao examinar a pele em resolução extremamente alta usando microscopia eletrônica, os pesquisadores descobriram que o nervo simpático não apenas se associava ao músculo, mas também formava uma conexão direta com as células-tronco do folículo piloso. De fato, as fibras nervosas envolvem as células-tronco do folículo piloso como uma fita.

"Poderíamos realmente ver em um nível ultra-estrutural como o nervo e as células-tronco interagem. Os neurônios tendem a regular células excitáveis, como outros neurônios ou músculos com sinapses. Mas ficamos surpresos ao descobrir que eles formam estruturas semelhantes a sinapses com um epitelial célula-tronco, que não é um alvo muito típico para neurônios ", disse Hsu.

Em seguida, os pesquisadores confirmaram que o nervo realmente tinha como alvo as células-tronco. O sistema nervoso simpático é normalmente ativado em um nível baixo constante para manter a homeostase do corpo, e os pesquisadores descobriram que esse baixo nível de atividade nervosa mantinha as células-tronco em um estado pronto para a regeneração. Sob frio prolongado, o nervo era ativado em um nível muito mais alto e mais neurotransmissores eram liberados, fazendo com que as células-tronco se ativassem rapidamente, regenerassem o folículo piloso e desenvolvessem novos cabelos.

Os pesquisadores também investigaram o que mantinha as conexões nervosas com as células-tronco do folículo piloso. Quando eles removeram o músculo conectado ao folículo piloso, o nervo simpático retraiu-se e a conexão do nervo com as células-tronco do folículo piloso foi perdida, mostrando que o músculo era um suporte estrutural necessário para conectar o nervo simpático ao folículo piloso.

Como o sistema se desenvolve

Além de estudar o folículo piloso em seu estado completo, os pesquisadores investigaram como o sistema se desenvolve inicialmente - como o músculo e o nervo atingem o folículo piloso em primeiro lugar.

"Descobrimos que o sinal vem do próprio folículo piloso em desenvolvimento. Ele secreta uma proteína que regula a formação do músculo liso, que atrai o nervo simpático. Depois, no adulto, a interação gira, com o nervo e o músculo juntos. regulando as células-tronco do folículo capilar para regenerar o novo folículo capilar. Está fechando todo o círculo - o folículo capilar em desenvolvimento está estabelecendo seu próprio nicho ", disse Yulia Shwartz, pós-doutorada no laboratório de Hsu. Ela foi co-primeira autora do estudo, junto com Meryem Gonzalez-Celeiro, estudante de pós-graduação no Laboratório Hsu, e Chih-Lung Chen, pós-doutorado no laboratório de Lin.

Respondendo ao meio ambiente

Com esses experimentos, os pesquisadores identificaram um sistema de dois componentes que regula as células-tronco do folículo piloso. O nervo é o componente de sinalização que ativa as células-tronco através de neurotransmissores, enquanto o músculo é o componente estrutural que permite que as fibras nervosas se conectem diretamente às células-tronco do folículo piloso.

"Você pode regular as células-tronco dos folículos capilares de muitas maneiras diferentes, e são modelos maravilhosos para estudar a regeneração dos tecidos", disse Shwartz. "Essa reação em particular é útil para acoplar a regeneração de tecidos com mudanças no mundo exterior, como a temperatura. É uma resposta em duas camadas: arrepios são uma maneira rápida de fornecer algum tipo de alívio a curto prazo. Mas quando o frio dura, isso se torna um bom mecanismo para as células-tronco saberem que talvez seja hora de regenerar um novo revestimento capilar ".

No futuro, os pesquisadores irão explorar ainda mais como o ambiente externo pode influenciar as células-tronco da pele, tanto na homeostase quanto em situações de reparo, como a cicatrização de feridas.

"Vivemos em um ambiente em constante mudança. Como a pele está sempre em contato com o mundo exterior, ela nos dá a chance de estudar quais mecanismos as células-tronco do nosso corpo usam para integrar a produção de tecidos às demandas variáveis, o que é essencial para os organismos. prosperar neste mundo dinâmico ", disse Hsu.

Este estudo foi financiado pela New York Stem Cell Foundation, Smith Family Foundation Odyssey Award, Pew Charitable Trusts, Harvard NeuroDiscovery Center, Harvard Stem Cell Institute, Harvard Medical School Dean's Innovation Grant, American Cancer Society, National Institutes of Health, Taiwan Ministry of Ciência e Tecnologia e Hospital Nacional da Universidade de Taiwan.

Fonte da história:

Materiais fornecidos pela Universidade de Harvard . Original escrito por Jessica Lau. Nota: O conteúdo pode ser editado por estilo e duração.

Referência da revista :

1. Yulia Shwartz, Meryem Gonzalez-Celeiro, Chih-Lung Chen, H. Amalia Pasolli, Shu-Hsien Sheu, Sabrina Mai-Yi Fan, Farnaz Shamsi, Steven Assaad, Edrick Tai-Yu Lin, Bing Zhang, Pai-Chi Tsai, Megan Ele, Yu-Hua Tseng, Sung-Jan Lin e Ya-Chieh Hsu. Tipos de células que promovem arrepios formam um nicho para regular as células-tronco do folículo piloso . Cell , 2020; DOI: 10.1016 / j.cell.2020.06.031

Citar esta página :

Universidade de Harvard. "A razão de arrepiar os arrepios: os mesmos tipos de células que causam arrepios são responsáveis ​​por controlar o crescimento do cabelo". ScienceDaily. ScienceDaily, 20 de julho de 2020. .