Essas descobertas, publicadas hoje na revista Nature , podem explicar como os humanos tem crescido e alcana§ado a maturidade sexual no ini­cio do século passado. Ao longo do século 20, a altura média aumentou cerca de 10 cm no Reino Unido e até20 cm em outrospaíses.

Embora os cientistas hámuito tenham sugerido que esse fena´meno poderia estar relacionado a um acesso mais confia¡vel a alimentos para mulheres gra¡vidas e criana§as, atéagora não havia sido compreendido exatamente como o corpo sente seu estado de nutrição e transforma essa informação em crescimento e maturação sexual.

Já se sabia que chegam ao cérebro sinais para indicar o estado nutricional do organismo, como os horma´nios leptina, produzida nas células adiposas (gordurosas), e a insulina, produzida em resposta a aumentos nos na­veis de açúcar no sangue. Em uma parte do cérebro chamada hipota¡lamo, esses horma´nios atuam em um pequeno grupo de neura´nios que produzem sinais chamados melanocortinas. 

As melanocortinas atuam em uma variedade de receptores, dois dos quais estãopresentes no cérebro. Um deles, o receptor de melanocortina 4 (MC4R) já havia demonstrado regular o apetite e a falta de resultados de MC4R na obesidade; entretanto, o sistema MC4R não controla o efeito da nutrição no crescimento e no período da puberdade.

Agora, um estudo, liderado por pesquisadores da MRC Metabolic Diseases Unit e da MRC Epidemiology Unit (ambas parte do Wellcome-MRC Institute of Metabolic Science) da University of Cambridge, com colaboradores da Queen Mary University of London, University of Bristol , University of Michigan e Vanderbilt University, descobriu um papel para outro receptor de melanocortina do cérebro, que éconhecido como receptor de melanocortina 3 (MC3R).

Eles descobriram que, em resposta aos sinais nutricionais, o sistema MC3R controla a liberação dos principais horma´nios que regulam o crescimento e a maturação sexual.

Para mostrar a ligação em humanos, os cientistas procuraram entre meio milha£o de voluntários no Biobank do Reino Unido por pessoas com mutações genanãticas naturais que interrompem a função do MC3R. Eles identificaram alguns milhares de pessoas que carregavam várias mutações no gene para MC3R e descobriram que essas pessoas eram em média mais baixas e entraram na puberdade mais tarde do que aquelas sem mutação.

Por exemplo, eles identificaram 812 mulheres que tinham a mesma mutação em uma de suas duas ca³pias do gene MC3R. Essa mutação reduziu apenas parcialmente a capacidade do receptor de funcionar. Apesar desse efeito sutil, as mulheres que o carregavam eram em média 4,7 meses mais velhas na puberdade do que aquelas sem a mutação.

Pessoas com mutações que reduziam a função do MC3R também eram mais baixas e tinham menor quantidade de tecido magro, como maºsculo, mas isso não tinha influaªncia na quantidade de gordura que carregavam.

Para confirmar essas descobertas em criana§as, eles estudaram quase 6.000 participantes do Estudo Longitudinal de Pais e Filhos da Avon (ALSPAC) e identificaram seis criana§as com mutações no MC3R. As seis criana§as eram mais baixas e apresentavam menor massa magra e peso ao longo da infa¢ncia, mostrando que esse efeito comea§a muito cedo.

Todas as pessoas identificadas nesses estudos tinham uma mutação em apenas uma das duas ca³pias do gene. Encontrar mutações em ambas as ca³pias do gene éextremamente raro, mas em outra coorte os pesquisadores foram capazes de identificar um indiva­duo no estudo Genes and Health com uma mutação muito prejudicial em ambas as ca³pias do gene. Essa pessoa era muito baixa e entrou na puberdade depois dos 20 anos.

Este mesmo fena´meno ligando os estoques nutricionais adequados a  maturidade reprodutiva évisto em todo o reino animal, então os pesquisadores conduziram estudos em camundongos para confirmar que a via MC3R opera em todas as espanãcies. Trabalho no laboratório do Dr. Roger Cone na Universidade de Michigan, que havia demonstrado anteriormente um papel para o MC3R no controle do crescimento e da massa magra em camundongos, mostrou que, enquanto os camundongos normais desligaram seu ciclo reprodutivo quando passaram por um período de privação de comida, camundongos projetados para não ter o MC3R não. Isso confirmou que o MC3R éuma parte necessa¡ria de como o estado nutricional controla a produção de horma´nios sexuais.

O professor Sir Stephen O'Rahilly, autor saªnior do estudo e diretor da MRC Metabolic Diseases Unit da University of Cambridge, disse: “Esta descoberta mostra como o cérebro pode sentir nutrientes e interpretar isso para tomar decisaµes subconscientes que influenciam nosso crescimento e desenvolvimento sexual. Identificar o caminho no cérebro pelo qual a nutrição se transforma em crescimento e puberdade explica um fena´meno global de aumento da altura e diminuição da idade na puberdade que intrigou os cientistas por um século.

“Nossos resultados tem implicações prática s imediatas para o teste de criana§as com graves atrasos no crescimento e no desenvolvimento puberal para mutações no MC3R.

“Esta pesquisa pode ter implicações mais amplas além do desenvolvimento infantil e da saúde reprodutiva. Muitas doenças crônicas estãoassociadas a  perda de massa magra, incluindo maºsculos, com a resultante fragilidade. Isso responde mal a suplementos nutricionais simples, como bebidas ricas em protea­nas. A descoberta de que a atividade da via MC3R influencia a quantidade de massa magra transportada por uma pessoa sugere que pesquisas futuras devem investigar se as drogas que ativam seletivamente o MC3R podem ajudar a redirecionar calorias para o maºsculo e outros tecidos magros com a perspectiva de melhorar o funcionamento fa­sico de tais pacientes. ”

O professor John Perry, autor saªnior do estudo da Unidade de Epidemiologia MRC da Universidade de Cambridge, disse: “Este éum momento tão emocionante para a genanãtica humana. Ao analisar as sequaªncias genanãticas de um grande número de participantes da pesquisa, podemos agora compreender os processos biola³gicos fundamentais que permaneceram indefinidos atéagora. Ao combinar esses estudos com experimentos em modelos celulares e animais, continuaremos a descobrir novos insights e entender os mecanismos por trás do crescimento humano e doenças metaba³licas. ”

A pesquisa foi financiada pelo UK Medical Research Council, Wellcome e National Institute for Health Research. 

O Dr. Rob Buckle, Chief Science Officer do Medical Research Council, que foi um dos financiadores da investigação, disse: “Estas descobertas tem o potencial de dar um passo significativo na gestãofutura de distúrbios de crescimento e puberdade e melhorias na saúde daqueles que sofrem de fragilidade causada por condições crônicas. Este estudo mostra o valor do investimento de longo prazo em grandes grupos populacionais do Reino Unido e em pesquisas multidisciplinares para descobrir as causas ba¡sicas da saúde e das doenças humanas. ”