O sapo-da-madeira congela por meses, fica sem respirar e sem batimentos, mas volta à atividade quando a primavera aquece o solo
Glicose, ureia e controle da formação de gelo permitem que o anfíbio suporte condições que seriam fatais para a maioria dos vertebrados
Sob folhas e matéria vegetal no chão das florestas norte-americanas, um pequeno anfíbio atravessa o inverno em uma condição que seria fatal para a maioria dos vertebrados. O sapo-da-madeira suporta o congelamento de grande parte da água do corpo, interrompe temporariamente respiração, circulação e batimentos cardíacos e retoma suas funções após o degelo. Essa capacidade depende de adaptações que protegem principalmente o interior das células enquanto o gelo se acumula fora delas.
Como o sapo-da-madeira consegue sobreviver ao congelamento?
O sapo-da-madeira, frequentemente chamado na literatura científica de Lithobates sylvaticus, passa o inverno em esconderijos rasos sob folhas e detritos. Diferentemente de animais que evitam congelar, ele tolera que uma grande quantidade de sua água corporal se transforme em gelo. Populações do Alasca apresentam resistência particularmente elevada ao frio.
Quando o congelamento avança, circulação, respiração e movimentos cessam, deixando o animal sem sinais vitais facilmente detectáveis. Estudos fisiológicos indicam que sapos congelados podem permanecer assim durante semanas ou meses, dependendo da população e das condições ambientais, antes de recuperar suas funções após o aquecimento.
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Por que o gelo não destrói as células do sapo-da-madeira?
O ponto essencial é que o gelo se forma predominantemente nos espaços extracelulares. Quando essa água congela, moléculas de água são retiradas das células por diferença osmótica, provocando desidratação celular. Permitir que grandes cristais se formassem dentro das células poderia romper membranas e estruturas essenciais.
O animal reduz esse risco acumulando substâncias crioprotetoras. Em populações estudadas, até aproximadamente 65% da água corporal pode congelar como gelo extracelular. O restante permanece em soluções altamente concentradas, enquanto órgãos e tecidos perdem parte da água durante o processo.
- O gelo cresce principalmente fora das células;
- Água migra do interior celular;
- Glicose aumenta rapidamente nos tecidos;
- Ureia já se acumula antes do inverno;
- O metabolismo cai drasticamente durante o congelamento.
Este vídeo mostra diretamente um sapo-da-madeira congelando e voltando à atividade após o inverno.
Como a glicose protege o sapo-da-madeira durante o inverno?
Quando o congelamento começa, o fígado mobiliza grandes reservas de glicogênio e libera glicose no sangue. Ela alcança diversos órgãos e tecidos, elevando fortemente sua concentração. Experimentos demonstraram que níveis maiores de glicose aumentam a resistência ao congelamento e reduzem danos celulares.
A glicose funciona como crioprotetor e osmólito: ajuda a reter água dentro das células, limita a quantidade de gelo formada e reduz lesões decorrentes da desidratação extrema. Ela não funciona simplesmente como um “anticongelante” que mantém todo o corpo líquido; grande parte do animal realmente congela.
Qual é o papel da ureia nesse mecanismo?
Um estudo experimental sobre a ureia e a sobrevivência ao congelamento mostrou que sapos com concentrações elevadas desse composto apresentaram maior sobrevivência e recuperação mais rápida depois do degelo. A ureia começa a se acumular durante a preparação para a hibernação, antes mesmo de o congelamento ocorrer.
Nas populações mais setentrionais, glicose e ureia atuam de maneira complementar. A ureia participa do equilíbrio osmótico e da proteção de estruturas celulares, enquanto a glicose aumenta intensamente quando o corpo começa a congelar. Essa combinação ajuda a explicar a tolerância extrema observada em animais do Alasca.
O coração realmente para enquanto o animal está congelado?
Sim. Quando o congelamento corporal progride, deixa de haver circulação sanguínea e respiração pulmonar detectáveis, criando também condições de anóxia e isquemia nos tecidos. O coração deixa de bater, os músculos não se movimentam e o metabolismo fica profundamente reduzido.
Com o aquecimento, esse estado é revertido gradualmente. Órgãos centrais, incluindo coração e fígado, tendem a descongelar antes das extremidades. A circulação e a respiração retornam, seguidas pela recuperação da coordenação e dos movimentos.
O sapo-da-madeira poderia ensinar algo sobre preservar órgãos humanos?
A fisiologia do sapo-da-madeira interessa à criobiologia porque demonstra como tecidos de um vertebrado podem tolerar desidratação, falta temporária de oxigênio e temperaturas abaixo de zero. Pesquisadores estudam suas proteínas, vias metabólicas e crioprotetores para compreender princípios que possam inspirar técnicas de preservação biológica.
Isso não significa que congelar pessoas ou órgãos humanos da mesma maneira já seja possível. Células humanas não possuem o conjunto de adaptações do anfíbio, e a formação descontrolada de gelo continua produzindo lesões graves. O sapo fornece um modelo biológico valioso, não uma técnica médica pronta para uso.
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