Como o cérebro controla, de forma totalmente automática e ininterrupta, a nossa respiração e a nossa pressão arterial? Mais do que isso: de que maneira intercorrências respiratórias logo nos primeiros dias de vida podem moldar a saúde cardiovascular e neurológica na vida adulta e na velhice?
Para responder a essas e outras perguntas fundamentais da ciência básica e translacional, conversamos com o Prof. Dr. Daniel Zoccal, docente e pesquisador da Universidade Estadual Paulista (UNESP) em Araraquara e coordenador do Laboratório de Neurociência Autonômica e Respiratória.
Nesta entrevista exclusiva, o Prof. Daniel nos conta sobre sua trajetória — desde a época em que realizava registros da pressão arterial com tinta e papel em um polígrafo até o uso de aquisição digital de dados em tempo real —, revela descobertas surpreendentes sobre hipertensão e apneia do sono, e compartilha conselhos valiosos para os jovens cientistas.
1. Da Farmácia à Paixão pela Ciência Básica
Mineiro de nascimento, Daniel Zoccal iniciou sua formação em Farmácia e Bioquímica na Universidade Estadual de Londrina (UEL). Embora no início pensasse em seguir para o setor industrial, o contato com a iniciação científica em fisiologia cardiovascular mudou os rumos de sua carreira.
"Quando eu comecei a carreira de farmacêutico, eu não tinha muita visão de cientista... mas me envolvi com a ciência por uma iniciação científica. [...] Naquela época eu queria ser pesquisador, não queria ser professor; hoje não consigo separar as duas atividades."
Após concluir a pós-graduação na Faculdade de Medicina da USP em Ribeirão Preto, onde aprofundou seus estudos em fisiologia cardiorrespiratória e neurofisiologia, teve sua primeira experiência como docente na Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Desde 2012, está na UNESP de Araraquara, onde lidera um grupo multidisciplinar composto por estudantes de iniciação científica, de mestrado e de doutorado e por pós-doutorandos.
2. A Evolução Tecnológica e a Parceria com a ADInstruments
Durante o mestrado em 2004, o professor vivenciou a transição de métodos analógicos para sistemas computadorizados. A necessidade de realizar análises espectrais e processar sinais complexos o levou a buscar ferramentas mais robustas.
"Na minha iniciação científica, eu fazia registros de pressão arterial no polígrafo, os registros eram feitos no papel por meio de uma pena metálica com tinta. [...] Em 2004, tive o primeiro contato com a ADI. Utilizei várias versões do PowerLab e do LabChart... para mim sempre foi muito tranquilo. Configuração, fazer análise, sempre gostei disso."
No Laboratório de Neurociência Autonômica e Respiratória, o monitoramento simultâneo e integrado de parâmetros fisiológicos é essencial. O grupo capta em tempo real sinais de:
- Pressão arterial e frequência cardíaca;
- Ventilação pulmonar e fluxo de ar;
- Eletromiografia (EMG) de músculos respiratórios (como o diafragma e vias aéreas superiores);
- SatO₂ e parâmetros de oxigenação/fluxo sanguíneo cerebral (em integração com tecnologias de oximetria/fluxometria de tecidos da Oxford Optronix).
Figura 1: Registros simultâneos do fluxo de ar (airflow), frequência respiratória (fR), atividade eletromiográfica do diafragma (DIAEMG), pressão arterial média (MAP), fluxo de sangue cerebral (CBF) e da pressão parcial de oxigênio no tecido cerebral (PtO2) de um animal anestesiado, ilustrando as alterações nos parâmetros fisiológicos durante a exposição à hipóxia (10% O2, 10 min), indicada pela caixa cinza.
3. Investigando os Circuitos Automáticos do Cérebro
A linha de pesquisa do Prof. Daniel foca no controle neural involuntário das funções cardiorrespiratórias. Em diversas situações, como no susto, no exercício físico ou durante o sono, nosso cérebro precisa coordenar constantemente ajustes cardiorrespiratórios para manter a homeostase do organismo.
Como o cérebro demanda cerca de 20% do débito cardíaco e não possui reserva energética própria, qualquer oscilação na oferta de oxigênio aciona mecanismos de proteção imediatos.
"O intuito da minha linha de pesquisa é entender partes do cérebro, circuitos neuronais, que coordenam essas atividades de forma automática. Por exemplo: para respirar, a gente não precisa pensar... do dia em que nascemos até o dia em que morremos."
Figura 2: Registros simultâneos do potencial de membrana (Vm) de um neurônio inspiratório e da atividade elétrica do nervo hipoglosso (XIIn) em uma preparação rítmica do tronco encefálico de um roedor neonato, ilustrando a atividade espontânea que gera a respiração.
4. Descobertas Impressionantes: A Apneia Neonatal e a Hipertensão na Vida Adulta
Uma das grandes viradas na trajetória do laboratório ocorreu nos últimos cinco anos ao investigar a fisiologia do desenvolvimento — como condições adversas identificadas na fase pós-natal precoce afetam a saúde no futuro.
Em modelos experimentais, a equipe observou que neonatos com histórico de pausas respiratórias (apneias) e episódios de hipóxia (falta de oxigenação), decorrentes de uma respiração extremamente irregular, desenvolviam hipertensão arterial na vida adulta.
"Quando a gente fez os primeiros registros da forma como o bebezinho hipertenso respira, a gente ficou chocado, porque é muito irregular. [...] A gente observou que ao suplementar oxigênio dos bebezinhos com irregularidades respiratórias, eles tiveram uma melhora do componente cardiovascular na vida adulta."
Essa descoberta abre portas promissoras para a medicina translacional, destacando a importância de diagnosticar e tratar precocemente distúrbios respiratórios, como a apneia da prematuridade, para prevenir doenças cardiovasculares futuras no ser humano.
5. Próximos Passos: Apneia do Sono, Envelhecimento e Neurodegeneração
No outro extremo da vida, o laboratório está voltando sua atenção para a saúde dos idosos. Diferentemente do perfil clássico da apneia obstrutiva do sono em adultos de meia-idade, frequentemente associada à obesidade, em idosos a apneia pode decorrer de fraqueza na musculatura das vias aéreas superiores.
A relação de via dupla entre apneia do sono e doenças neurodegenerativas (como a Doença de Alzheimer e Parkinson) é o novo foco do grupo, que utiliza registros combinados de eletroencefalograma (EEG) e parâmetros respiratórios durante as diferentes fases do sono.
"O paciente idoso tem maior incidência de demência... e a demência também é um fator de risco para apneia. Fica meio que um ciclo vicioso. [...] Como a nossa população está envelhecendo, a gente precisa olhar com mais cuidado para esse lado."
Figura 3: Registros do eletromiograma da nuca (EMG), do eletroencefalograma (EEG) e da ventilação pulmonar (VE) de um animal acordado (vigília) ou durante o sono. Durante o sono, é possível notar um episódio de apneia (pausa respiratória).
6. Bastidores do Laboratório: Aprendizados Práticos
A rotina acadêmica também traz momentos curiosos. O professor lembra rindo de quando uma aluna nova confundiu os tipos de água no laboratório:
"A gente tem o sistema de água ultrapura. Se você utilizar uma água ultrapura para beber, você vai ter problemas gastrointestinais porque não tem sais... E uma aluna achou: 'Tenho água limpa aqui, vou fazer chá'. Por muitos dias foi fazendo chá... De repente ela vem: 'Estou passando mal!'... Enfim, você tem que ficar sempre de olho aberto para o que acontece no laboratorio!"
7. Três Conselhos para os Futuros Cientistas
Para os estudantes e jovens pesquisadores que desejam ingressar na carreira científica, o Prof. Dr. Daniel Zoccal deixa três recomendações fundamentais:
- Sejam curiosos e críticos: "Nunca se dar por satisfeito quando se depara com alguma coisa... Buscar sempre estudar, perguntar o porquê. Há muitos dogmas na ciência que as pessoas aceitam; não se acomodem."
- Busquem o aprimoramento contínuo: "Buscar um aprimoramento constante, não só intelectual, mas também técnico. Para desvendar os mistérios da ciência, você tem que pensar em algo diferente."
- Trabalhem em equipe: "Ciência não se faz sozinha. É importante ter a sua identidade e a sua linha de pesquisa, mas entender que a pesquisa é multidisciplinar. Fazer colaborações é super importante para aumentar a abrangência do estudo."
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