Diane Kelly: O que não sabíamos sobre a anatomia do pênis

Ainda não terminamos com a anatomia. Temos um conhecimento tremendo sobre genômica, proteômica e biologia celular, mas como Diane Kelly deixa claro na TEDMED, há fatos básicos sobre o corpo humano que ainda estamos aprendendo. Exemplo claro: Como funciona a ereção dos mamíferos?

Quando vou a festas,

normalmente não demora muito

para as pessoas descobrirem

que sou uma cientista e que estudo o sexo.

Então começam as perguntas.

E as perguntas normalmente têm um formato muito particular.

Começam com a frase,

"Um amigo me disse,"

e então elas terminam com a frase,

"Isso é verdade?"

Na maioria das vezes

fico feliz em dizer que posso responder,

mas às vezes tenho que dizer,

"Sinto muito,

mas eu não sei

porque não sou esse tipo de médica."

Ou seja, não sou clínica,

sou uma bióloga comparativa que estuda anatomia.

E meu trabalho é olhar dúzias de diferentes espécies de animais

e tentar descobrir como seus tecidos e órgãos funcionam

quanto tudo vai bem,

ao invés de tentar descobrir

como consertar as coisas quando funcionam mal,

igual a muitos de vocês.

O que eu faço é procurar por semelhanças e diferenças

nas soluções que eles desenvolveram

para problemas biológicos fundamentais.

Hoje estou aqui para defender

que isto de maneira nenhuma

é uma atividade esotérica em uma Torre de Marfim

que encontramos em nossas universidades,

mas um amplo estudo

através de espécies, tipos de tecidos e sistemas orgânicos

que pode produzir conceitos

que tem implicações diretas na saúde humana.

Isso é verdade em dois dos meus mais recentes projetos

sobre as diferenças sexuais no cérebro,

e meu trabalho mais maduro

sobre a anatomia e função dos pênis.

Agora vocês sabem por que eu sou a alma das festas.

(Risos)

Hoje vou dar a vocês um exemplo

extraído do meu estudo sobre o pênis

para mostrar a vocês como o conhecimento

vindo dos estudos do sistema de um órgão

forneceu conceitos bem diferentes.

Tenho certeza de que todos na plateia já sabem --

tive que explicar pro meu filho de 9 anos semana passada --

pênis são estruturas que transferem esperma

de um indivíduo para outro.

E o quadro atrás de mim

dá uma pálida ideia

de como ele é comum entre os animais.

Há uma grande quantidade de variação anatômica.

Você encontra tubos musculares, pernas modificadas, barbatanas modificadas,

bem como o carnoso dos mamíferos, o cilindro inflável

que nos é bem familiar --

pelo menos para a metade de vocês.

(Risos)

Penso que vemos essa tremenda variação

porque é uma solução verdadeiramente efetiva

para um problema biológico bem básico,

que é colocar o esperma em uma posição

que encontre os óvulos e forme zigotos.

O pênis na verdade não é indispensável para a fertilização interna,

mas quando a fertilização interna evolui,

os pênis quase sempre a seguem.

E o que me perguntam quando começo a falar sobre isso, na maioria das vezes, é

"O que te deixou interessada nesse assunto?"

E a resposta é esqueletos.

Vocês não pensariam que esqueletos e pênis

têm muito a ver um com o outro.

Isso porque tendemos a pensar nos esqueletos

como sistemas de alavancas rígidas

que produzem velocidade ou força.

Minhas primeiras incursões na pesquisa biológica,

como graduanda em paleontologia de dinossauros,

na verdade estavam dentro dessa área.

Mas quando fui fazer o mestrado em biomecânica,

eu queria muito encontrar um projeto de dissertação

que expandisse nosso conhecimento sobre a função do esqueleto.

Tentei um punhado de coisas diferentes.

Muitas não foram em frente.

Mas um dia comecei a pensar

sobre o pênis dos mamíferos.

É realmente um tipo estranho de estrutura.

Antes que possa ser usado para fertilização interna,

seu comportamento mecânico tem que mudar

de forma bem dramática.

Na maior parte do tempo é um órgão flexível.

Fácil de dobrar.

Mas antes de ser colocado em uso

durante a copulação

ele tem que se tornar rígido,

tem que se tornar difícil de dobrar

E mais que tudo, tem que funcionar.

Um sistema reprodutivo que falha na função

produz um indivíduo que não tem descendência,

e esse indivíduo é jogado para fora do patrimônio genético.

Então pensei, "Eis um problema

que implora por um sistema esquelético --

não como esse aqui,

mas um assim --

porque, funcionalmente,

um esqueleto é qualquer sistema

que apoie tecidos e transmita forças.

Eu já sabia que animais como esta minhoca,

na verdade a maioria dos animais,

não apoia os seus tecidos

enrolando-os sobre os ossos.

Ao invés disso são mais como balões d'água reforçados.

Usam um esqueleto que chamamos de esqueleto hidrostático.

E um esqueleto hidrostático

usa 2 elementos.

O apoio do esqueleto vem de uma interação

entre um fluído pressurizado

e uma parede de tecido que o cerca

mantida em tensão e reforçada com proteínas fibrosas.

E a interação é crucial.

Sem esses 2 elementos você não tem apoio.

Se você tem fluído

sem parede para cercá-lo

e manter pressionado,

você tem uma poça d'água.

E se temos apenas a parede

sem fluído dentro para colocar a parede em tensão,

temos um pedaço de pano molhado.

Quando se olha para o pênis em corte transversal,

ele tem muito das características

de um esqueleto hidrostático.

Tem um espaço central

de tecido esponjoso erétil

que é preenchido com fluído -- sangue no caso --

cercado por uma parede de tecido

que é rica de uma proteína estrutural rígida chamada colágeno.

Mas quando iniciei este projeto,

a melhor explicação que pude encontrar para a ereção peniana

era que a parede era cercada por esses tecidos esponjosos,

e os tecidos esponjosos preenchidos com sangue

e a pressão sobe e 'voilá'! Ele fica ereto.

Isso me explicou a expansão --

fazia sentido: mais fluído, temos os tecidos expandindo --

mas isso na verdade não explicava a ereção.

Porque não há mecanismo nesta explicação

para tornar essa estrutura difícil de ser dobrada.

E ninguém havia sistematicamente observado a parede de tecido.

Então pensei, a parede de tecido é importante nos esqueletos.

Tem que fazer parte da explicação.

E este foi o ponto

no qual meu conselheiro do mestrado disse,

"Opa! Espera aí. Mais devagar."

Porque depois de 6 meses comigo falando sobre isto,

acho que ele finalmente percebeu

que eu levava a sério esse negócio de pênis.

(Risos)

Então ele me fez sentar, e me avisou.

Algo assim, "Cuidado ao ir por este caminho.

Não tenho certeza se este projeto vai vingar."

Porque ele tinha medo de que eu estivesse indo para uma armadilha.

Eu estava assumindo uma questão socialmente embaraçosa

com uma resposta que ele pensava

que poderia não ser particularmente interessante.

E isso porque

todo esqueleto hidrostático

que já havíamos encontrado na natureza até agora

tinha os mesmos elementos básicos.

Ele tinha o fluído central,

tinha a parede que o cerca,

e as fibras que reforçam a parede

arranjadas em hélices atravessadas

ao longo do eixo do esqueleto.

A imagem atrás de mim

mostra um pedaço de tecido

em um destes esqueletos helicoidais cruzados

cortado para que vocês vejam a superfície da parede.

A seta indica o eixo maior.

E podem ver 2 camadas de fibras,

uma em azul e uma em amarelo,

arranjadas em ângulos para a esquerda e para a direita.

E se não olharem apenas para uma pequena parte das fibras,

essas fibras estariam indo em hélices

ao redor do maior eixo do esqueleto --

algo como uma armadilha chinesa para dedos,

onde você põe seus dedos e eles ficam presos.

Estes esqueletos apresentam um conjunto particular de comportamentos,

os quais demonstrarei em um filme.

Este é um modelo de esqueleto

que fiz a partir de um pedaço de tecido

que enrolei ao redor de um balão cheio.

O tecido é cortado em diagonal.

Vocês podem ver que as fibras se enrolam em hélices,

e essas fibras podem se reorientar quando o esqueleto se move,

o que significa que o esqueleto é flexível.

Se alarga, encurta e dobra bem facilmente

em resposta a forças internas ou externas.

A preocupação do meu conselheiro

era: e se a parede de tecido do pênis

for igual a qualquer outro esqueleto hidrostático.

O que se poderia contribuir?

Que novidade você estaria contribuindo

ao nosso conhecimento de biologia?

E eu pensei, "É, ele fez uma boa pergunta."

Então passei muito, muito tempo pensando nisso.

E uma coisa que ficou me incomodando,

é que, quando estão funcionando,

os pênis não tremem.

(Risos)

Algo de interessante tinha que haver.

Fui em frente, coletei tecido de paredes,

preparei-o como se estivesse ereto,

seccionei, coloquei em transparências

e coloquei no microscópio para dar uma olhada,

esperando ver hélices cruzadas de colágeno de alguma espécie.

Mas o que eu vi foi isto.

Existe uma camada exterior e outra interior.

A seta indica o eixo longitudinal do esqueleto.

Fiquei muito surpresa com isto.

Todos a quem mostrei

ficaram bem surpresos com isto.

Por que todos se surpreenderam com isto?

Porque sabíamos teoricamente

que havia outra maneira

de arranjar fibras em um esqueleto hidrostático,

que era com fibras a zero grau

e a 90 graus em relação ao eixo longitudinal da estrutura.

O negócio é que ninguém jamais tinha visto isto antes na natureza.

E agora eu estava olhando para um.

Estas fibras nesta orientação em especial

dão ao esqueleto um comportamento muito, muito diferente.

Vou mostrar um modelo

feito exatamente dos mesmo materiais.

Ele terá o mesmo tecido de algodão,

o mesmo balão, a mesma pressão interna.

Mas a única diferença

é que as fibras estarão arranjadas diferentemente.

E como verão, ao contrário do modelo de hélice cruzada,

este modelo resiste a extensão e contração

e resiste a dobras.

O que isso nos diz

é que os tecidos de parede fazem muito mais

do que apenas cobrir os tecidos vasculares.

Eles são parte integral do esqueleto peniano.

Se a parede que cerca o tecido erétil não estivesse ali,

e se não fosse reforçado desta maneira,

o formato não mudaria,

mas o pênis inflado não resistiria a dobras,

e a ereção simplesmente não funcionaria.

É uma observação com óbvias aplicações médicas

em humanos também,

mas também relevante em um sentido maior, penso,

para o projeto de protéticos, robôs flexíveis,

basicamente qualquer coisa

onde mudanças de forma e rigidez sejam importantes.

Resumindo:

20 anos atrás,

tive um conselheiro que me disse,

quando fui para a faculdade e falei:

"Acho que estou interessada em anatomia,"

disseram, "Anatomia é uma ciência morta."

Ele não poderia estar mais errado.

Acredito mesmo que ainda temos muito a aprender

sobre a estrutura normal e a função de nossos corpos.

Não apenas sua genética e biologia molecular,

mas aqui em cima na ponta de carne da escala.

Temos os limites de nosso tempo.

Quase sempre focamos em uma doença,

um modelo, um problema,

mas minha experiência sugere

que deveríamos usar o tempo

para aplicar ideias largamente entre os sistemas

e ver aonde isto nos leva.

Até porque, se ideias sobre esqueletos de invertebrados

podem nos dar sugestões

sobre os sistemas reprodutivos de mamíferos,

podem existir muitas outras conexões doidas e produtivas

só esperando para serem descobertas.

Obrigada.

(Aplausos)