Resumo: Pesquisadores descobriram que um tipo raro de neurônio, conhecido como neurônio tipo-one nNOS, é fundamental para regular o fluxo sanguíneo no cérebro e coordenar as atividades neuronais em camundongos. A remoção dessas células, que são frágeis sob estresse, causou quedas significativas nas oscilações dos vasos e reduziu a atividade elétrica, sugerindo uma ligação crucial entre a perda de neurônios, a diminuição do fluxo sanguíneo e problemas de funcionamento cerebral.
Esses neurônios têm uma alta taxa de mortalidade em situações de estresse, o que indica que a pressão psicológica crônica pode afetar a saúde do cérebro, além do envelhecimento. Os achados oferecem novas possibilidades para investigar como fatores estressantes e o risco de doenças neurodegenerativas se interligam.
Fatos Chave:
- Células Sensíveis ao Estresse: Os neurônios tipo-one nNOS são frágeis e morrem facilmente sob estresse crônico, regulando a dinâmica do fluxo sanguíneo.
- Impacto em Todo o Sistema: Ao remover esses neurônios, houve uma redução nas oscilações dos vasos e uma diminuição na atividade neural em todo o cérebro, especialmente durante o sono.
- Nova Via de Risco: O estresse crônico pode danificar esse tipo de neurônio fundamental para a perfusão cerebral, oferecendo uma nova perspectiva sobre os mecanismos da demência.
Embora as causas exatas de doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e demência, ainda não sejam completamente conhecidas, pesquisadores já identificaram uma característica importante nos cérebros afetados: o fluxo sanguíneo reduzido.
Um grupo de cientistas identificou que um neurônio raro, extremamente vulnerável ao estresse gerado pela ansiedade, parece ser responsável por regular o fluxo sanguíneo e a atividade neural em camundongos.
Ao eliminar os neurônios tipo-one nNOS, que representam menos de 1% dos 80 bilhões de neurônios do cérebro e se danificam sob estresse intenso, os pesquisadores observaram uma redução no fluxo sanguíneo e na atividade elétrica nas áreas cerebrais. Isso mostra como esses neurônios são essenciais para o funcionamento correto do cérebro, tanto em animais quanto em humanos.
O professor Patrick Drew, que lidera o projeto, explicou que mais de 20 tipos diferentes de neurônios compõem qualquer área do cérebro. Entretanto, os neurônios tipo-one nNOS na região do córtex somatossensorial – que processa a percepção do toque, temperatura e outras informações sensoriais – são essenciais para estimular as “oscilações espontâneas” das artérias e veias no cérebro.
“No cérebro, artérias, veias e capilares ajudam a mover o fluido, dilatando e contraindo a cada poucos segundos, o que chamamos de oscilação espontânea”, disse Drew.
Trabalhos anteriores do laboratório mostraram que os neurônios nNOS são cruciais para regular o fluxo sanguíneo. Ao focar e eliminar um subconjunto desses neurônios, foi possível observar uma redução significativa na amplitude dessas oscilações.
Drew também mencionou que quando os camundongos passam por experiências estressantes, esses neurônios frágeis têm uma grande chance de morrer.
Embora outros estudos já tenham ligado o envelhecimento ao desempenho cerebral reduzido e aumento do risco de doenças neurodegenerativas, Drew destacou que há menos pesquisas sobre o estresse e os impactos que ele pode ter no fluxo sanguíneo.
“Nos interessamos em como o fluxo sanguíneo é regulado no cérebro, pois ele fornece nutrientes e oxigênio aos neurônios”, disse ele. “O fluxo sanguíneo reduzido é um dos muitos fatores que levam à diminuição da função cerebral e a doenças neurodegenerativas. O envelhecimento é uma causa conhecida, mas a perda desses neurônios raros devido ao estresse crônico pode ser uma causa ambiental ainda inexplorada para problemas de saúde cerebral.”
Para entender o que acontece sem os neurônios tipo-one nNOS, a equipe injetou camundongos com uma mistura de saporina, uma proteína tóxica capaz de eliminar neurônios, e um peptídeo que pode se ligar a marcadores genéticos específicos dessas células.
Esses marcadores identificam os neurônios tipo-one nNOS no cérebro, permitindo que os pesquisadores entreguem saporina sistematicamente para eliminá-los sem prejudicar outros neurônios.
A equipe de Penn State é a primeira a usar esse método para focar nesses neurônios específicos. Embora o cérebro do camundongo não seja um modelo perfeito para o cérebro humano, muita fisiologia, como o tipo e a composição neuronal, é semelhante, o que sugere que esses estudos podem fornecer informações valiosas que se aplicam aos seres humanos.
Após as injeções, os pesquisadores registraram mudanças na atividade cerebral e comportamentos físicos, como dilatação das pupilas e movimento dos bigodes. Eles observaram oscilações nos vasos sanguíneos cerebrais em um nível micrométrico — cerca de 100 vezes menor que a largura de um fio de cabelo humano. A equipe também usou eletrodos e imagens avançadas para rastrear as correntes elétricas no cérebro.
Os camundongos apresentaram não só uma diminuição no fluxo sanguíneo, mas também uma atividade neural mais fraca em todo o cérebro, o que indica que os neurônios tipo-one nNOS são importantes para a comunicação entre os neurônios.
Além disso, foi identificado que as reduções no fluxo sanguíneo e na atividade neural eram maiores durante o sono do que em estado de vigília, sugerindo que esses neurônios podem ter um papel importante no suporte ao cérebro durante o sono.
Drew comentou que otimizar esse procedimento permitirá uma maneira eficiente e não genética de estudar os neurônios tipo-one nNOS e os impactos de sua perda em mais detalhes. Embora ainda seja cedo para estabelecer uma ligação direta entre a perda desses neurônios e o aumento do risco de Alzheimer e demência, Drew afirmou que o futuro da pesquisa se concentrará em investigar como a perda desses neurônios interage com fatores de risco genéticos para essas doenças.
Além de Drew, outros autores da pesquisa incluem Nicole Crowley, professora associada de biologia; Kevin Turner, que obteve seu doutorado em bioengenharia; Dakota Brockway, doutor em neurociência; e outros doutorandos de diversas áreas de estudo.
Financiamento: Essa pesquisa foi apoiada pelo Instituto Nacional de Saúde dos EUA e pela fellowship pré-doutoral da Associação Americana do Coração.
Perguntas Chave Respondidas:
- O que o estudo descobriu? Um raro neurônio sensível ao estresse (tipo-one nNOS) controla o fluxo sanguíneo e a atividade cerebral.
- Por que isso importa para a demência? A perda desses neurônios reduz drasticamente o fluxo sanguíneo, que é um dos principais aspectos ligados ao Alzheimer e ao declínio cognitivo.
- Como o estresse afeta a saúde cerebral? O estresse crônico pode matar esses neurônios, sugerindo uma ligação direta entre estresse e neurodegeneração.