Um reduzido conjunto de células nervosas parece ter um papel desproporcionado na regulação do fluxo sanguíneo e da actividade neural em todo o cérebro - um achado com potencial impacto na investigação do sono, da demência e da saúde cerebral no geral.
O que são os neurónios nNOS tipo I e porque interessam à saúde do cérebro
Estas células são conhecidas como neurónios nNOS tipo I. Existem em números muito baixos e surgem sobretudo nas camadas profundas do córtex, sendo consideradas vulneráveis ao stress mental. Para perceber melhor a função destes neurónios nNOS tipo I, uma equipa de investigadores da Universidade Estadual da Pensilvânia removeu-os de forma selectiva do cérebro de ratos e avaliou as consequências.
O que aconteceu quando os neurónios nNOS tipo I foram removidos
Na ausência de neurónios nNOS tipo I, os cérebros dos ratos passaram a apresentar:
- Menor fluxo sanguíneo global;
- Pulsação do sangue mais fraca, fenómeno conhecido como vasomotricidade;
- Actividade neural reduzida;
- Ondas delta (ondas cerebrais lentas) menos intensas;
- Menor sincronização entre os hemisférios esquerdo e direito.
Como a vasomotricidade mantém o “movimento” de fluidos no cérebro
“No cérebro, artérias, veias e capilares ajudam a movimentar fluidos ao dilatarem e contraírem constantemente a cada poucos segundos; a isto chamamos oscilação espontânea”, explica Patrick Drew, engenheiro biomédico.
“Trabalhos anteriores do nosso laboratório mostraram que os neurónios nNOS são importantes para regular o fluxo sanguíneo no cérebro. Depois de direccionarmos e eliminarmos um subconjunto destes neurónios, observámos uma redução significativa na amplitude dessas oscilações.”
Ligações a sono: ondas delta mais fracas e efeitos mais marcados durante o repouso
Os resultados apontam para um papel dos neurónios nNOS tipo I em processos-chave. As ondas delta estão fortemente associadas ao sono, e os investigadores observaram que a diminuição do fluxo sanguíneo e da actividade neural era mais acentuada durante o sono. Isto sugere que os neurónios nNOS tipo I poderão ser essenciais para um ciclo de sono saudável.
Limpeza de resíduos cerebrais, demência e doença de Alzheimer
A vasomotricidade é também relevante para a remoção de resíduos do cérebro. Quando este mecanismo falha, podem ocorrer danos associados a várias condições neurodegenerativas, incluindo a doença de Alzheimer e outras formas de demência.
“Isto mostra que uma pequena população de neurónios positivos para nNOS é indispensável para regular tanto a dinâmica neural como a vascular em todo o cérebro, levantando a possibilidade de que a perda destes neurónios possa contribuir para o desenvolvimento de doenças neurodegenerativas e perturbações do sono”, escrevem os autores no artigo publicado.
O que ainda falta confirmar (e porque poderá aplicar-se a humanos)
Estudos futuros poderão confirmar estas ligações, que até agora foram observadas apenas em cérebros de ratos. Ainda assim, existem boas razões para admitir que o cérebro humano possa funcionar de forma semelhante, o que implicaria que perturbações neurológicas comuns possam envolver disfunções dos nossos próprios neurónios nNOS tipo I.
Porque o fluxo sanguíneo cerebral constante é tão importante
Manter um fluxo sanguíneo estável no cérebro é essencial para levar oxigénio e nutrientes e para ajudar a regular a saúde mental. Factores como o stress - ou outras influências que afectem as células responsáveis por ajustar esse fluxo - podem actuar como gatilhos relevantes para dano cerebral e, por isso, tornar-se alvos promissores para abordagens terapêuticas futuras.
“A redução do fluxo sanguíneo é um dos muitos factores que contribuem para a diminuição da função cerebral e para doenças neurodegenerativas”, afirma Drew.
“Embora saibamos que o envelhecimento tem um papel importante, perder estes neurónios raros devido a stress crónico pode ser uma causa ambiental ainda pouco explorada de pior saúde cerebral.”
Contexto adicional: óxido nítrico, stress crónico e oportunidades de investigação
Uma vez que a nNOS está ligada à produção de óxido nítrico, um mensageiro químico com efeitos nos vasos sanguíneos, estes resultados reforçam a ideia de que alterações numa via molecular específica podem repercutir-se tanto na perfusão como na actividade eléctrica do cérebro. Compreender quando e como esta regulação falha poderá ajudar a clarificar porque é que certos padrões de sono se deterioram e porque é que alguns cérebros ficam mais vulneráveis a acumulação de resíduos ao longo do tempo.
Também se torna particularmente relevante investigar de que modo o stress crónico afecta a sobrevivência e o funcionamento dos neurónios nNOS tipo I. Se a vulnerabilidade a stress se confirmar como um mecanismo de perda neuronal, isso abrirá espaço para estratégias preventivas e para biomarcadores que identifiquem precocemente indivíduos com maior risco de alterações no fluxo sanguíneo cerebral e, potencialmente, de trajectórias que culminem em demência.
A investigação foi publicada na eLife.
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