O estresse pode levar à alteração do fluxo sanguíneo no cérebro

Embora as causas exatas das doenças neurodegenerativas do cérebro, como a doença de Alzheimer e a demência, ainda sejam em grande parte desconhecidas, os investigadores conseguiram identificar uma característica chave nos cérebros afetados: redução do fluxo sanguíneo. Com base neste entendimento fundamental, uma equipe da Penn State descobriu recentemente que um neurônio raro que é extremamente vulnerável ao estresse induzido pela ansiedade parece ser responsável pela regulação do fluxo sanguíneo e pela coordenação da atividade neural em ratos.

Os investigadores descobriram que a eliminação dos neurónios nNOS tipo 1 – que constituem menos de 1% dos 80 mil milhões de neurónios do cérebro e morrem quando expostos a demasiado stress – resultou numa queda no fluxo sanguíneo e na actividade eléctrica no cérebro dos ratos, demonstrando o impacto que este tipo de neurónio tem nas funções cerebrais adequadas dos animais, incluindo os humanos.

A pesquisa aparece em e-Vida.

Patrick Drew, professor de engenharia e mecânica na Penn State e investigador principal do projeto, explicou que embora mais de 20 variedades diferentes de neurônios constituam qualquer seção do cérebro, os neurônios nNOS tipo um no córtex somatossensorial – a região que processa o toque, a temperatura e outras informações sensoriais do corpo – desempenham um papel crítico na estimulação da “oscilação espontânea” das artérias e veias do cérebro.

“No cérebro, artérias, veias e capilares ajudam a movimentar o fluido, dilatando-se e contraindo-se constantemente a cada poucos segundos, o que chamamos de oscilação espontânea”, disse Drew. “Trabalhos anteriores do nosso laboratório mostraram que os neurônios nNOS são importantes para regular o fluxo sanguíneo no cérebro. Depois de direcionar e eliminar um subconjunto desses neurônios, observamos uma redução significativa na amplitude dessas oscilações.”

De acordo com Drew, que também é afiliado aos departamentos de engenharia biomédica, neurocirurgia e biologia da Penn State, quando os ratos são expostos a experiências mentalmente estressantes, esses neurônios delicados podem morrer facilmente. Embora outros investigadores já tenham associado o envelhecimento à redução do desempenho cerebral e ao aumento do risco de doenças neurodegenerativas, Drew disse que há muito menos investigação sobre o stress e os impactos negativos que este pode ter no fluxo sanguíneo.

“Estamos amplamente interessados ​​em saber como o fluxo sanguíneo é regulado no cérebro, uma vez que fornece nutrientes e oxigênio aos neurônios”, disse Drew. “A redução do fluxo sanguíneo é um dos muitos fatores que contribuem para a redução da função cerebral e doenças neurodegenerativas. Embora saibamos que o envelhecimento desempenha um papel importante nisso, a perda desses neurônios raros devido ao estresse crônico pode ser uma causa ambiental inexplorada para a saúde cerebral deficiente.”

Para entender o que acontece sem neurônios nNOS tipo um no cérebro, a equipe injetou em ratos uma mistura de saporina – uma proteína tóxica capaz de matar neurônios – e uma cadeia química de aminoácidos conhecida como peptídeo, que pode identificar e se fixar em marcadores genéticos específicos emitidos por neurônios nNOS tipo um. Esses marcadores diferenciam os neurônios nNOS tipo um no cérebro, permitindo que os pesquisadores distribuam sistematicamente saporina e os eliminem sem prejudicar outros neurônios.

A equipe da Penn State é a primeira a usar esse método para atingir esses neurônios específicos, de acordo com Drew. Embora o cérebro de um rato não seja um modelo perfeito para o cérebro humano, grande parte da fisiologia – incluindo o tipo e a composição neuronal – corresponde, disse Drew, pelo que este tipo de trabalho pode revelar informações que provavelmente são mapeadas para os humanos.

Depois de injetar os ratos, os pesquisadores registraram mudanças na atividade cerebral e nos comportamentos físicos, como dilatação dos olhos e movimento dos bigodes. A equipe observou oscilações dos vasos sanguíneos cerebrais com resolução micrométrica – cerca de 100 vezes menor que a largura de um fio de cabelo humano, de acordo com Drew. Os pesquisadores também usaram eletrodos e imagens avançadas para rastrear correntes elétricas no cérebro.

Os ratos mostraram não apenas redução do fluxo sanguíneo, mas também atividade neural mais fraca em todo o cérebro, indicando que esses neurônios nNOS tipo um parecem ser importantes para ajudar os neurônios a se comunicarem entre si, explicou Drew. Além disso, a equipe identificou que essas reduções no fluxo sanguíneo e na atividade neural eram maiores durante o sono do que no estado de vigília, indicando que esses neurônios poderiam desempenhar um papel no apoio ao cérebro durante o sono.

De acordo com Drew, a otimização deste procedimento fornecerá uma maneira eficiente e não genética para os pesquisadores estudarem os neurônios nNOS tipo um e os impactos de perdê-los com mais detalhes. Embora seja demasiado cedo para estabelecer uma ligação directa entre a densidade reduzida destes neurónios e um risco aumentado de Alzheimer e demência, Drew disse que o futuro desta investigação se concentrará na investigação de como a perda destes neurónios interage com factores de risco genéticos para as doenças.