Armazenar energia defeituosa: como é que o cérebro envelhecido se mantém eficiente
Novos conhecimentos sobre o envelhecimento saudável do cérebro
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Num estudo recente publicado na revista Cell Systems, uma equipa de investigação internacional liderada pelo Dr. Dennis de Bakker do Instituto Leibniz sobre o Envelhecimento - Instituto Fritz Lipmann (FLI) em Jena e pelo Prof. Robert W. Williams do Centro de Ciências da Saúde da Universidade do Tennessee, Memphis, EUA, estudou a forma como os astrócitos, células de suporte especializadas do cérebro, sofrem alterações durante o envelhecimento. Estas células rodeiam as células nervosas, fornecem-lhes nutrientes, regulam o seu ambiente e desempenham um papel fundamental no metabolismo energético do cérebro.
No cérebro envelhecido dos ratos, o glicogénio acumula-se nos astrócitos (células de suporte) do hipocampo. Estas acumulações ocorrem com uma frequência variável e são controladas geneticamente, mas não afectam o desempenho da aprendizagem e da memória.
FLI / Kerstin Wagner; generated with ChatGPT
Os astrócitos funcionam também como uma reserva energética, uma vez que podem armazenar energia sob a forma de glicogénio, uma reserva de açúcar rapidamente disponível que pode ser rapidamente libertada quando necessário, por exemplo, quando as células nervosas estão particularmente activas. Normalmente, o glicogénio é uma molécula com várias cadeias moleculares adicionadas, também chamadas ramificações, o que é importante para a sua função. No entanto, com o avançar da idade, torna-se mais frequente o aparecimento de glicogénio pouco ramificado, que é mais difícil de decompor e que, em vez disso, é armazenado em aglomerados denominados corpos de poliglucosano (PGB). Estas estruturas invulgares podem ocorrer em todo o cérebro, mas são mais abundantes no hipocampo, uma região do cérebro que é especialmente importante para a aprendizagem e a memória.
As células cerebrais envelhecidas sofrem alterações no armazenamento de energia
Os investigadores conseguiram demonstrar que, nos ratos idosos, o glicogénio sub-ramificado se acumula de forma particularmente forte nos astrócitos do hipocampo. No entanto, esta acumulação não ocorre de forma homogénea, mas sim em estruturas anormalmente aglomeradas, denominadas PGBs. Estas estruturas ocorrem com uma frequência variável, dependendo do contexto genético dos ratinhos.
"Vimos que alguns animais formavam um número particularmente elevado destes agregados de glicogénio à medida que envelheciam, enquanto outros não tinham quase nenhum", explica o Dr. de Bakker, líder do grupo de investigação no FLI. As diferenças genéticas são suficientes para multiplicar este efeito muitas vezes".
O armazenamento de glicogénio disfuncional é modulado por um locus no cromossoma 1
Comparando numerosas linhas de ratos geneticamente definidas, os investigadores encontraram um resultado claro: uma secção específica do genoma tem uma influência significativa na forma como o armazenamento de energia nos astrócitos se altera com a idade. O locus do gene actua como um interrutor que determina o grau de carga do PGB. É interessante notar que não são as células nervosas em si que são afectadas, mas apenas o seu ambiente de suporte. Os astrócitos são essenciais para o metabolismo cerebral e as suas alterações têm sido frequentemente interpretadas como um sinal de alerta.
"Durante muito tempo, partiu-se do princípio de que estas acumulações no cérebro eram um sinal de perda funcional inicial ou de doença", explica o Prof. Williams, co-líder do estudo. Williams, co-líder do estudo. "No entanto, os resultados da nossa investigação mostram que não é necessariamente esse o caso."
Sem consequências mensuráveis para a memória e a função cognitiva
Talvez o resultado mais surpreendente do estudo seja o facto de mesmo os agregados de glicogénio altamente pronunciados não terem um impacto mensurável na função cognitiva dos animais, concordam os co-autores Alicia Gómez-Pascual e Dow M. Glikman. Numa série de testes comportamentais sobre a memória, a capacidade de aprendizagem e a orientação espacial, os ratinhos com muitos agregados obtiveram resultados comparáveis aos dos animais sem PGB. Isto sugere que as alterações celulares observadas podem fazer parte de um processo de envelhecimento normal, geneticamente controlado, e não são necessariamente patológicas.
"Envelhecer significa mudar, mas nem todas as mudanças na velhice são automaticamente perigosas", explica o Dr. de Bakker. "Os nossos dados mostram que o cérebro é surpreendentemente robusto e resistente a determinadas alterações bioquímicas".
Relevância para a investigação do envelhecimento e da demência
"Este estudo é uma demonstração impressionante de como os dados experimentais podem ganhar valor ao longo do tempo através de uma colaboração sustentada. Os dados originais foram gerados há quase 30 anos pelo Prof. Mathias Jucker, atualmente um dos principais investigadores da doença de Alzheimer na Universidade de Tübingen, durante o seu tempo no Instituto Nacional do Envelhecimento dos EUA. O Dr. Rupert Overall, da Universidade Humboldt de Berlim, revitalizou a investigação destes dados, reunindo uma equipa de cientistas em início de carreira, que conseguiram identificar os principais genes candidatos que contribuem para as diferenças no número de agregados de poliglucosano nos astrócitos do hipocampo. O desafio agora é traduzir estas descobertas em terapêutica, abordando tanto o declínio cognitivo normal relacionado com a idade como as doenças muito mais debilitantes que corroem a memória e a função", resume o Prof.
Williams. O estudo ajuda a reclassificar as alterações do cérebro relacionadas com a idade, uma vez que, na investigação sobre o envelhecimento e a demência, é importante distinguir com exatidão se essas alterações contribuem para a doença ou se são apenas efeitos secundários do processo normal de envelhecimento.
"A longo prazo, as nossas novas descobertas podem ajudar a evitar interpretações erradas das alterações relacionadas com a idade e a concentrarmo-nos mais nos mecanismos que prejudicam a função cerebral. Com este conhecimento básico sobre quais as alterações que são inofensivas e quais as que não são, deverá ser possível procurar mais especificamente os processos verdadeiramente problemáticos", afirma a equipa de investigação.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Alicia Gómez-Pascual, Dow M. Glikman, Hui Xin Ng, James E. Tomkins, Lu Lu, Ying Xu, David G. Ashbrook, Catherine Kaczorowski, Gerd Kempermann, John Killmar, Khyobeni Mozhui, Oliver Ohlenschläger, Rudolf Aebersold, Donald K. Ingram, Evan G. Williams, Mathias Jucker, Rupert W. Overall, Robert W. Williams, Dennis E.M. de Bakker; "The Smarcal1-Usp37 locus modulates glycogen aggregation in astrocytes of the aged hippocampus"; Cell Systems
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