Ritmos de 'relógio biológico', não sono, controle de eliminação de resíduos cerebrais
Um estudo em ratos sugere que o “sistema glifático”, que remove os resíduos tóxicos do cérebro durante o sono, pode não operar de forma eficiente em trabalhadores que dormem durante o dia. Isso pode explicar o risco aumentado de doenças cerebrais, como a doença de Alzheimer.
Em 2012, pesquisadores da University of Rochester Medical Center (URMC), NY, descobriram um sistema de eliminação de resíduos até então desconhecido no cérebro.
Eles o apelidaram de sistema glifático porque as células nervosas chamadas células gliais administram seu funcionamento, que desempenha um papel semelhante para o cérebro que o sistema linfático desempenha para o resto do corpo.
No ano seguinte, a mesma equipe descobriu que o sistema glifático fica mais ativo durante o sono .
Em seus últimos experimentos, os pesquisadores revelam que são os ritmos circadianos do corpo, o “relógio-mestre” que regula o ciclo sono-vigília de aproximadamente 24 horas, que governam esse sistema.
"Essas descobertas mostram que a função do sistema glifático não se baseia apenas no sono ou vigília, mas nos ritmos diários ditados por nosso relógio biológico", diz o neurocientista Dr. Maiken Nedergaard, codiretor do Centro de Neuromedicina Translacional do URMC e autor sênior do estudo.
As descobertas aparecem na revista Nature Communications .
Um dos processos que ocorrem durante o sono é a eliminação de produtos tóxicos do metabolismo que se acumulam no cérebro durante a vigília. Um desses resíduos é a proteína beta-amilóide, que - se não for removida - forma as placas associadas à doença de Alzheimer .
Uma falha contínua na remoção de produtos residuais, como o beta-amilóide, pode explicar em parte por que a interrupção crônica do sono é um sinal precoce de doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer.
Em seus primeiros trabalhos, a Dra. Nedergaard e seus colegas mostraram que o sistema glifático é uma rede de canais adjacentes aos vasos sanguíneos do cérebro.
Os canais compreendem projeções, ou “pés finais”, de um tipo de célula glial conhecida como astrócitos. As patas envolvem efetivamente os vasos sanguíneos em uma bainha oca.
Durante o sono, o sistema glifático bombeia o líquido cefalorraquidiano ao redor do cérebro em sincronia com o pulsar das artérias. Este líquido lava os resíduos solúveis antes de drenar para o sistema linfático.
Mas a nova pesquisa revela que a atividade do sistema glifático é governada pelo relógio biológico do corpo, ao invés do sono.
Em humanos, o ritmo circadiano regula nosso ciclo fisiológico entre a vigília durante o dia e o sono à noite.
“Como esse momento também influencia o sistema glifático, essas descobertas sugerem que as pessoas que dependem de cochilos de gatos durante o dia para dormir, ou trabalham no turno da noite, podem estar em risco de desenvolver distúrbios neurológicos”, disse Lauren Hablitz, Ph .D., Um professor assistente de pesquisa no laboratório de Nedergaard e o primeiro autor do artigo.
“Na verdade, pesquisas clínicas mostram que os indivíduos que dependem do sono durante o dia correm um risco muito maior de Alzheimer e demência , junto com outros problemas de saúde”, acrescenta ela.
Os pesquisadores fizeram sua descoberta em camundongos, que são noturnos - seu ciclo sono-vigília é o reverso dessa característica em humanos.
Para monitorar o movimento do líquido cefalorraquidiano através do cérebro dos animais, eles injetaram um marcador fluorescente que eles podiam ver através do crânio dos animais.
Isso revelou que o fluxo de fluido para o cérebro era cerca de 53% maior durante o dia enquanto os animais dormiam, em comparação com a noite, quando estavam ativos.
Crucialmente, este ciclo de atividade em seu sistema glifático persistiu mesmo quando os pesquisadores anestesiaram os ratos durante o dia e a noite.
Também continuou quando eles mantiveram os roedores sob luz constante por 10 dias.
Isso sugere fortemente que os ritmos circadianos governam esse sistema e, portanto, podem não operar com eficiência durante o sono diurno em humanos.
Finalmente, os pesquisadores mostram que a regulação circadiana do líquido cefalorraquidiano através do cérebro depende de um canal de água chamado aquaporina-4 na membrana dos pés finais.
Em camundongos geneticamente modificados para não ter esse canal, o fluxo normal de fluido durante o dia e a noite estava completamente ausente.
Os autores observam que, embora muitas pesquisas sejam necessárias, seu trabalho sugere que perturbar os ritmos circadianos pode impedir a remoção eficiente dos subprodutos tóxicos do cérebro.
Isso pode levar à inflamação crônica que caracteriza doenças neurodegenerativas, como o Alzheimer.
Eles concluem:
“Embora a função glinfática ainda não tenha sido estudada em modelos de perturbação circadiana, como no trabalho em turnos, foi estabelecido que os trabalhadores em turnos estão sob maior risco de doenças neurodegenerativas [...] Entender como esses ritmos, todos com temporização e funções biológicas diferentes, interagir para afetar a função glinfática e a drenagem linfática pode ajudar a prevenir a morbidade associada ao desalinhamento circadiano. ”
Escrito por James Kingsland - Fato verificado por Rita Ponce, Ph.D.