Cientistas descobriram o motivo do cérebro consumir tanta energia

O cérebro é, sem dúvida, um dos órgãos mais importantes, complexos e incríveis do corpo humano. Ele é o responsável por tudo o que fazemos. Pela forma com que percebemos o que está em nossa volta, por guardar informações, por desenvolver sentimentos, enfim, são inúmeras as suas importantes funções. É tão verdade que, se alguma coisa estiver errada no cérebro, por menor que seja, podemos ter grandes problemas.

Por conta de tudo isso, entender esse órgão da melhor forma possível é imprescindível. O cérebro humano consome 10 vezes mais energia do que o resto do corpo. Isso faz com que ele consuma 20% da ingestão de combustível, em média, quando a pessoa está em descanso.

Ademais, até mesmo nos pacientes com morte cerebral, somente duas ou três vezes menos energia é consumida pelo cérebro. Isso é um dos grandes mistérios da ciência, já que é tão difícil descobrir a resposta à pergunta: por que o cérebro, mesmo inativo, continua exigir tanta energia?

Cérebro

Um novo estudo atribuiu essa resposta a um pequeno e secreto bebedor de combustível que está escondido dentro dos neurônios. Isso acontece quando uma célula cerebral passa um sinal para outro neurônio, através da sinapse, ou então um pequeno intervalo entre eles.

Nesse processo, primeiro o neurônio pré-sináptico envia várias vesículas para o final de sua cauda para ficar mais próximo da sinapse. Então, essas vesículas sugam os neurotransmissores de dentro do neurônio e agem como uma espécie de envelope que tem mensagens que precisam ser enviadas.

Por sua vez, esses “envelopes” são preenchidos e levados até à borda do neurônio, no qual eles se encaixam e se fundem com a membrana e então liberam seus neurotransmissores na lacuna sináptica.

Quando eles estão nesse ponto, os transmissores se conectam a receptores na células pós-sináptica e a mensagem continua.

Energia

Já se sabe que as etapas desse processo precisam de uma quantidade grande de energia do cérebro, principalmente na fusão das vesículas. Além disso, as terminações nervosas mais perto da sinapse não podem armazenar moléculas de energia o suficiente. Portanto, elas precisam sintetizá-las por conta própria para conduzir mensagens elétricas no cérebro.

Com toda essa atividade, faz sentido que o cérebro ativo consuma tanta energia. Contudo, o que acontece com esse sistema quando o disparo neural silencia e a vesícula nunca se fixa na membrana? Por que o cérebro ainda continua consumindo tanta energia?

Para responder a essas perguntas, os pesquisadores fizeram vários experimentos em terminais nervosos. Dessa forma, eles compararam o estado metabólico da sinapse quando estava ativa e inativa.

Como resultado, os pesquisadores descobriram que mesmo quando os terminais nervosos não estavam disparando, as vesículas sinápticas tinham uma demanda alta de energia metabólica.

Estudo

Isso acontece porque a bomba responsável por empurrar os prótons para fora da vesícula e, assim, sugar os neurotransmissores, parece que nunca para. Além disso, ele precisa de um fluxo constante de energia para funcionar.

Assim, foi justamente essa bomba oculta a responsável pela metade do consumo metabólico da sinapse em repouso nos experimentos feitos. Segundo os pesquisadores, isso acontece porque essa bomba tende a vazar. Dessa forma, as vesículas sinápticas estão derramando prótons, por meio de suas bombas, de forma constante. Mesmo que já estejam cheias de neurotransmissores e o neurônio esteja inativo.

“Dado o vasto número de sinapses no cérebro humano e a presença de centenas de SVs em cada um desses terminais nervosos, esse custo metabólico oculto de retornar sinapses rapidamente em um estado ‘pronto’ vem ao custo de grande energia pré-sináptica e gasto de combustível, provavelmente contribuindo significativamente para as demandas metabólicas e a vulnerabilidade metabólica do cérebro”, concluíram os pesquisadores.

Contudo, mais estudos ainda são necessários para que se entenda como os diferentes tipos de neurônios podem ser afetados por essas cargas metabólicas elevadas.

“Essas descobertas nos ajudam a entender melhor porque o cérebro humano é tão vulnerável à interrupção ou enfraquecimento de seu suprimento de combustível. Se tivéssemos uma maneira de reduzir com segurança esse dreno de energia e, assim, desacelerar o metabolismo cerebral, isso poderia ter um grande impacto clínico”, pontuou o bioquímico Timothy Ryan da Weill Cornell Medicine.

Fonte: Science Alert

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