Como seu cérebro leva o lixo para fora?
Neste destaque, apresentamos o sistema glifático: o sistema dedicado de eliminação de resíduos do cérebro. Agora implicado em várias condições, é hora de nos conhecermos.
Muitos de nós estamos relativamente familiarizados com o sistema linfático; ele desempenha uma série de funções, uma das quais é limpar os resíduos metabólicos das lacunas entre as células, conhecidas como espaço intersticial.
No entanto, o sistema nervoso central (SNC), que compreende o cérebro e a medula espinhal, não possui vasos linfáticos verdadeiros.
Como o SNC é altamente ativo, os resíduos metabólicos podem se acumular rapidamente.
O SNC também é muito sensível às flutuações em seu ambiente, então o corpo precisa remover o lixo celular de alguma forma, e é aí que entra o sistema glifático.
Antes da descoberta desse sistema de eliminação de lixo baseado no cérebro, os cientistas acreditavam que cada célula individual lidava com seus próprios detritos metabólicos.
Se o sistema celular ficar sobrecarregado ou ficar lento à medida que envelhecemos, lixo metabólico se acumulará entre as células. Esse lixo inclui produtos como beta-amilóide - a proteína associada à doença de Alzheimer.
Astroglia
O termo “glifático” foi cunhado por Maiken Nedergaard, um neurocientista dinamarquês que descobriu o sistema. O nome é uma referência às células gliais, que são vitais para este sistema de eliminação de resíduos.
As células gliais recebem relativamente pouca cobertura, em comparação com os neurônios, apesar de serem igualmente numerosas no cérebro. Por muito tempo, elas foram consideradas pouco mais do que células de suporte humildes, mas agora são tidas em alta conta.
A glia protege, nutre e isola os neurônios. Eles também desempenham um papel no sistema imunológico e, como agora sabemos, no sistema glifático.
Em particular, um tipo de célula glial conhecida como astroglia é importante. Receptores, chamados canais de aquaporina-4, nessas células permitem que o líquido cefalorraquidiano (LCR) se mova para o SNC, criando uma corrente que desvia o líquido através do sistema.
O LCR é um fluido transparente que envolve o SNC, conferindo-lhe proteção mecânica e imunológica, entre outras coisas.
O sistema glifático, que corre paralelo às artérias, também aproveita a pulsação do sangue em circulação para ajudar a manter as coisas em movimento.
À medida que os vasos sanguíneos se expandem ritmicamente, eles conduzem a troca de compostos entre o espaço intersticial e o LCR.
O sistema glifático se conecta ao sistema linfático do resto do corpo na dura-máter, uma membrana espessa de tecido conjuntivo que cobre o SNC.
A importância do sono
Após a descoberta de Nedergaard, ela realizou uma série de experimentos em ratos para desenvolver uma melhor compreensão de como esse sistema funcionava e quando estava mais ativo. Em particular, a equipe se concentrou no sono e na doença de Alzheimer.
Nedergaard e sua equipe descobriram que o sistema glifático ficava mais ocupado enquanto os animais dormiam. Eles mostraram que o volume do espaço intersticial aumentou 60% enquanto os ratos dormiam.
Esse aumento de volume também impulsionou a troca de LCR e fluido intersticial, acelerando a remoção da amiloide. Eles concluíram que:
“A função restauradora do sono pode ser uma consequência da maior remoção de produtos residuais potencialmente neurotóxicos que se acumulam no estado de vigília [SNC].”
Este trabalho inicial inspirou uma onda de novos estudos, o mais recente dos quais foi publicado este mês. Os pesquisadores analisaram o impacto da pressão alta na função do sistema glifático.
Com o tempo, a hipertensão faz com que os vasos sanguíneos percam sua elasticidade, tornando-se cada vez mais rígidos. Como a pulsação regular das paredes arteriais dirige o sistema glifático, esse enrijecimento impede sua função.
Usando um modelo de camundongo de hipertensão, os cientistas demonstraram que o endurecimento da artéria induzida por pressão alta interferiu na maneira como o sistema de coleta de lixo funcionava; impedia-o de se livrar com eficiência de grandes moléculas no cérebro, como a beta-amilóide.
Esta descoberta pode ajudar a explicar por que os cientistas encontraram ligações entre pressão arterial elevada e declínio cognitivo e demência.
Mal de Parkinson
A doença de Parkinson é outra condição caracterizada pelo acúmulo de proteínas no cérebro. Neste caso, a proteína é alfa-sinucleína.
Isso levou alguns pesquisadores a se perguntarem se o sistema glifático também poderia estar implicado aqui.
Na doença de Parkinson, há interrupção nas vias da dopamina no cérebro. Essas vias desempenham um papel importante nos ciclos de sono-vigília e ritmos circadianos; portanto, as pessoas com Parkinson frequentemente apresentam distúrbios do sono.
Uma resenha publicada em Avaliações de neurociência e biocomportamento propõe que os padrões de sono interrompidos podem impedir a remoção glinfática de detritos, incluindo alfa-sinucleína, ajudando-o a se acumular no cérebro.
Trauma cerebral
A encefalopatia traumática crônica resulta de golpes repetidos na cabeça; costumava ser chamada de síndrome do “bêbado” porque ocorre em boxeadores.
Os sintomas podem incluir perda de memória, alterações de humor, confusão e declínio cognitivo.
Alguns pesquisadores acreditam que as interrupções no sistema glifático causadas por trauma cerebral podem aumentar o risco de desenvolver encefalopatia traumática crônica.
Os autores da revisão escrevem que, após uma lesão cerebral traumática, “as dificuldades com o início e a manutenção do sono estão entre os sintomas mais comumente relatados”.
Como vimos, isso interfere na depuração glifática de proteínas do espaço intersticial durante o sono.
Ao mesmo tempo, esses tipos de lesão podem causar a realocação dos canais da aquaporina-4 - aqueles receptores importantes na astroglia que são vitais para a depuração glinfática - em uma posição que impede a remoção de proteínas de lixo do espaço intersticial.
Os autores acreditam que a interrupção deste sistema poderia "fornecer um elo na cadeia explicativa conectando [lesão cerebral traumática] repetitiva com neurodegeneração posterior."
Diabetes
Além de um possível papel nas condições neurológicas, alguns pesquisadores investigaram como distúrbios no sistema glifático podem estar envolvidos nos sintomas cognitivos do diabetes.
Os cientistas demonstraram que o diabetes pode afetar uma série de funções cognitivas, tanto no início da progressão da doença quanto mais tarde.
Alguns pesquisadores estão perguntando se o sistema glifático pode estar envolvido aqui também. Um estudo realizado em ratos usou imagens de ressonância magnética para visualizar o movimento do LCR no hipocampo, parte do cérebro envolvida na formação de novas memórias, entre outras tarefas.
Os cientistas descobriram que, em ratos com diabetes tipo 2, a depuração do LCR "foi retardada por um fator de três". Eles também encontraram uma correlação entre déficits cognitivos e comprometimento do sistema glifático - se o lixo não fosse removido, as habilidades de raciocínio seriam prejudicadas.
Envelhecimento
À medida que envelhecemos, certo nível de declínio cognitivo é quase inevitável. Há uma ampla gama de fatores envolvidos, e alguns cientistas acreditam que o sistema glifático pode desempenhar um papel.
Um estudo publicado em 2014 investigou a eficiência dos sistemas glifáticos de camundongos à medida que envelheciam; os autores encontraram um "declínio dramático na eficiência".
Em uma revisão do sistema glifático e seu papel nas doenças e no envelhecimento, os autores escrevem que a atividade reduzida no sistema à medida que envelhecemos pode "contribuir para o acúmulo de proteínas mal dobradas e hiperfosforiladas", aumentando o risco de doenças neurodegenerativas e, talvez, agravando a disfunção cognitiva.
Ainda sabemos relativamente pouco sobre o sistema glifático. No entanto, por limpar nosso órgão mais sensível e complexo, é provável que influencie em algum grau nossa saúde geral.
O sistema glifático pode não conter as respostas para todas as nossas perguntas sobre doenças neurodegenerativas e outras, mas pode conter a chave para algumas novas perspectivas interessantes.
