O cérebro é um órgão excepcionalmente exigente em aporte de energia. O cérebro usa energia principalmente para manutenção do potencial de membrana dos neurônios e transmissão de impulsos nervosos.
A alta demanda energética dos neurônios contrasta com sua reduzida capacidade de acesso mais direto às fontes de “combustível” celular.
“Os neurônios não entram em contato direto com os vasos sanguíneos cerebrais, tornando seu acesso à glicose circulante limitado” – diz o estudo publicado na Endocrinology & Metabolism da Cell Press.
A barreira hematoencefálica (BHE) limita o acesso direto a nutrientes, exigindo transporte seletivo e controlado.
Já os astrócitos estão em permantente interação com a corrente sanguínea, tendo amplo acesso à glicose.
Além disso, “Os neurônios são incapazes de sustentar altas taxas glicolíticas em condições normais” sem prejudicar outras funções.
Para resolver essa dicotomia, e proteger as funções cerebrais, os neurônios diminuem a glicólise em condições normais a fim de proteger as mitocôndrias, preservando o dinucleotídeo de nicotinamida-adenina (NAD), um cofator vital consumido pela glicólise.
Embora a principal fonte de energia do cérebro seja a glicose, modelos genéticos direcionados e sensores de metabólitos vivos, têm revelado como neurônios e astrócitos trabalham juntos visando proteger o cérebro.
As células realizam um processo celular essencial, uma espécie de “faxina” interna, a fim de remover mitocôndrias danificadas ou disfuncionais para manter a saúde da célula. É a mitofagia.
A mitofagia é um tipo de autofagia seletiva, tendo como alvo específico mitocôndrias desgastadas, com funcionamento comprometido e que precisam serem degradadas.
Essas mitocôndrias danificadas são marcadas com proteinas específicas, NIPSNAP1, NIPSNAP2 e BNIP3L, sinais químicos que dizem à célula que é o momento de elas serem envolvidas por estruturas chamadas autofagossomos, que depois se fundem com lisossomos — onde o conteúdo é destruído e reciclado.
Isso ajuda a prevenir doenças neurodegenerativas como Alzheimer e Parkinson, reduz o estresse oxidativo, que pode causar envelhecimento precoce e doenças como câncer e problemas cardíacos e mantém o equilíbrio energético da célula, especialmente em situações de hipóxia (baixos níveis de oxigênio).
Segundo a Sciense Mission, pesquisas “mostram que os neurônios evitam usar glicose para produzir energia e, em vez disso, usam lactato e corpos cetônicos dos astrócitos, economizando glicose para combater o estresse e prevenir a morte celular”.
Isso é feito através do acoplamento metabólico entre astrócitos e neurônios.
O cofator NAD é necessário para a mitofagia acionada por sirtuína. “Ao economizar NAD, os neurônios podem manter mitocôndrias saudáveis e energeticamente eficientes”.
Para economizar NAD “as mitocôndrias usam combustíveis alternativos, moléculas provenientes dos astrócitos”.
“O equilíbrio entre a glicólise reduzida e a mitofagia ativa apóia a função cerebral e a saúde metabólica geral, destacando um sistema sofisticado que prioriza a qualidade mitocondrial para desempenho cognitivo de longo prazo e homeostase sistêmica.”
“Essas descobertas mudam nossa compreensão das doenças cerebrais”.
“Problemas com o metabolismo dos neurônios – não apenas neurotransmissores – podem levar a condições como a doença de Alzheimer e diabetes, levando-nos a tratamentos que se concentram no equilíbrio energético do cérebro” – apontou a Science Mission.
Imagem da Capa – Rede Neural Brilhante – Ilustração de Tyli Jura – Pixabay
Imagem do texto – Interação metabólica entre astrócitos e neurônios – Ilustração – Trends in Endocrinology & Metabolism – Divulgação
