Pesquisadores do Instituto Salk descobriram que as mitocôndrias das células cerebrais não conseguem atender à demanda energética em sinapses disfuncionais, fornecendo pouca energia (ou em demasia), o que tem relação com a perda cognitiva relacionada à idade.
Para entender essa conexão, é preciso visualizar o cérebro como um quebra-cabeça. Esse órgão é dividido em áreas, cada uma contendo milhões de neurônios conectados por milhares de sinapses. Essas sinapses, que permitem a comunicação entre os neurônios, dependem de estruturas ainda menores: botões de envio de mensagens (bulbos inchados nas pontas dos neurônios semelhantes a ramos), dendritos receptores de mensagens (estruturas complementares semelhantes a ramos para receber mensagens de botões) e energia – gerada pelas mitocôndrias.
Para um bom funcionamento cerebral, todas essas peças devem ser consideradas. Porém, no cérebro envelhecido, essas peças podem se perder ou se alterar, deixando de caber no quebra-cabeça cerebral maior. É aí que as mitocôndrias têm um papel de reforço na perda cognitiva.
“Cinquenta por cento das pessoas experimentam perda de memória de trabalho com a velhice, o que significa que sua capacidade de manter e manipular informações diminui a curto prazo”, afirma o co-primeiro autor do estudo, Courtney Glavis-Bloom, cientista sênior do Instituto Salk.
“Nos propusemos entender por que alguns indivíduos mantêm uma memória de trabalho saudável à medida que envelhecem, enquanto outros não. No processo, descobrimos um novo mecanismo para a base sináptica do comprometimento cognitivo”.
Estudos anteriores descobriram que os cérebros perdem sinapses à medida que envelhecem, e os pesquisadores também viram esse padrão em seu modelo animal. Mas quando eles olharam para as sinapses que permaneceram, encontraram evidências de uma falha na coordenação entre o tamanho dos botões e as mitocôndrias que eles continham.
Um princípio neurocientífico fundamental, o princípio do tamanho ultraestrutural, explica que sempre que uma parte do complexo sináptico muda de tamanho, o mesmo acontece com todas as outras partes. A sinapse, a mitocôndria, os botões – todas essas partes devem ser dimensionadas de acordo umas com as outras. Antes do estudo da equipe de Salk, publicado na Frontiers in Aging Neuroscience, ninguém havia perguntado se esse princípio poderia ser violado com a idade ou doença.
A equipe descobriu que a adesão ao princípio do tamanho ultraestrutural era essencial para evitar o comprometimento da memória de trabalho com a idade. Ao visualizar a violação do princípio do tamanho ultraestrutural e as falhas relacionadas às mitocôndrias como a chave para o comprometimento cognitivo relacionado à idade, o estudo inaugura uma nova era para a pesquisa do envelhecimento.
“As imagens que capturamos das sinapses são instantâneos de um processo dinâmico”, explica o pesquisador John Reynolds. “Com esses instantâneos em mãos, podemos começar a pensar primeiro sobre os mecanismos que coordenam a expansão e contração das várias partes do complexo sináptico e, em seguida, perguntar como a interrupção desses mecanismos pode explicar o declínio cognitivo relacionado à idade. Isso abre uma maneira inteiramente nova de pensar sobre o declínio cognitivo que pode levar a novos alvos para futuras terapêuticas”.
Referência:
Glavis-Bloom, Courtney. “Violation of the Ultrastructural Size Principle in the Dorsolateral Prefrontal Cortex Underlies Working Memory Impairment in the Aged Common Marmoset (Callithrix Jacchus).”
Publicado no Front. Aging Neurosci., vol. 15, 2023, https://doi.org/10.3389/fnagi.2023.1146245.
