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Estudo pioneiro mostra como cérebro emprega oxigênio para obter energia

Compartilhe:     |  11 de julho de 2020

Em seu funcionamento regular, o cérebro apresenta uma grande demanda de energia, e é sensível à escassez de oxigênio. Agora, pela primeira vez, um estudo conseguiu correlacionar o consumo de oxigênio com a atividade de algumas células neurais.

Quando comparada com a massa que o cérebro possui, a quantidade de energia que ele requer para se manter em funcionamento parece desproporcional. Essa energia é gerada principalmente por processos metabólicos aeróbicos, os quais consomem quantidades consideráveis de oxigênio. Portanto, as concentrações do oxigênio no cérebro são parâmetros importantes que influenciam a atividade das células neurais e das células da glia. Porém, ainda sabemos pouco sobre o total de oxigênio que o cérebro consome e de que forma esse consumo se relaciona com a atividade neural. Agora, pela primeira vez, os neurobiólogos da Universidade de Ludwig-Maximilians, em Munique, Hans Straka, Suzan Özugur e Lars Kunz, conseguiram fazer medições diretas em um cérebro intacto e correlacionar essas medições com a atividade das células neurais. Os cientistas relataram seus resultados semana passada na revista BMC Biology.

Usando um modelo animal já bem conhecido — os girinos da espécie conhecida como rã-de-unha, ou Xenopus laevis — os cientistas utilizam sensores eletroquímicos para determinar a concentração de oxigênio no cérebro e em um dos ventrículos cerebrais. Eles conseguiram controlar a quantidade de oxigênio disponível para o cérebro, além de inibir a atividade das células neurais com a ajuda de substâncias farmacológicas. Utilizando o exemplo de células neurais que controlam os movimentos dos olhos, os cientistas conseguiram gravar diretamente a relação entre o consumo de oxigênio e a atividade dessas células. “Descobrimos que o cérebro é anóxico em um ambiente de saturação normal do ar, o que significa que nenhum oxigênio pode ser medido”, diz Straka. O oxigênio, em sua totalidade, foi imediatamente utilizado pelas células para sintetizar substâncias ricas em energia.

“Também conseguimos mostrar que, em circunstâncias normais de operação, apenas cerca de 50% do oxigênio é utilizado para a atividade das células neurais”, diz Straka. “Os demais 50% são necessários para as células da glia, e para manter a taxa de metabolismo basal das células neurais. Entretanto, as células neurais que apresentam atividade aumentada consomem mais oxigênio”.

Conhecer o relacionamento entre disponibilidade de oxigênio e atividade cerebral é essencial para entender melhor como a informação é processada no cérebro. Os resultados divulgados pelos cientistas fornecem uma visão inicial de como se dá esta relação, e são uma base importante para investigações futuras sobre o balanço de energia do cérebro, e para medir o consumo de oxigênio associado a várias funções desempenhadas pelas células neurais. Essa investigação também poderia ser importante de um ponto de vista médico, por exemplo, para entender melhor as consequências da deficiência de oxigênio no cérebro, ou para interpretar melhor a informação da atividade cerebral obtida com técnicas de imagem.



Fonte: Scientific American Brasil



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