Vasos sanguíneos saudáveis não são importantes apenas para a saúde do coração.
O bem-estar vascular é fundamental para a saúde do cérebro e, potencialmente, para combater o declínio cognitivo relacionado à idade e doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer, de acordo com um novo estudo liderado por pesquisadores da Penn State.
As descobertas apontam para um papel até então pouco estudado, mas potencialmente crucial, que a rede vascular do cérebro – ou infraestrutura de energia – desempenha no surgimento de doenças neurodegenerativas.
Eles publicaram seu trabalho na Nature Communications.
Usando técnicas avançadas de imagem, a equipe criou mapas do cérebro de ratos que ilustram como as células e estruturas vasculares, como vasos sanguíneos, mudam com a idade e identificaram áreas propensas à deterioração.
Quando os vasos sanguíneos se deterioram, as células nervosas do cérebro, conhecidas como neurônios, são privadas de energia e deixam de funcionar adequadamente ou morrem.
Isso pode levar a uma condição conhecida como demência vascular, a segunda causa mais comum de comprometimento cognitivo em adultos mais velhos, e a sintomas como distúrbios do sono.

Mapa detalhado da rede vascular no cérebro ajuda a identificar as áreas que degeneram seletivamente na velhice

“Em algo como a doença de Alzheimer, a morte celular já ocorreu quando você pode ver as alterações vasculares e o encolhimento significativo do cérebro na ressonância magnética.
Precisamos entender como essas células e estruturas mudam antes que ocorra uma grande catástrofe”, disse Yongsoo Kim, professor associado de ciências neurais e comportamentais da Penn State College of Medicine e principal autor do estudo.
Esse estudo fornece sinais precoces de distúrbios neurodegenerativos que podem levar a um diagnóstico precoce e a pistas sobre como retardar o processo de envelhecimento e as mudanças cognitivas.
De acordo com Kim, o envelhecimento é um dos fatores mais importantes envolvidos nos distúrbios neurodegenerativos.
No entanto, os pesquisadores não sabem exatamente como o envelhecimento normal altera o cérebro e, em particular, a vasculatura do cérebro. À medida que a população envelhece, é fundamental entender essas mudanças, especialmente na rede de vasos sanguíneos.
Os vasos sanguíneos, especificamente os microvasos, regulam o fornecimento de oxigênio e energia, bem como a remoção de produtos residuais de e para os neurônios.
Apesar de sua importância, diz Kim, a maioria das pesquisas se concentra em como a estrutura e a função dos neurônios se degeneram com o tempo, e não na vasculatura.
Quando os pesquisadores analisam a vasculatura do cérebro, eles estudam principalmente vasos sanguíneos maiores ou se concentram em uma única área do cérebro de fácil acesso, o córtex somatossensorial.
Mais importante ainda, as técnicas de imagem típicas, como a ressonância magnética, não têm resolução alta o suficiente para ver o que está acontecendo nos minúsculos vasos sanguíneos, que, segundo os especialistas, constituem de 80 a 85% do sistema vascular do cérebro.
Kim e sua equipe de pesquisa criaram um mapa detalhado da rede vascular de todo o cérebro do camundongo usando duas técnicas de mapeamento em 3D de alta resolução: tomografia serial de dois fótons – uma técnica que produz uma série de imagens 2D empilhadas – e microscopia de fluorescência de folha de luz, que faz imagens de amostras 3D intactas para visualizar todo o cérebro com resolução de célula única.
Os cientistas examinaram os cérebros de camundongos jovens e idosos para mapear as alterações na vasculatura do cérebro durante o processo normal de envelhecimento.
Como eles realizam o mapeamento de alta resolução com resolução suficiente, os pesquisadores podem reconstruir toda a estrutura vascular e escanear todo o cérebro para identificar as áreas que se degeneram seletivamente com a idade.
Os especialistas descobriram que a área que a maioria das pessoas examina apresenta menos mudanças, enquanto mudanças profundas ocorrem em áreas profundas do cérebro.
As imagens mostraram que as alterações na rede vascular não são igualmente pronunciadas em todas as partes do cérebro.
Em vez disso, elas se concentraram no prosencéfalo basal, nas camadas corticais profundas e na rede hipocampal, sugerindo que essas áreas são mais suscetíveis à degeneração vascular.
Essas regiões desempenham um papel na atenção, no sono, no processamento e armazenamento da memória, entre outras funções.

Esperança para futuros tratamentos de distúrbios neurodegenerativos

À medida que o cérebro envelhece, o comprimento vascular e a densidade de ramificação diminuem em cerca de 10%, sugerindo que a rede de distribuição de sangue é mais esparsa.
Além disso, as artérias dos cérebros mais velhos são mais curvas em comparação com as dos cérebros mais jovens, o que pode impedir o fluxo sanguíneo, especialmente em áreas mais distantes das artérias principais, como as camadas corticais profundas.
A equipe também analisou as alterações funcionais nos vasos e descobriu que o sistema responde mais lentamente em cérebros mais velhos.
Isso significa que ele não consegue fornecer energia aos neurônios com a mesma rapidez e facilidade com que as células precisam.
Há também uma perda de pericitos, um tipo de célula que regula o suprimento de sangue e a permeabilidade dos vasos sanguíneos.
Como resultado, os vasos sanguíneos apresentam “vazamentos”, comprometendo a barreira hematoencefálica.
Esse estudo se baseia em pesquisas anteriores do grupo, nas quais eles mapearam a vasculatura de um cérebro jovem de camundongo.
Em seguida, eles investigarão como as alterações no cérebro causadas pela doença de Alzheimer afetam a saúde vascular e a função dos neurônios.
Por fim, eles esperam que seu trabalho leve a tratamentos para distúrbios neurodegenerativos.