EM células PV, axônios com mielina contêm mais mitocôndrias. Quando a mielina é diminuída nas células fotovoltaicas, as mitocôndrias também diminuem. No entanto, as mitocôndrias aumentam quando a mielina é perdida nas células excitatórias.
Pesquisadores do Instituto Holandês de Neurociência descobriram que o gerenciamento de energia das células cerebrais inibitórias é diferente do que o das células excitatórias em nosso cérebro. Por que isso acontece e qual é a ligação com a esclerose múltipla?
As células cerebrais estão conectadas umas às outras por axônios, as partes do neurônio que transmitem sinais elétricos. Para fazer isso de forma eficiente, os axônios são envoltos em mielina, um material rico em lipídios que aumenta a velocidade com que os pulsos elétricos são conduzidos.
A importância da mielina torna-se aparente em doenças como a esclerose múltipla (EM), onde a mielina é quebrada, o que tem efeitos prejudiciais sobre a função cerebral.
Como resultado da perda de mielina, a condução de sinais elétricos é interrompida, o que também significa que os custos de energia deste processo se tornam muito mais altos.
A mielina se comporta de maneira diferente, dependendo do tipo de célula. Nosso cérebro consiste em células cerebrais excitatórias e inibitórias. Precisamos desses inibidores, conhecidos como interneurônios, para estruturar a sinfonia dos muitos pulsos elétricos em nosso cérebro.
Quando as células cerebrais estimulantes são aleatoriamente ativas sem freios para direcionar essa atividade, a comunicação entre as células cerebrais torna-se menos precisa. Os interneurônios são, portanto, de grande importância para o funcionamento eficiente do nosso cérebro.
A equipe em torno do pesquisador Koen Kole e seu supervisor Maarten Kole analisou um tipo especial de interneurônio: a Parvalbumina ou célula fotovoltaica. Embora as células fotovoltaicas ocupem apenas uma pequena porcentagem das células do córtex cerebral, elas são muito boas no controle das redes circundantes de células cerebrais. Isto é principalmente por causa de seus extensos axônios com muitos ramos.
Eles também têm um alto nível de atividade elétrica. Isso custa muita energia, mas garante que as células fotovoltaicas possam efetivamente inibir as células circundantes. Notavelmente, as células fotovoltaicas são envolvidas com mielina apenas nos primeiros ramos de seu axônio, deixando grandes partes do axônio descobertas. Então, o que exatamente a mielina faz nessas células?
A mielina parece ser importante nas células fotovoltaicas. Estudos anteriores em tecidos de pacientes com EM mostraram que as células fotovoltaicas morrem quando a mielina é perdida. Além da condução, a mielina também desempenha um papel importante na nutrição da célula.
Os nutrientes da mielina podem ser absorvidos pelas mitocôndrias, as fábricas de energia da célula. Como as células fotovoltaicas usam muita energia, pensa-se que a mielina nessas células pode desempenhar um papel importante no apoio à produção de energia das mitocôndrias.
Efeito oposto de outros tipos de células
O novo estudo mostra que este é realmente o caso, em contraste com outros tipos de células. Nas células cerebrais excitatórias, as mitocôndrias foram distribuídas uniformemente ao longo do axônio, mas nas células fotovoltaicas, a equipe descobriu que os axônios com mielina continham mais mitocôndrias.
E quando a mielina é reduzida em um ambiente experimental, as células fotovoltaicas mostraram uma diminuição na quantidade de mitocôndrias, enquanto nas células excitatórias as mitocôndrias se tornam mais abundantes. E isso é novo.
Nas células fotovoltaicas, as mitocôndrias se comportam de maneira oposta ao que era anteriormente conhecido na literatura para outros tipos de células. Mas por que exatamente isso acontece nessas células?
O pesquisador Koen Kole diz: "Suspeitamos que isso tenha a ver com o fato de que as células fotovoltaicas têm uma demanda de energia incrivelmente alta devido ao seu alto nível de atividade. Além disso, seus axônios são muito finos em comparação com os de outros tipos de células, o que poderia aumentar ainda mais seu consumo de energia. As células fotovoltaicas podem, portanto, ser mais dependentes de nutrientes externos da mielina."
"Um próximo passo importante seria entender melhor como a mielina influencia o uso de energia nos axônios das células fotovoltaicas. Anormalidades nas células fotovoltaicas e mitocôndrias podem ser encontradas em muitos outros distúrbios neurológicos além da EM. É, portanto, de grande importância obter mais informações sobre o gerenciamento de energia neste tipo de célula. "
Original Research:
“Parvalbumin basket cell myelination accumulates axonal mitochondria to internodes” by Koen Kole et al. Nature Communications