‘Tempestades’ elétricas e ‘inundações repentinas’ afogam o cérebro após um AVC

Créditos: Mehau Kulyk / Science Photo Library via Getty Images.

Por Nicoletta Lanese
Publicado na Live Science

O fluido salgado lava regularmente o cérebro para eliminar toxinas e resíduos, mas após um acidente vascular cerebral (AVC), esse líquido inunda o órgão, afogando suas células.

O inchaço no cérebro, conhecido como edema cerebral, ocorre após o AVC à medida que a água flui para as células do cérebro e o espaço ao seu redor. Durante anos, os cientistas pensaram que esse excesso de fluido vinha do sangue, mas novas evidências sugerem que a água vem de outra fonte: o fluido cefalorraquidiano, rico em sódio, que permeia o cérebro. Esses resultados são provenientes de modelos tanto com camundongos vivos quanto com tecidos humanos.

As descobertas, publicadas na revista Science, apontam para possíveis tratamentos para diminuir o inchaço no cérebro e melhorar a recuperação dos pacientes após o AVC.

O ciclo de lavagem deu errado

Os AVCs ocorrem durante a obstrução de um vaso sanguíneo no cérebro ou quando um vaso se rompe completamente. Sem um suprimento de energia adequado, as células cerebrais não podem mais policiar quais partículas passam por suas membranas. Em questão de minutos, os neurônios incham como bolas de praia e começam a entrar em curto-circuito, acumular danos e morrer. Horas depois, o tecido que reveste os vasos sanguíneos no cérebro, a barreira hematoencefálica, também começa a falhar e todo o órgão absorve a água.

“Por mais de 60 anos, os pesquisadores pensaram que esse acúmulo de fluido vinha do sangue” vazando através da barreira hematoencefálica comprometida, disse o principal autor do estudo, Dr. Humberto Mestre, clínico e atual estudante de doutorado no Centro Médico da Universidade de Rochester. Mas o edema cerebral se instala muito antes da quebra da barreira hematoencefálica, levando Mestre e seus colegas a se perguntarem se a água vem realmente de outro lugar.

“Ninguém olhou para essas fontes alternativas de fluido”, disse Mestre. O fluido cefalorraquidiano, que representa cerca de 10% do fluido encontrado na cavidade craniana dos mamíferos, destacou-se como um candidato promissor, acrescentou.

No cérebro, o fluido cefalorraquidiano passa através do sistema linfático, uma rede de tubos que serpenteia por caminhos escavados pelas veias e artérias do órgão, de acordo com um relatório de 2015 da revista Neurochemical Research. O fluido passa do lado de fora dos vasos sanguíneos, mantido no lugar por um “túnel em forma de rosca” de células. (Imagine um pedaço de fio, representando uma artéria, repousando dentro de uma mangueira de borracha, que age como o túnel externo cheio de fluido.) À medida que os músculos ao longo das artérias se contraem, o fluido cefalorraquidiano próximo é empurrado ao longo de sua rota e capta resíduos metabólicos no caminho. Além de retirar o resíduo, o sistema linfático também pode ajudar a distribuir gorduras, açúcares e outros compostos importantes no cérebro.

Embora crucial em um cérebro saudável, na sequência de um AVC, o sistema linfático descontrola-se e leva ao aparecimento de edema, descobriram Mestre e seus coautores. “O fluido cefalorraquidiano é realmente o principal fator de inchaço logo após o AVC”, disse Mestre.

Cérebro inundado

O papel do fluido cefalorraquidiano no AVC iludiu os cientistas por décadas, em parte, porque não existia tecnologia para observar o desenrolar de um AVC em tempo real, disse Mestre.

Ele e seus coautores combinaram várias técnicas para observar a mudança no fluxo de fluido em camundongos que sofreram AVC. A equipe examinou o cérebro dos animais utilizando ressonância magnética e um microscópio de dois fótons, que utiliza produtos químicos leves e fluorescentes para criar imagens de tecidos vivos. “Podemos basicamente imaginar o que o fluido cefalorraquidiano está fazendo enquanto o AVC está ocorrendo”, disse Mestre. Ao infundir o fluido com partículas radioativas, os pesquisadores também puderam determinar como a taxa de fluxo mudou com o tempo.

Utilizando esses métodos, a equipe determinou que o edema toma conta do cérebro do camundongo 3 minutos após o AVC, muito antes da barreira hematoencefálica começar a vazar, disse Mestre. À medida que as células cerebrais entram em curto-circuito, elas lançam mensageiros químicos conhecidos como neurotransmissores e potássio no espaço além de suas membranas. As células próximas reagem ao influxo de produtos químicos e, por sua vez, ao curto-circuito. À medida que essas tempestades elétricas varrem o cérebro, os músculos dos vasos sanguíneos se contraem e criam um espaço entre eles e o sistema linfático circundante. O fluido cefalorraquidiano salgado é sugado para o vácuo resultante, puxando as moléculas de água junto com ele.

“Onde quer que o sódio esteja se acumulando, a água o seguirá”, disse Mestre. A equipe conseguiu assistir a esse desenrolar em áreas selecionadas do cérebro, mas não conseguiu acompanhar o fluxo de água em todo o órgão de uma só vez. No entanto, utilizando um modelo computacional para simular toda a rede linfática, eles foram capazes de prever como os vasos sanguíneos restritivos direcionariam o fluxo de água através de todo o cérebro de um camundongo após um AVC.

Para conectar os pontos entre camundongos e humanos, os autores examinaram o tecido cerebral de pacientes que morreram de AVC isquêmico, em que um coágulo de sangue bloqueia um vaso sanguíneo no cérebro. Os cérebros de camundongos e humanos acumularam fluidos nas mesmas regiões, ou seja, áreas através das quais o sistema linfático percorre e coleta resíduos. Dada a forte correlação entre animais e pessoas, “essas descobertas podem fornecer uma base conceitual para o desenvolvimento de estratégias alternativas de tratamento”, observaram os autores.

A equipe testou uma dessas estratégias em camundongos ao bloquear um canal de água nos astrócitos, células do cérebro que ajudam a direcionar a água através do sistema linfático. Os camundongos que não tinham o canal foram mais lentos para desenvolver edema após o AVC, sugerindo que um tratamento semelhante poderia ser promissor em pacientes humanos. Além de bloquear o fluxo de água, futuros tratamentos podem prevenir o edema, retardando a propagação da atividade elétrica induzida por AVC no cérebro, acrescentaram os autores. Essas tempestades elétricas continuam a bombardear o cérebro por dias após o AVC, incitando edema toda vez que ocorrem.

As ondas prejudiciais de atividade elétrica observadas no AVC isquêmico também aparecem em conjunto com “praticamente todas as lesões do sistema nervoso central”, disse Mestre. O novo estudo sugere que o sistema linfático pode desempenhar papéis em condições em que há sangramento dentro e ao redor do cérebro, lesão cerebral traumática e até enxaqueca, embora essas conexões permaneçam “puramente especulativas”. No futuro, o sistema linfático poderia oferecer aos médicos toda uma nova estratégia para o tratamento de lesões cerebrais agudas, disse Mestre.

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