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A arte do cérebro bonito

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Em 50 anos, Rámon y Cajal (1852-1934), considerado o pai da Neurociência moderna, fez 2900 desenhos neurológicos.  O livro The Beautiful Brain; the drawings of Santiago Ramón y Cajal, editado pela Abrams, apresenta 80 desses desenhos, alguns inéditos. Este é um livro que acompanha a exposição sobre a arte de Cajal organizada pelo Weisman Art Museum em colaboração com  Eric NewmanAlfonso Araque, e Janet Dubinsky, da University of Minnesota. A exposição, infelizmente, não vai passar por Portugal.

O El País dedica hoje um artigo a este livro e exposição, comparando Cajal com Leonardo Da Vinci, já que ambos eram amplamente dotados para a arte e Ciência. “Se considerarmos o cérebro como uma floresta e 100 mil milhões de árvores e nos dedicarmos vários anos a desenhar (ou fotografia) algumas centenas dessas árvores, nunca iremos entender a floresta. Ao desenhar, Cajal aconselha-nos a ‘construir um inventário mental de regras para a floresta’”, lê-se no artigo do El País.

Rámon y Cajal facultou muitas das primeiras evidências para a compreensão de que os neurónios são unidades sinalizadoras do sistema nervoso e de que cada neurónio é uma célula com processos distintos a emergir do seu corpo celular. Pode não parecer agora, mas esta não foi uma ideia fácil de passar à comunidade científica da época.  Ao contrário do que acontecia com outros tecidos, cujas células têm formas simples, as células nervosas assumem formas complexas; os padrões intricados das dendrites e o curso sem fim dos axónios tornam muito difícil estabelecer a relação entre estes elementos. Mesmo depois dos anatomistas Jacob Schleiden e Theodor Schwann avançarem com a teoria celular no início da década de 1930 – e que estabeleceu um dos maiores postulados da Biologia moderna, a de que as células são os tijolos básicos da matéria viva – muitos anatomistas  não aceitavam a aplicação da teoria celular ao cérebro, o qual era visto como um contínuo reticular.

Daí ter sido fundamental o contributo de Rámon y Cajal quando este começou a utilizar o  cromato de prata usado no Método de Golgi de coloração de neurónios para microscopia: o cromato de prata produzido precipita dentro dos neurónios e torna a sua morfologia visível.Rámon y Cajal aplicou este método a células nervosas embrionárias de muitos animais, incluindo humanos. Foi assim, que para além da doutrina do neurónio, Cajal defendeu dois outros princípios importantes para a organização neuronal que se tornaram fundamentais para o que se sabe sobre comunicação dentro do sistema nervoso: o princípio da polarização dinâmica, relacionado com o facto de que os neurónios partilham uma organização comum, a qual é ditada pela sua função — receber, processar e transmitir informação; e o segundo princípio é o da especificidade de ligação que afirma que as células nervosas não se ligam aleatoriamente.

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A crise de identidade das células da glia

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Estudo descreve como a expressão génica em regiões diferentes do cérebro humano é alterada com a idade.

Durante muito tempo, os vilões principais das doenças neurodegenerativas foram os neurónios. E também durante muito tempo, sobretudo na última década do século XX, os heróis na ciência que se faz sobre o cérebro eram esses mesmos neurónios.

Mas parece que agora os holofotes começam a virar-se para um outro tipo de células do tecido nervoso: as células da glia que são bem diferentes dos neurónios, pois não se activam por estímulos eléctricos ou químicos e não transmitem estímulos ao longo dos seus prolongamentos. Podia até dizer-se que por detrás de um grande neurónio, está sempre uma grande glia 🙂

Para além dos neurónios e, mais recentemente, da glia, os cientistas têm também estado atentos aos mapas de expressão génica em função da estrutura cerebral. Estes mapas são fundamentais porque os genes só podem funcionar se forem expressos. Por isso, as mudanças da expressão genética no cérebro ao longo do tempo têm suscitado bastante interesse.

Para aprender o que acontece no cérebro com o envelhecimento, investigadores examinaram os padrões de expressão génica em amostras de cérebro após a morte (apesar da slimitações práticas e científicas deste tipo de amostras).

Em geral, os investigadores verificaram que a expressão génica nas células glia mudou mais com a idade do que a dos neurónios. Estas mudanças de expressão génica foram mais significativas no hipocampo e na substância negra, regiões tipicamente danificadas em doenças como a de Alzheimer e de Parkinson. Este estudo foi publicado esta semana no Cell Reports.

Em suma, o que o artigo aponta é que, quanto ao estudo de demências, o foco não deve estar apenas nos neurónios, mas também nas células da glia, já que estas são sujeitas a mudanças de expressão genética bem mais numerosas do que os neurónios.

A importância deste estudo está mais no facto de haver bastantes incertezas quanto às alterações sofridas pelas populações de células da neuroglia à medida que o cérebro envelhece. A expressão de genes específicos das células da glia mostrou ser um melhor preditor de idade do que a dos neurónios e confirmou a importância das células não-neuronais no processo de envelhecimento.

Com o envelhecimento, os padrões de expressão genética das células gliais em regiões diferentes do cérebro tornam-se cada vez mais semelhantes, como se as células gliais fossem perdendo as suas características distintivas. Ou seja, quando envelhecemos parece que as nossas células da glia entram em crise de identidade. Um pouco como no poema de Mia Couto: “Os outros de mim,/fingindo desconhecer a imagem,/deixaram-me a sós, perplexo,/com meu súbito reflexo.// A idade é isto: o peso da luz/com que nos vemos”. (in Idades Cidades Divindades).

A saber:

– As células da glia são essenciais para o funcionamento do sistema nervoso;

– As células da neuroglia estão presentes no sistema nervoso central. No sistema nervoso periférico há células equivalentes, que alguns autores incluem na classificação de células da neuróglia e outros consideram como uma categoria separada;

– Há várias populações de células da neuroglia no sistema nervoso central: a astroglia (composta essencilamente por astrócitos), oligodendroglia (composta por oligodendrócitos) e a microglia (o forte do nosso sistema nervoso, já que estas células actuam na defesa do tecido nervoso).

– No sistema nervso periférico, temos as células Schwann.

–  As células Schwann e os oligodendrócitos envolvem os neurónios com uma bainha chamada de mielina.

Referência: L. Soreq et al., “Major shifts in glial regional identity are a transcriptional hallmark of human brain aging,” Cell Reports, doi:10.1016/j.celrep.2016.12.011, 2017.