Como os vasos sanguíneos mudam no cérebro
Pesquisas mostram coisas legais sobre o crescimento dos vasos sanguíneos e como isso é importante pra saúde do cérebro.
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Índice
- Diferenças nas Mudanças de Vasos Sanguíneos nas Regiões do Cérebro
- Observando a Atividade dos Vasos Sanguíneos
- Mudanças de Vasos Sanguíneos Específicas para Diferentes Áreas do Cérebro
- O Papel do Sexo nas Mudanças de Vasos Sanguíneos
- Investigando os Mecanismos Moleculares
- Mudanças Genéticas Após o Knockdown do Notch
- Implicações das Descobertas
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
O cérebro gasta muita energia, chegando a 20% das necessidades totais do corpo. Isso é necessário pra manter as células nervosas e de suporte funcionando direitinho. Diferente de outras partes do corpo, o cérebro não armazena energia na forma de glicose, ou seja, ele precisa de sangue fresco o tempo todo. Se rolar alguma mudança ou interrupção no fluxo sanguíneo, isso pode prejudicar nossa capacidade de pensar e se mover.
Felizmente, os Vasos Sanguíneos conseguem se adaptar rapidamente às necessidades do cérebro, geralmente em poucos segundos a minutos. Em um período maior, o cérebro pode criar novos vasos sanguíneos ou eliminar os velhos, um processo chamado Angiogênese e Poda. Essa capacidade de mudança é especialmente importante durante o desenvolvimento do cérebro, quando os vasos crescem pra dar suporte a novas regiões cerebrais.
Porém, não tá claro como esses processos funcionam em cérebros saudáveis e totalmente desenvolvidos, especialmente no que diz respeito aos sinais e fatores que ajudam a criar novos vasos sanguíneos. A maioria dos estudos existentes focou em como o cérebro reage a danos, como de um AVC ou falta de oxigênio. Embora haja prova de que as redes de vasos sanguíneos podem mudar quando o cérebro enfrenta desafios, ainda rola uma dúvida sobre o quanto essas mudanças acontecem em condições normais do dia a dia.
Diferenças nas Mudanças de Vasos Sanguíneos nas Regiões do Cérebro
Estudos recentes mostraram que diferentes áreas do cérebro respondem de formas diferentes às mudanças no fluxo sanguíneo. Algumas regiões parecem ser mais capazes de se adaptar do que outras, o que levanta questões sobre a velocidade com que os vasos podem crescer ou encolher em várias partes do cérebro.
Pra investigar isso, os pesquisadores usaram técnicas avançadas de imagem pra observar como os vasos mudam em diferentes áreas do cérebro em camundongos adultos. Eles olharam especificamente para regiões da frente pra trás do cérebro. Ficaram surpresos ao ver que o córtex visual mostrou uma grande capacidade de crescer novos vasos sanguíneos, enquanto outras áreas, como o córtex retrosplenial, mostraram bem menos atividade nesse sentido.
Observando a Atividade dos Vasos Sanguíneos
Pra estudar como os vasos sanguíneos crescem ou diminuem no cérebro, os pesquisadores fizeram uma janela especial no crânio dos camundongos. Isso permitiu que eles observassem as regiões cerebrais ao longo do tempo sem causar danos significativos. Depois de um tempo de espera, eles usaram técnicas de imagem pra mapear e visualizar onde estavam os vasos sanguíneos.
Durante esse processo de imagem, os pesquisadores notaram tanto o crescimento de novos vasos quanto a eliminação dos antigos. Eles descobriram que a maioria dos novos vasos estavam conectados a redes existentes, sugerindo que o cérebro gerencia ativamente seu suprimento de sangue mesmo em um estado saudável.
Pelas observações, perceberam que as mudanças nos vasos sanguíneos ocorreram principalmente em ramos mais próximos das veias existentes. Isso mostra que a estrutura dos vasos sanguíneos já existentes tem um papel crucial na formação de novos vasos ao longo do tempo.
Mudanças de Vasos Sanguíneos Específicas para Diferentes Áreas do Cérebro
Ao comparar diferentes áreas do cérebro, os pesquisadores encontraram diferenças significativas na atividade de mudança dos vasos sanguíneos. Por exemplo, o córtex visual teve o maior crescimento de novos vasos, enquanto outras áreas como o córtex retrosplenial tiveram bem menos. As taxas de poda foram semelhantes em todas as regiões, o que significa que, enquanto novos vasos podem se formar de maneiras diferentes dependendo da localização, a remoção de vasos antigos permaneceu relativamente consistente.
Curiosamente, os pesquisadores também observaram que, embora a quantidade de novos vasos variara entre as regiões do cérebro, essas disparidades não pareciam estar ligadas à proximidade das áreas com a janela cirúrgica ou aos tipos de vasos sanguíneos existentes perto delas.
O Papel do Sexo nas Mudanças de Vasos Sanguíneos
Diferenças de sexo na função cerebral foram documentadas, então os pesquisadores examinaram se o sexo afetava a atividade dos vasos sanguíneos. Eles descobriram que as regiões do cérebro que estudaram mostraram uma forte dependência da localização para a angiogênese, ou crescimento de novos vasos. No entanto, não observaram diferenças significativas entre camundongos machos e fêmeas na poda de vasos sanguíneos.
Eles descobriram que os novos vasos sanguíneos eram geralmente mais profundos e longos em camundongos fêmeas em comparação aos machos. Isso implica que, enquanto o número e a taxa de crescimento podem não depender do sexo, as características físicas desses novos vasos poderiam depender.
Investigando os Mecanismos Moleculares
Pra entender melhor como o crescimento dos vasos sanguíneos é regulado, os pesquisadores focaram em proteínas e genes chave que estavam ligados ao desenvolvimento dos vasos. Eles perceberam que alguns genes associados a uma via de sinalização específica chamada Notch estavam mais ativos em áreas como o córtex retrosplenial em comparação ao córtex visual.
Os pesquisadores então tentaram ver se bloquear a via Notch aumentaria o crescimento dos vasos sanguíneos. Eles usaram um método viral especial pra atingir e derrubar a sinalização Notch especificamente nos vasos sanguíneos do cérebro. Essa manipulação levou a um aumento notável no crescimento dos vasos em ambos os córtices, visual e retrosplenial, sugerindo que a sinalização Notch normalmente limita esse processo.
Mudanças Genéticas Após o Knockdown do Notch
Ao analisar as mudanças genéticas nas células dos vasos sanguíneos do cérebro após o bloqueio da sinalização Notch, os pesquisadores descobriram que muitos genes relacionados à formação de vasos sanguíneos foram afetados. Eles descobriram que certas vias críticas pro crescimento dos vasos foram alteradas quando o Notch1 foi inibido.
Notavelmente, eles perceberam que alguns genes conhecidos por influenciar o crescimento dos vasos foram regulados pra cima, sinalizando que as células estavam preparadas pra uma atividade aumentada. Isso reforçou suas descobertas de que o Notch1 realmente desempenha um papel significativo no controle de como os vasos sanguíneos se adaptam no cérebro saudável.
Implicações das Descobertas
Essa pesquisa levanta questões importantes sobre como as mudanças nos vasos sanguíneos do cérebro se relacionam com a saúde cerebral geral. Embora se saiba que os vasos sanguíneos são cruciais pro desenvolvimento do cérebro e recuperação de lesões, o papel deles na função cerebral do dia a dia e em condições como o envelhecimento precisa de mais exploração.
Parece que o crescimento dos vasos sanguíneos no cérebro poderia estar ligado a atividades regulares, como aprendizado e exercícios físicos. Mesmo que mudanças significativas nos vasos possam ocorrer ao longo do tempo, elas só afetam uma pequena fração da rede geral de vasos sanguíneos no cérebro.
As descobertas sugerem que, embora as mudanças nos vasos possam não levar a melhorias imediatas na função ou no fluxo sanguíneo, elas poderiam desempenhar um papel na resiliência do cérebro, especialmente à medida que envelhece. Futuros estudos poderiam ajudar a esclarecer se essas mudanças contribuem significativamente pro fluxo sanguíneo ou outras atividades cerebrais a longo prazo.
Conclusão
Entender como os vasos sanguíneos do cérebro se adaptam e mudam pode revelar muito sobre a saúde e doenças cerebrais. Embora os estudos tenham mostrado diferenças significativas no crescimento e eliminação dos vasos entre várias regiões, também destacaram a complexa interação de fatores genéticos que regulam esses processos. Mais pesquisas poderiam fornecer insights sobre como apoiar melhor a saúde do cérebro, potencialmente levando a novos tratamentos para condições neurológicas.
Título: Angiogenesis in the mature mouse cortex is governed in a region specific and Notch1 dependent manner
Resumo: Cerebral angiogenesis is well appreciated in development and after injury, but the extent to which it occurs across cortical regions in normal adult mice and underlying mechanisms, is incompletely understood. Using in vivo imaging, we show that angiogenesis in anterior-medial cortical regions (retrosplenial and sensorimotor cortex), was exceptionally rare. By contrast, angiogenesis was significantly elevated in posterior-lateral regions such as visual cortex, primarily within 200{micro}m of the cortical surface. There were no regional differences in vessel pruning or sex effects except for the length and depth of new capillaries. To understand mechanisms, we surveyed gene expression and found Notch related genes were enriched in ultra-stable retrosplenial versus visual cortex. Using endothelial specific knockdown of Notch1, cerebral angiogenesis was significantly increased along with genes implicated in angiogenesis (Apln, Angpt2, Cdkn1a). Our study shows that angiogenesis is regionally dependent and manipulations of Notch1 signaling could unlock the angiogenic potential of the mature vasculature.
Autores: Craig E. Brown, A. Raudales, B. Schager, D. Hancock, S. Sharma, K. Narayana, P. Reeson, M. S. Cheema, J. Korbelin
Última atualização: 2024-05-26 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.24.595778
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.24.595778.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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