Neurônios e sinapses quantificados | AGÊNCIA FAPESP

Pesquisa investiga a relação entre o número de neurônios, de sinapses e o tamanho do gânglio cervical superior e suas adaptações estruturais em mamíferos (divulgação)

Neurônios e sinapses quantificados

03 de agosto de 2010

Por Alex Sander Alcântara

Agência FAPESP – O gânglio cervical superior, localizado profundamente no início do pescoço, é um componente importante do sistema nervoso autônomo simpático. Seus neurônios inervam os vasos sanguíneos do cérebro, além de glândulas da cabeça e do pescoço, e participam ainda da inervação do coração.

Distúrbios no desenvolvimento do gânglio cervical superior podem provocar problemas como a síndrome de Horner (ou paralisia óculo-simpática), cujos principais sintomas são queda da pálpebra superior, constrição da pupila e transpiração diminuída em um dos lados da face. Estudos recentes apontam para uma relação direta de problemas no gânglio com os acidentes vasculares cerebrais hemorrágicos.

Uma pesquisa realizada na Universidade de São Paulo (USP), com participação de cientistas das universidades Nottingham e College London, no Reino Unido, investigou os padrões de desenvolvimento do sistema nervoso autônomo – representado pelo gânglio cervical superior – em três espécies de mamíferos: ratos, cavalos e capivaras.

O trabalho teve resultados publicados na revista Cell and Tissue Research. De acordo com Antonio Augusto Coppi, responsável pelo Laboratório de Estereologia Estocástica e Anatomia Química (LSSCA) do Departamento de Cirurgia da Faculdade de MedicinaVeterinária e Zootecnia (FMVZ) da USP, o objetivo da pesquisa foi investigar a relação entre o número de neurônios, sinapses (comunicação entre os dois ou mais neurônios) e o tamanho do gânglio cervical superior, além de avaliar como esses parâmetros se adaptam conjuntamente às diferenças de pesos corporais.

“Queríamos avaliar se há alguma relação entre a massa corpórea e o número de neurônios e de sinapses e o tamanho do gânglio durante o desenvolvimento, ou seja, se um animal com cerca de 400 quilos, como o cavalo, apresenta mais neurônios e mais sinapses, quando comparado aos de ratos, por exemplo, cujo peso corpóreo é 2 mil vezes mais leve”, disse à Agência FAPESP .

O trabalho, intitulado “Inervação dos vasos cerebrais de roedores durante o desenvolvimento pós-natal: possíveis modelos para o estudo do acidente vascular cerebral (AVC)”, teve apoio da FAPESP por meio da modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular.

Segundo Coppi, trata-se do resultado de mais de seis anos de estudos, incluindo três pós-doutoramentos realizados na Inglaterra, além de teses orientadas pelo professor.

“Associamos e combinamos os mais modernos métodos de microscopia tridimensional a laser, microscopia eletrônica de transmissão – que é a única técnica de microscopia que permite identificar sinapses acuradamente – a ensaios químicos e imuno-histoquímicos, analisados por estatística espacial e estocástica. Infelizmente, muitos pesquisadores ainda insistem na quantificação de sinapses usando microscopia de luz e densitometria”, disse.

“Os dados disponíveis na literatura eram referentes ao estudo do gânglio superior cervical em ratos, mas não em grandes animais. No caso das capivaras, os pesquisadores não tinham acesso por se tratar de animal silvestre. Mas um dos dados inéditos é que quantificamos por estereologia tridimensional o número de sinapses que existem nesse gânglio e a convergência do número de sinapses para cada neurônio”, afirmou.

Segundo o estudo, no sistema nervoso autônomo de grandes animais predominam as sinapses do tipo axodendrítica (98%) – membrana pós-sináptica em um dendrito –  em relação às sinapses axossomáticas (2%) – membrana no corpo celular. “Isso se deve ao fato de que os neurônios autonômicos de grandes animais têm dendritos ramificados (arborização complexa), o que facilita o contato sináptico do tipo axodendrítico”, explicou.

O gânglio cervical superior de grande mamíferos apresenta, em média, 5.473 vezes mais sinapses do que o gânglio de pequenos mamíferos, como os ratos, de acordo com a pesquisa. Outro dado intrigante é que a capivara tem 25% mais sinapses do que o cavalo, mostrando claramente que, ao menos entre essas duas espécies, o número de sinapses não está correlacionado ao peso corpóreo.

“Esperávamos que o cavalo tivesse mais sinapses, por ser bem maior. Além disso, a capivara também tem neurônios maiores (volume) do que o cavalo. Mas ainda não temos explicação para esses achados”, disse Coppi.

Na capivara, o estudo identificou neurônios com dois núcleos (binucleados), diferentemente do encontrado em ratos ou cavalos. “Não existe uma hipótese concreta no caso desses binucleados, mas a literatura explica que células binucleadas podem funcionar como uma reserva. Para atender a um aumento na demanda funcional e, neste caso, cada célula poderia se dividir originando duas outras”, sugeriu.

Total de sinapses

O gânglio cervical superior é formado por vários componentes, como neurônios, tecidos conjuntivos e vasos sanguíneos. Ao analisar qual componente cresce mais com o aumento do peso corporal, os pesquisadores verificaram curiosamente que era o tecido conjuntivo, e não o componente neural.

“O tecido conjuntivo do cavalo – quando comparado ao do rato – aumentou em quase 900%, por exemplo. Ele funciona como estrutura de sustentação, como se fosse um arcabouço para o gânglio”, disse Coppi.

Outro dado interessante, segundo o estereologista, é que ocorreu um aumento de 60% no número total de fibras mielínicas, devido à necessidade de condução mais rápida do impulso nervoso para a periferia do corpo mais desenvolvido desses grandes animais. Quanto ao número de sinapses para cada neurônio, os grandes animais (capivaras e cavalos) têm em média 48% mais sinapses quando comparados ao rato.

Nas próximas etapas da pesquisa, o grupo liderado pelo professor da FMVZ-USP investigará o que ocorre com as sinapses de uma mesma espécie de mamífero durante o desenvolvimento pós-natal.

“Quando o animal se torna idoso, será que o número de sinapses diminui ou aumenta? Se houver uma diminuição do número de sinapses do gânglio, isso poderá comprometer a inervação dos vasos cerebrais, causando uma maior propensão a acidentes vasculares cerebrais?”, questionou.

“O estudo aponta novas direções para linhas de investigação científica, com enfoque na neuroplasticidade do sistema nervoso autônomo e implicações nos acidentes vasculares cerebrais do tipo hemorrágico, os quais podem ser consequência de distúrbios da inervação simpática da parede dos vasos sanguíneos cerebrais”, disse Coppi.

O artigo Stereological and allometric studies on neurons and axo-dendritic synapses in the superior cervical ganglia of rats, capybaras and horses, de Antonio Augusto Coppi e outros, pode ser lido emwww.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20596877

Mais informações sobre a pesquisa: www2.fmvz.usp.br/lssca e guto@usp.br ou (11) 3091-1214.
 

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