O envelhecimento parece alterar a forma como os principais neurônios cerebelares disparam, com efeitos mensuráveis no movimento e na coordenação.
O envelhecimento muitas vezes traz movimentos lentos, falta de equilíbrio e agilidade reduzida, mas as alterações cerebrais por trás dessa perda são difíceis de identificar. Os pesquisadores da Universidade McGill vincularam agora diretamente o declínio da atividade nas células de Purkinje, um importante tipo de neurônio no cerebelo, a declínios mensuráveis na marcha, equilíbrio, coordenação e função física.
“Ao mostrar como as alterações que ocorrem nas células de Purkinje com a idade estão ligadas a alterações no movimento, na coordenação motora e no equilíbrio, o nosso trabalho fornece novos caminhos para terapias que podem prevenir ou retardar o envelhecimento motor”, explicou Eviater Fields, principal autor do estudo e estudante de doutoramento da McGill no Programa Integrado de Neurociências. “Isso oferece uma nova esperança para prolongar a vida útil da saúde e, em última análise, melhorar a qualidade de vida e a independência dos idosos”.
Os resultados podem informar os esforços de saúde pública destinados a prevenir quedas. Eles podem ajudar os pesquisadores a entender por que ocorrem interrupções comparáveis na atividade cerebral Alzheimer doenças e outras condições neurodegenerativas.
A pesquisa foi realizada junto ao laboratório da professora de Biologia Alana Watt.
O envelhecimento retarda as células de controle do movimento
As células de Purkinje combinam informações sensoriais com sinais de dentro do corpo e, em seguida, enviam correções que ajudam a manter os movimentos corretos. Ao contrário de muitos outros neurônios, eles geram sinais elétricos espontaneamente. Para examinar como esta atividade muda com a idade, os investigadores examinaram a coordenação motora em ratos desde animais jovens (dois meses de idade) até animais mais velhos (18 a 24 meses de idade). Camundongos idosos tiveram pior desempenho em diversas tarefas, incluindo andar em um farol alto e em uma haste rotativa (rotarod), refletindo o declínio no movimento também observado em humanos mais velhos.
Gravações de células de Purkinje mostram que os neurônios disparam com muito menos frequência em camundongos mais velhos. Para determinar se essa redução foi responsável pelo pior desempenho, os pesquisadores usaram uma ferramenta geneticamente direcionada chamada DREADD, um receptor projetado que pode aumentar ou diminuir a excitabilidade dos neurônios quando ativado.
Mudanças na atividade dos neurônios alteram o desempenho
“Quando introduzimos o DREADD em ratos jovens, o que fez com que as suas células Purkinje disparassem a uma taxa mais baixa, imitando as células Purkinje mais antigas, descobrimos que eles saltaram do rotarod mais rapidamente do que os ratos jovens sem DREADD”, explicou Fields. O oposto também foi verdadeiro: quando os pesquisadores aumentaram o disparo de neurônios em camundongos mais velhos, os animais permaneceram no rotarod por mais tempo, indicando melhor coordenação motora.
“Mostramos que a taxa de disparo espontâneo é reduzida nas células antigas de Purkinje e, se revertermos isso, melhoramos a coordenação. Isso indica que a mudança desempenha um papel direto no declínio da coordenação motora relacionado à idade”, disse Fields.
Uma tarefa separada produziu o mesmo padrão geral. Depois de aprenderem a puxar uma corda de um metro para receber uma recompensa em série, os ratos mais velhos cometeram mais erros do que os animais mais jovens. O aumento da atividade das células de Purkinje em camundongos idosos reduziu significativamente o número de erros.
O co-autor do estudo, Professor Watt, disse que pesquisas contínuas sobre coordenação motora são importantes à medida que a população envelhece.
“A coordenação motora tem sido pouco explorada no envelhecimento. É importante estudá-la, porque as quedas se tornam mais comuns à medida que a coordenação diminui, o que pode ter um impacto devastador na qualidade de vida”, disse.
Referências: Eviater Fields, Ben C. “A diminuição do disparo de células Cerebelares Purkinje contribui para o declínio da coordenação motora em ratos idosos” por Rogers, TSJ Chui Sophia Leung, Andy Huang, Megan Kern, Nell Kontovich, Hannah Dolin e Alana J. Watt, 26 de janeiro de 2016 em ratos. Anais da Academia Nacional de Ciências.
DOI: 10.1073/pnas.2525795122
A pesquisa foi financiada pelos Institutos Canadenses de Pesquisa em Saúde, pelo Canada First Research Excellence Fund, pelo Fonds de Recherche du Québec, pelo Conselho de Pesquisa em Ciências Naturais e Engenharia do Canadá e pela Bolsa Memorial Dr.
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