O líquido salgado flui regularmente pelo cérebro para eliminar toxinas e resíduos, mas após um derrame, esse líquido inunda o órgão, afogando suas células.
O inchaço no cérebro, conhecido como edema cerebral, ocorre após o acidente vascular cerebral, à medida que a água flui para as células do cérebro e para o espaço ao seu redor. Durante anos, os cientistas pensaram que esse excesso de fluido veio do sangue, mas novas evidências sugerem que a água brota de outra fonte inteiramente: o líquido cefalorraquidiano rico em sódio que permeia o cérebro. Esses resultados vêm dos modelos de camundongos vivos e do tecido humano.
As descobertas, publicadas em 30 de janeiro 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 acidentes vasculares cerebrais ocorrem quando um bloqueio conecta 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 cheias 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 funcionar mal e todo o órgão absorve a água.
"Por mais de 60 anos, as pessoas pensaram que esse acúmulo de líquido vinha do sangue" vazando através da barreira hematoencefálica comprometida, disse o autor principal do estudo, Dr. Humberto Mestre, clínico e atual estudante de doutorado no Centro Médico da Universidade de Rochester ( URMC) Centro de Neuromedicina Translacional. Mas o edema cerebral se instala muito antes da quebra da barreira hematoencefálica, levando Mestre e seus colegas a pensar se a água realmente vem de outro lugar.
"Ninguém olhou para essas fontes alternativas de fluido", disse Mestre. O líquido cefalorraquidiano, que representa cerca de 10% do líquido encontrado na cavidade craniana dos mamíferos, destacou-se como um candidato promissor, acrescentou.
No cérebro, o líquido cefalorraquidiano flui 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 flui 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 líquido.) À medida que os músculos das artérias se contraem, o líquido cefalorraquidiano próximo é empurrado ao longo de sua rota e capta resíduos metabólicos na o caminho. Além de retirar o lixo, 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 derrame, o sistema linfático fica inoperante e leva ao aparecimento de edema, descobriram Mestre e seus co-autores. "O líquido cefalorraquidiano é realmente o principal fator de inchaço logo após o derrame", disse Mestre.
Ficar na inundação
O papel do líquido cefalorraquidiano no derrame iludiu os cientistas por décadas, em parte, porque não existia tecnologia para observar o desenrolar de um derrame em tempo real, disse Mestre.
Ele e seus co-autores combinaram várias técnicas para observar a mudança no fluxo de fluido em camundongos que sofreram derrame. A equipe examinou o cérebro dos animais usando ressonância magnética e um microscópio de dois fótons, que usa produtos químicos leves e fluorescentes para criar imagens de tecidos vivos. "Podemos basicamente imaginar o que o líquido cefalorraquidiano está fazendo enquanto o derrame 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.
Usando esses métodos, a equipe determinou que o edema toma conta do cérebro do rato "logo 3 minutos" após o derrame, muito antes de a 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, a curto-circuito. À medida que essas tempestades elétricas varrem o cérebro, os músculos dos vasos sanguíneos se contraem e criam um espaço de espaço entre eles e o sistema linfático circundante. O líquido 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 pôde assistir a esse jogo de seguir o líder se desenrolar em áreas selecionadas do cérebro, mas não conseguiu acompanhar o fluxo de água em todo o órgão de uma só vez. No entanto, usando um modelo de computador 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 rato após um derrame.
Para conectar os pontos entre ratos e humanos, os autores examinaram o tecido cerebral de pacientes que morreram de derrame isquêmico, em que um coágulo de sangue bloqueia um vaso sanguíneo no cérebro. Os cérebros de camundongos e humanos acumularam líquido nas mesmas regiões, ou seja, áreas através das quais o sistema linfático corre 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 ratos ao bloquear um canal de água nos astrócitos, células do cérebro que ajudam a direcionar a água através do sistema linfático. Os ratos 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 acidente vascular cerebral no cérebro, acrescentaram os autores. Essas tempestades elétricas continuam a bombardear o cérebro por dias após o derrame, 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", 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". Um dia, o sistema linfático poderia oferecer aos médicos toda uma nova estratégia para o tratamento de lesões cerebrais agudas, disse Mestre.
