Falha da poda sináptica no autismo

O estágio final do desenvolvimento cerebral está associado à geração e maturação de sinapses neuronais. No entanto, o mesmo período também está associado a um pico na eliminação de sinapses - um processo conhecido como poda sináptica - que foi proposto como crucial para a maturação das conexões sinápticas restantes.

Estudos recentes apontaram para um papel fundamental das células gliais na poda sináptica em várias partes do sistema nervoso e identificaram um conjunto de vias de sinalização críticas entre a glia e os neurônios. Ao mesmo tempo, imagens cerebrais e estudos anatômicos post-mortem sugerem que a poda sináptica insuficiente ou excessiva pode estar subjacente a vários distúrbios do neurodesenvolvimento, incluindo autismo, esquizofrenia e epilepsia (Neniskyte, & Gross, 2017).

Aqui estão algumas formas em que erros na poda sináptica podem contribuir para o autismo:

A poda sináptica torna o cérebro mais eficiente.

1. Superconexão (Excesso de Sinapses):

   • Em alguns casos, a poda sináptica pode ser insuficiente, ou seja, muitas sinapses permanecem no cérebro. Isso pode resultar em circuitos cerebrais "superconectados", o que pode prejudicar a capacidade de focar e processar informações sensoriais relevantes.

   • O excesso de conexões pode levar a sobrecarga sensorial, dificuldades em filtrar informações irrelevantes e problemas com comunicação social e regulação emocional, características comuns no autismo.

2. Eliminação Imparcial de Sinapses:

   • Pesquisas sugerem que a poda sináptica pode ser prejudicada durante períodos críticos do desenvolvimento cerebral, levando a uma distribuição anormal das sinapses. A falha em podar adequadamente as sinapses em áreas específicas do cérebro pode contribuir para dificuldades em interações sociais, comportamentos repetitivos e interesses restritos, características típicas do TEA.

3. Tempo e Períodos Críticos:

   • A poda sináptica ocorre durante períodos críticos específicos no desenvolvimento cerebral precoce. Se o tempo desse processo for alterado, pode resultar em déficits nos circuitos neurais envolvidos em funções cognitivas superiores, como funções executivas, atenção e cognição social.

   • O cérebro pode podar muitas sinapses muito cedo, levando a circuitos subdesenvolvidos, ou pode podar poucas sinapses, resultando em conexões neurais ineficientes que não funcionam de forma otimizada.

4. Influências Genéticas e Ambientais:

   • Várias mutações genéticas e fatores ambientais são considerados influenciar a poda sináptica no autismo. Por exemplo, mutações em genes como CNTNAP2 e SHANK3, TREM2 que estão envolvidos na formação e poda sináptica, têm sido associadas ao autismo.

   • Fatores ambientais, como exposição prenatal a toxinas ou infecções, também podem interferir nos processos normais de poda sináptica, agravando os sintomas relacionados ao autismo.

5. Neuroinflamação:

   • Estudos sugerem que a neuroinflamação pode prejudicar a poda sináptica em indivíduos com autismo. Sinais inflamatórios no cérebro podem alterar o equilíbrio da poda sináptica, contribuindo para o excesso de sinapses que não são adequadamente eliminadas, o que pode levar ao desenvolvimento cerebral atípico observado no autismo.

6. Papel da Microglia:

   • A microglia são células imunes no cérebro que desempenham um papel essencial na poda sináptica. Em pessoas com autismo, pode haver uma ativação anormal da microglia, resultando em poda excessiva ou insuficiente. Essa disfunção na atividade da microglia pode ser um fator significativo nas anomalias neurodesenvolvimentais observadas no autismo.

Como garantir a poda sináptica adequada?

Embora não seja possível controlar diretamente a poda sináptica, existem várias estratégias que podem apoiar o desenvolvimento saudável do cérebro e a poda sináptica ideal:

1. Estimular o Desenvolvimento Cognitivo e Social:

   • Engajar-se em atividades que exigem pensamento complexo, como resolver quebra-cabeças, aprender novas habilidades, ler ou tocar instrumentos musicais. Essas atividades incentivam o cérebro a fortalecer conexões úteis.

   • Manter conexões sociais fortes. Interações sociais positivas estimulam a atividade cerebral e podem apoiar a poda sináptica, reforçando as conexões importantes para o comportamento social.

2. Exercitar-se Regularmente:

   • A atividade física demonstrou promover a saúde cerebral e apoiar a neuroplasticidade, que é a capacidade do cérebro de se adaptar e reorganizar. Exercícios aeróbicos como caminhar, correr ou nadar podem incentivar uma função cerebral saudável e a poda.

   • O exercício também pode aumentar a produção de BDNF (Fator Neurotrófico Derivado do Cérebro), uma proteína que ajuda a apoiar o crescimento e a manutenção dos neurônios.

3. Dormir Adequadamente:

   • O sono desempenha um papel crítico na consolidação da memória e na plasticidade sináptica. Durante o sono, o cérebro organiza e podar suas conexões sinápticas. A falta de sono pode prejudicar esse processo, por isso, é importante buscar um sono regular e reparador para apoiar as funções cognitivas.

4. Nutrição:

   • Uma dieta rica em ácidos graxos ômega-3 (presentes em peixes, sementes de linhaça e nozes), antioxidantes (de frutas e vegetais) e vitaminas essenciais (como vitamina D, vitaminas do complexo B e folato) apoia a saúde cerebral e a neuroplasticidade.

   • Evitar o consumo excessivo de alimentos processados, que podem afetar negativamente a função cognitiva.

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5. Limitar o Estresse Crônico:

   • O estresse crônico libera cortisol, um hormônio que, quando elevado de forma persistente, pode prejudicar os neurônios e interferir na capacidade do cérebro de podar e fortalecer sinapses adequadamente. Engajar-se em atividades que reduzem o estresse, como mindfulness, meditação, ioga ou exercício físico, pode ajudar.

6. Aprendizagem e Novas Experiências:

   • Expor-se a novas experiências, como viagens ou aprender sobre tópicos desconhecidos, desafia o cérebro a se adaptar e se reorganizar. Isso ajuda a fortalecer conexões que são mais benéficas e podar aquelas que são menos relevantes.

7. Intervenção Precoce em Transtornos do Neurodesenvolvimento:

   • Se alguém tem um transtorno do neurodesenvolvimento, como autismo ou TDAH, intervenções precoces e direcionadas (terapia comportamental, apoio educacional, etc.) podem orientar a poda sináptica adequada, já que essas condições podem resultar em padrões atípicos de poda.

8. Flexibilidade Mental:

   • Engajar-se em atividades que incentivem a flexibilidade mental, como a terapia cognitivo-comportamental (TCC), que ajuda a reestruturar padrões de pensamento. Isso pode ajudar a reforçar conexões neurais adaptativas e podar aquelas não produtivas.

9. Evitar Toxinas e Substâncias Neurotóxicas:

   • O abuso de substâncias, especialmente drogas e álcool, pode interferir no desenvolvimento cerebral e no processo de poda. Evitar essas substâncias, especialmente na infância e adolescência, garante que o cérebro tenha o ambiente ideal para a poda sináptica.

Embora a poda sináptica seja principalmente influenciada por fatores genéticos e de desenvolvimento, esses hábitos de vida podem incentivar uma função cerebral saudável e otimizar os processos naturais do cérebro, incluindo a poda.

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Gene TREM2 e a poda sináptica

TREM2 (Receptor de Gatilho Expresso nas Células Mieloides 2) é um gene que expressa uma proteína principalmente nas micróglia, as células imunes residentes no cérebro. Ela desempenha um papel crucial nas respostas imunes e na neuroinflamação. O TREM2 está envolvido na regulação da atividade das microglias, incluindo sua capacidade de responder a danos e infecções no cérebro. Estudos recentes também associaram o TREM2 a doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer, já que mutações no gene TREM2 estão relacionadas a um aumento do risco dessas condições.

Poda Sináptica é o processo pelo qual sinapses extras (as conexões entre os neurônios) são eliminadas durante o desenvolvimento do cérebro. Esse processo é crucial para otimizar o funcionamento cerebral, pois ajuda a refinar os circuitos neurais ao remover conexões desnecessárias ou fracas, deixando apenas as mais eficientes. A poda sináptica é particularmente ativa durante períodos de maturação cerebral, como na infância e na adolescência. O processo de poda é amplamente conduzido pelas microglias, que engolfam e removem as sinapses que não são necessárias ou estão funcionando de forma anormal.

O Papel do TREM2 na Poda Sináptica:

Filipello et al., 2018

O TREM2 tem sido mostrado como desempenhando um papel essencial na regulação da atividade das microglias, incluindo o processo de poda sináptica. Especificamente:

1. Função das Microglias: As microglias expressam TREM2, o que as ajuda a reconhecer e interagir com as sinapses. O TREM2 está implicado em guiar as microglias para podar as sinapses durante o desenvolvimento normal e também em resposta a lesões cerebrais ou doenças neurodegenerativas.

2. Poda Sináptica no Desenvolvimento: Nos cérebros em desenvolvimento, o TREM2 e as microglias ajudam a refinar as conexões sinápticas, removendo sinapses excessivas ou desnecessárias. Esse é um processo normal que contribui para a eficiência das redes neurais.

3. Poda Sináptica em Doenças: A disfunção do TREM2 ou das respostas microgliais tem sido implicada em condições como a doença de Alzheimer, onde uma poda inadequada ou excessiva pode contribuir para o declínio cognitivo. Por exemplo, mutações no TREM2 podem levar a uma poda sináptica prejudicada, o que pode resultar no acúmulo de detritos sinápticos e contribuir para o processo neurodegenerativo.

4. Implicações Patológicas: Em doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer, o mau funcionamento da atividade microglial relacionada ao TREM2 pode dificultar a poda sináptica, levando ao acúmulo de placas (como o beta-amiloide) ou causando outras interrupções na rede neural. Por outro lado, uma poda excessiva também pode ser prejudicial, removendo conexões essenciais.

Em resumo, o TREM2 é essencial para o funcionamento adequado das microglias na poda sináptica. Disrupções nesse processo, devido a mutações no TREM2 ou outros fatores, podem contribuir para várias doenças neurológicas, particularmente no contexto de poda sináptica anormal ou respostas imunes.

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Ritmos circadianos, microbiota intestinal e padrão alimentar

Tanto os ritmos circadianos quanto o microbioma intestinal são fundamentais para manter a saúde e o bem-estar, e sua interação tem um impacto significativo no metabolismo, no equilíbrio energético e na fisiologia geral.

Os ritmos circadianos são relógios biológicos internos que regulam muitos aspectos da fisiologia, incluindo o ciclo sono-vigília, produção hormonal, temperatura corporal e metabolismo. Esses ritmos seguem tipicamente um ciclo de 24 horas e são sincronizados com sinais ambientais, principalmente os ciclos de luz e escuridão.

• Processos metabólicos como a homeostase da glicose, armazenamento de gordura e síntese de proteínas são fortemente influenciados pelos ritmos circadianos. Por exemplo:

  • Sensibilidade à insulina: A sensibilidade à insulina tende a ser maior durante o dia, com melhor tolerância à glicose, e menor à noite.

  • Metabolismo de gorduras: O metabolismo lipídico segue um padrão circadiano, com diferentes níveis de armazenamento de gordura e processos de queima de gordura ocorrendo em vários momentos do dia.

  • Hormônios como cortisol, grelina e leptina também seguem ciclos circadianos, impactando o apetite, saciedade e respostas ao estresse.

A interrupção do ritmo circadiano (por exemplo, por trabalho em turnos, jet lag ou sono inadequado) pode levar a desregulação metabólica, aumentando o risco de distúrbios metabólicos como obesidade, diabetes tipo 2 e doenças cardiovasculares.

Lopez et al., 2021

O microbioma intestinal consiste em trilhões de microrganismos, incluindo bactérias, fungos, vírus e outros micróbios, que habitam o trato digestivo. Esses micróbios desempenham um papel essencial na digestão dos alimentos, produção de vitaminas essenciais, quebra de fibras e regulação da função imunológica.

O microbioma também impacta significativamente o metabolismo:

• Fermentação de fibras alimentares pelos microrganismos intestinais produz ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), que são importantes para a saúde intestinal e o metabolismo.

• O microbioma intestinal pode influenciar armazenamento de gordura, metabolismo da glicose e inflamação, afetando o equilíbrio energético geral.

• Os micróbios intestinais ajudam na digestão e absorção de nutrientes e desempenham um papel na regulação do apetite por meio da produção de moléculas sinalizadoras.

3. Interação Entre os Ritmos Circadianos e o Microbioma Intestinal

Pesquisas recentes destacaram que ritmos circadianos e o microbioma intestinal estão intimamente ligados e se influenciam mutuamente. Veja como eles se sincronizam:

• Composição microbiana e ritmo circadiano: A composição do microbioma intestinal flutua ao longo do dia, alinhando-se aos ritmos circadianos do hospedeiro. Por exemplo, certos tipos de bactérias intestinais são mais abundantes durante o dia, enquanto outras estão mais ativas à noite. Essas flutuações podem ser impulsionadas pela ingestão alimentar, padrões alimentares do hospedeiro e ritmos hormonais.

• Regulação circadiana da atividade microbiana: Estudos demonstraram que o microbioma intestinal não é apenas influenciado pela dieta, mas também pelo momento do dia em que os alimentos são consumidos. O ritmo circadiano ajuda a regular a atividade microbiana, garantindo que as bactérias certas estejam ativas nos momentos certos para otimizar a digestão e a absorção de nutrientes.

• Hora da alimentação e resposta metabólica: O momento da ingestão de alimentos afeta tanto os ritmos circadianos quanto a composição do microbioma intestinal. Quando os padrões alimentares estão alinhados com o ritmo circadiano do corpo (ou seja, comer durante o dia e jejuar à noite), o metabolismo do hospedeiro é mais eficiente, e a composição do microbioma intestinal apoia a função metabólica ideal. A desregulação desse ciclo, como comer tarde da noite, pode levar a desequilíbrios tanto no sistema circadiano quanto no microbioma, resultando em desfechos metabólicos desfavoráveis, como aumento do armazenamento de gordura e resistência à insulina.

• Produção de metabolitos microbianos: O microbioma intestinal também produz metabolitos (por exemplo, AGCC, ácidos biliares, etc.) que influenciam o ritmo circadiano e o metabolismo do hospedeiro. Por exemplo, os AGCC podem regular a inflamação e a sensibilidade à insulina, que são componentes-chave da regulação metabólica.

• Genes do relógio nos micróbios intestinais: Curiosamente, alguns micróbios intestinais também têm seus próprios relógios internos e seguem ritmos circadianos. Esses "genes do relógio" nos micróbios permitem que esses micróbios sejam ativos em momentos específicos, o que se alinha com o metabolismo do hospedeiro e os horários alimentares.

Lopez et al., 2021

4. O Impacto da Desregulação

Quando o ritmo circadiano natural é perturbado, o metabolismo do hospedeiro pode sofrer, e o microbioma intestinal pode se tornar desequilibrado, contribuindo para o desenvolvimento de várias doenças:

• Trabalho em turnos ou hábitos alimentares irregulares podem levar à desregulação circadiana, desequilibrando a diversidade microbiana e prejudicando a saúde metabólica.

• Jet lag crônico, comer tarde da noite ou padrões de sono inconsistentes podem resultar em aumento do armazenamento de gordura, resistência à insulina e obesidade.

5. Implicações Práticas para Dieta e Saúde

Compreender como os ritmos circadianos e o microbioma intestinal se sincronizam para regular o metabolismo pode ajudar a desenvolver estratégias para melhorar a saúde:

• Comer de forma programada: Alinhar os padrões alimentares com o ritmo circadiano do corpo (por exemplo, comer durante o dia e jejuar à noite) pode apoiar a saúde metabólica e o controle de peso.

• Modificações dietéticas: Dietas ricas em fibras e prebióticos podem influenciar positivamente o microbioma intestinal, apoiando os processos metabólicos. Além disso, consumir refeições mais cedo no dia pode ser mais benéfico do que comer tarde da noite, dado a interação entre ritmos circadianos e microbioma.

Programar as refeições de forma adequada, manter uma rotina de sono consistente e apoiar um microbioma intestinal saudável são cruciais para otimizar a saúde metabólica. Precisa de ajuda? Marque aqui sua consulta de nutrição online.

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Consultoria nutricional com Andreia Torres, nutricionista com mestrado, doutorado e mais de 20 anos de experiência profissional. https://andreiatorres.com/consultoria