Cientistas identificam vazamento energético que explica gasto elevado do cérebro

Pesquisas recentes ajudam a esclarecer um dos mistérios mais intrigantes da neurociência: por que o cérebro humano, mesmo representando apenas uma pequena parte do corpo, consome cerca de 20% da energia necessária para manter o organismo vivo. Até então, acreditava-se que esse gasto elevado estava diretamente ligado à intensa atividade elétrica dos neurônios. No entanto, novos estudos apontam outro fator como responsável por boa parte desse consumo.

De acordo com os pesquisadores, estruturas conhecidas como vesículas sinápticas — responsáveis por armazenar e transportar neurotransmissores — apresentam um constante vazamento de energia. Esse processo acontece mesmo quando o cérebro está em repouso e pode ser uma forma de manter o sistema sempre preparado para responder rapidamente a qualquer estímulo.

A hipótese de que o alto gasto energético se dava exclusivamente pela atividade elétrica dos neurônios foi descartada após cientistas observarem que cérebros de pacientes em coma ou estado vegetativo continuam utilizando praticamente a mesma quantidade de energia. Isso motivou a investigação de outros mecanismos.

Durante os experimentos, os pesquisadores desligaram diferentes proteínas presentes na superfície das vesículas e analisaram sinapses por meio de microscopia fluorescente. Assim, identificaram o consumo de ATP — a principal molécula de energia do corpo. O estudo revelou a existência de uma “bomba de prótons” responsável por cerca de 44% da energia gasta durante a sinapse em repouso. Essa bomba permanece ativa porque as vesículas sinápticas estão constantemente perdendo prótons.

Para manter as vesículas prontas para liberar neurotransmissores rapidamente, o sistema precisa garantir que elas permaneçam cheias dessas substâncias. Isso é feito por proteínas transportadoras que mudam de forma para realizar o transporte de prótons. No entanto, os pesquisadores descobriram que, mesmo quando as vesículas já estão totalmente carregadas, essas proteínas continuam alternando suas formas e liberando prótons involuntariamente. Como consequência, a bomba de prótons precisa continuar trabalhando para repor essa perda, o que resulta em um gasto energético elevado e contínuo.

Os experimentos foram realizados em cérebros de ratos, mas os cientistas acreditam que o mesmo mecanismo esteja presente em humanos. A razão evolutiva por trás desse vazamento energético, porém, ainda não está totalmente esclarecida.

O estudo abre caminho para novas pesquisas sobre o metabolismo cerebral e pode ajudar a compreender melhor condições que afetam o consumo de energia no sistema nervoso.