Anxiety and PTSD Linked to Increased Myelin in Brain’s Gray Matter

Resumo: Os pesquisadores descobriram uma ligação entre comportamentos de ansiedade e PTSD para um aumento da mielina na massa cinzenta do cérebro.

Fonte: UC Berkeley

Um estudo recente relaciona o comportamento de ansiedade em ratos, bem como o transtorno de estresse pós-traumático (PTSD) em veteranos militares, ao aumento da mielina – uma substância que acelera a comunicação entre os neurônios – em áreas do cérebro associadas a emoções e memória.

Os resultados, relatados por cientistas da Universidade da Califórnia, Berkeley e UC San Francisco (UCSF), fornecem uma possível explicação para porque algumas pessoas são resilientes e outras vulneráveis ​​ao estresse traumático e para os sintomas variados – comportamento de evitação, ansiedade e medo, por exemplo – desencadeado pela memória de tal estresse.

Se, como os pesquisadores suspeitam, o trauma extremo causa o aumento da mielinização, as descobertas podem levar a tratamentos – drogas ou intervenções comportamentais – que previnem ou revertem a produção de mielina e diminuem os efeitos colaterais do trauma extremo.

A mielina é uma camada de substâncias gordurosas e proteínas que envolve os axônios dos neurônios – essencialmente, o isolamento ao redor da fiação do cérebro – para facilitar a transmissão de sinais a longa distância e, portanto, a comunicação entre áreas distantes do cérebro. As regiões internas do cérebro parecem brancas – na verdade, são chamadas de “matéria branca” – por causa da mielina que envolve os muitos grandes feixes de axônios ali.

Mas o novo estudo encontrou aumento da mielinização dos axônios na chamada “matéria cinzenta”, onde a maioria dos corpos celulares dos neurônios reside e a maior parte da fiação é menos isolada com mielina. A mielinização extra foi encontrada principalmente em áreas associadas à memória.

Pesquisadores do San Francisco Veterans Affairs Medical Center realizaram exames de ressonância magnética do cérebro de 38 veteranos – metade com PTSD, metade sem – e encontraram um aumento na mielinização na massa cinzenta daqueles com PTSD em comparação com a observada nos cérebros daqueles que não sofrem de PTSD.

Colegas da UC Berkeley, entretanto, descobriram um aumento semelhante na mielinização na massa cinzenta de ratos adultos submetidos a um evento estressante agudo. Embora nem todos os ratos tenham mostrado efeitos de longo prazo do estresse – assim como nem todos os veteranos traumatizados desenvolvem PTSD – aqueles que o fizeram aumentaram a mielinização em áreas específicas do cérebro associadas a sintomas específicos de estresse que eram idênticos aos que os médicos da UCSF encontraram em veteranos com PTSD.

Tanto os veteranos com PTSD quanto os ratos estressados ​​que exibiam comportamento de evitação, por exemplo, aumentaram a mielinização no hipocampo, muitas vezes considerado a sede da memória. Aqueles que exibem uma resposta de medo aumentaram a mielinização na amígdala, o que desempenha um papel fundamental em nossa resposta a emoções fortes, como medo ou prazer. Aqueles que sofrem de ansiedade aumentaram a mielinização no giro denteado, uma região crítica para o aprendizado e a memória.

“A combinação desses estudos em ratos com nossa população de veteranos com transtornos de estresse pós-traumático é, para mim, realmente emocionante”, disse o autor sênior Dr. Thomas Neylan, diretor da Clínica de Distúrbios de Estresse Pós-Traumático (PTSD) e do Stress and Health Programa de Pesquisa no San Francisco VA. “Pelo menos é outro mecanismo para pensar enquanto desenvolvemos novos tratamentos. Se observarmos a capacidade duradoura de moldar o conteúdo de mielina em um cérebro adulto, talvez os tratamentos ajudem a reverter isso. É para onde queremos chegar com isso. ”

Pessoas – e ratos – variam em sua resposta ao estresse

A correlação entre os sintomas e a região de mielinização foi descoberta porque os pesquisadores da UC Berkeley submeteram os ratos a uma bateria de mais de uma dúzia de testes para avaliar sua resposta comportamental específica ao estresse agudo.

“Nós entendemos que há muitas variações individuais em humanos, mas com ratos, eles são geneticamente idênticos, então você acha que quando você os expõe ao estresse, você obterá a mesma resposta”, disse a autora sênior Daniela Kaufer, UC Professor de biologia integrativa de Berkeley. “Mas a resposta é extremamente variável. Eles meio que se dividem em grupos, de forma que alguns são realmente resistentes e alguns são vulneráveis. E aqueles que são vulneráveis ​​são vulneráveis ​​de maneiras diferentes: alguns mostram comportamento de evitação, outros mostram problemas de aprendizado de medo, e alguns mostram respostas assustadoras que são exageradas ”.

De acordo com Neylan, individualidade semelhante é observada em pessoas com PTSD. O novo estudo sugere que os sintomas específicos estão relacionados às áreas do cérebro que estão sendo mielinizadas novamente.

“Há muita heterogeneidade entre diferentes pessoas com PTSD; não é um tamanho único. Cada paciente de PTSD geralmente tem uma mistura de sintomas diferentes ”, disse Neylan, professor residente em psiquiatria no Instituto Weill de Neurociências da UC San Francisco. “Algumas pessoas são muito evasivas. Algumas pessoas são muito hiper-reativas. A ideia é que se você puder mostrar que esses grupos de sintomas diferentes têm circuitos neurais diferentes, isso pode nos levar mais perto de subtipar as pessoas de uma forma que possamos ser mais direcionados em nosso tratamento. ”

Os pesquisadores, que publicaram seus resultados em dezembro de 2021 na revista Psiquiatria Translacional, mostram que o estresse produz mais células gliais do cérebro, chamadas oligodendrócitos, que envolvem os axônios dos neurônios e formam a mielina. O aumento da mielina produzida por esses novos oligodendrócitos pode afetar a velocidade das conexões entre os neurônios, tornando algumas conexões hiper-responsivas.

“Na massa cinzenta do córtex, a maioria dos dendritos e axônios – as projeções que saem dos neurônios que ajudam a estabelecer a comunicação com outros neurônios – podem formar milhares de conexões, e a maioria delas não são mielinizadas”, disse Neylan. “Mas se a experiência leva você a começar a aplicar mielina para fortalecer certas conexões – digamos que sua capacidade de responder rapidamente a um estímulo de medo – você pode acelerar esse circuito, mas você perde o tipo de flexibilidade adaptativa mais ampla que normalmente teria com axônios e dendritos principalmente amielínicos. Pessoas com PTSD tornam-se quase como músicos de uma nota só – eles realmente sabem como reagir ao medo. Mas essa resposta aprimorada e rápida ao medo pode diminuir sua flexibilidade adaptativa para comportamentos não relacionados ao medo. ”

O estresse agudo aumenta os oligodendrócitos

Em 2014, Kaufer e seus colegas da UC Berkeley descobriram que ratos submetidos a estresse agudo produziram mais oligodendrócitos na massa cinzenta do cérebro – especificamente, no hipocampo. Ela propôs que isso levava ao aumento da mielinização dos axônios, potencialmente interferindo na velocidade com que os sinais viajavam entre diferentes áreas da substância cinzenta do cérebro, como o hipocampo e a amígdala. O novo estudo reforça essa teoria.

Isso mostra varreduras cerebrais do estudo
Uma varredura de fMRI do cérebro de um veterano militar com PTSD, mostrando regiões de massa cinzenta com aumento de mielina. Crédito: UCSF / Linda Chao

Neylan ficou intrigado com as descobertas de 2014 e contatou Kaufer, e eles têm colaborado desde então. Neylan se juntou a Linda Chao, professora de radiologia da UCSF, que desenvolveu uma maneira de obter imagens da mielina na massa cinzenta do cérebro, e vários anos atrás escaneou os cérebros de 38 veteranos que sofreram traumas graves, alguns com e outros sem PTSD.

Na época, os cientistas em busca de mudanças na mielinização relacionadas a distúrbios cerebrais estavam focados na matéria branca do córtex, que é principalmente mielinizada. Na esclerose múltipla, por exemplo, um ataque auto-imune destrói a mielina na substância branca. Kaufer foi talvez o primeiro a encontrar evidências de aumento da mielinização na massa cinzenta associada à doença.

Chao e Neylan encontraram aumento da mielinização de neurônios na massa cinzenta de veteranos com PTSD, mas não naqueles sem PTSD. Quanto piores os sintomas, maior é a mielinização.

Isso levou Kaufer e a primeira autora Kimberly Long, agora pós-doutoranda da UCSF, a ver se também podiam encontrar aumento de mielina na massa cinzenta após trauma agudo em ratos. Depois de se concentrarem nos sintomas específicos de ratos individuais com PTSD, eles encontraram uma correlação entre os sintomas e a mielinização em regiões específicas da substância cinzenta.

Chao subseqüentemente reanalisou as imagens do cérebro de seu grupo anterior de 38 veteranos e encontrou a mesma correlação: sintomas específicos foram associados à mielinização em uma região da substância cinzenta, mas não em outras.

Long e Kaufer então empregaram um tipo de terapia gênica viral para acelerar um fator de transcrição, chamado olig1, que aumenta a produção de oligodendrócitos a partir de células-tronco na substância cinzenta. Quando Long injetou o vírus no giro denteado de ratos, os pesquisadores descobriram que isso aumentava o número de oligodendrócitos e gerava sintomas de evitação, mesmo sem qualquer estresse.

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“A próxima pergunta era:“ Se eu mudar a gênese dos oligodendrócitos, vou mudar o comportamento? ” Disse Kaufer. “O início de uma resposta está aqui neste artigo – é sim. E agora, há muito mais a fazer para realmente entender isso. ”

Neylan, Chao e Kaufer estão colaborando em estudos adicionais, incluindo a procura de aumento de mielina nos cérebros de pacientes com PTSD que morreram, melhorando imagens de fMRI de mielina no cérebro, investigando os efeitos do estresse crônico nas conexões cerebrais de ratos e usando nova imagem de alta resolução para estudar a deposição de mielina na substância cinzenta.

Outros co-autores do artigo foram os alunos de graduação Yurika Kazama, Vivian Roan, Rhea Misra, Anjile An, Kelsey Hu e Claire Toth e a estudante de doutorado Jocelyn Breton da UC Berkeley; Lior Peretz, estudante de graduação da UCLA; Dyana Muller, estudante de graduação da Universidade do Arizona; O aluno de doutorado da University of British Columbia (UBC) William Casazza; A professora Sara Mostafavi da UBC; O neurologista da Universidade de Boston, Dr. Bertrand Huber; e o pesquisador Steven Woodward, do VA Palo Alto Health Care System.

Sobre estas notícias de pesquisa de PTSD

Autor: Assessoria de Imprensa
Fonte: UC Berkeley
Contato: Assessoria de Imprensa – UC Berkeley
Imagem: A imagem é creditada a UCSF / Linda Chao

Pesquisa original: Acesso livre.
“Medidas regionais de oligodendrócitos e mielina estão associadas à suscetibilidade diferencial ao comportamento induzido por estresse em ratos e humanos” por Kimberly LP Long et al. Psiquiatria Translacional


Resumo

Medidas regionais de oligodendrócitos e mielina estão associadas à suscetibilidade diferencial ao comportamento induzido por estresse em ratos e humanos

As reações individuais ao estresse traumático variam dramaticamente, mas a base biológica dessa variação permanece mal compreendida. Estudos recentes demonstram a surpreendente plasticidade de oligodendrócitos e mielina com estresse e experiência, fornecendo um mecanismo potencial pelo qual o trauma induz mudanças estruturais e funcionais aberrantes no cérebro adulto. Neste estudo, utilizamos uma abordagem translacional para testar a hipótese de que os oligodendrócitos da substância cinzenta contribuem para a variação comportamental induzida pelo estresse traumático em ratos e humanos.

Expusemos ratos machos adultos a um único estressor grave e usamos uma abordagem multimodal para caracterizar o comportamento de evitação, sobressalto e aprendizado do medo, bem como o conteúdo de oligodendrócitos e proteína básica de mielina (MBP) em várias áreas do cérebro. Descobrimos que a densidade de células de oligodendrócitos e MBP foram correlacionadas com os resultados comportamentais de uma maneira específica da região. Especificamente, a evitação induzida por estresse se correlacionou positivamente com os oligodendrócitos do giro denteado do hipocampo e MBP.

A superexpressão viral do fator oligodendrogênico Olig1 no giro denteado foi suficiente para induzir um fenótipo comportamental semelhante à ansiedade. Em contraste, a aprendizagem contextual do medo correlacionou-se positivamente com MBP na amígdala e nas regiões de processamento espacial do hipocampo. Em um grupo de veteranos norte-americanos expostos a traumas, a imagem por ressonância magnética ponderada em T1 / T2 estima a mielina do hipocampo e da amígdala associada a perfis de sintomas de uma maneira específica da região que espelha os achados em ratos.

Esses resultados demonstram uma relação independente da espécie entre oligodendrócitos de substância cinzenta específicos da região e fenótipos comportamentais diferenciais após a exposição ao estresse traumático.

Este estudo sugere um novo mecanismo para a plasticidade cerebral que fundamenta a variação individual na sensibilidade ao estresse traumático.

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