Pode haver um paradoxo na biologia do envelhecimento. Conforme os humanos envelhecem, seus metabolismos tendem a diminuir, eles perdem massa muscular e queimam muito menos calorias. Mas certas células em pessoas mais velhas, parecem fazer exatamente o oposto: elas consomem mais energia do que quando eram jovens.
Esses potenciais zumbis de energia são células senescentes, células mais antigas que pararam de se dividir, e não desempenham mais as funções essenciais que costumavam. Como elas parecem ociosas, os biólogos assumiram que as células senescentes semelhantes a zumbis, usam menos energia do que suas contrapartes mais jovens e ativamente replicadoras, diz Dr. Martin Picard, psicobiólogo da Universidade de Columbia, em Nova York.
Mas em 2022, Dr. Gabriel Sturm, observou meticulosamente o curso de vida das células da pele humana cultivadas em laboratório e, em descobertas que ainda não foram publicadas na íntegra, descobriu que as células que pararam de se dividir, tinham uma taxa metabólica aproximadamente o dobro da das células mais jovens.
Para Picard e seus colegas, a incompatibilidade energética não foi um paradoxo: as células envelhecidas acumulam formas energeticamente caras de danos, como alterações no DNA, e iniciam a sinalização pró-inflamatória. Como isso corresponde ao gasto energético relativamente baixo para organismos envelhecidos ainda não está claro, mas os pesquisadores levantam a hipótese de que essa tensão pode ser um fator importante de muitos dos efeitos negativos do envelhecimento, e que o cérebro pode estar desempenhando um papel fundamental como mediador. Como algumas células envelhecem e exigem mais energia, o cérebro reage retirando recursos de outros processos biológicos, o que, em última análise, resulta em sinais externos de envelhecimento, como cabelos grisalhos ou uma redução na massa muscular.
Picard e seus colegas chamam esse conceito de “modelo de conservação de energia cerebral-corpo”. E embora muitas partes da hipótese ainda não tenham sido testadas, os cientistas estão trabalhando para decifrar os mecanismos precisos que conectam o cérebro a processos associados ao envelhecimento, como senescência, inflamação e encurtamento dos telômeros, os trechos do DNA repetitivo que cobrem as extremidades dos cromossomos e os protegem. Este trabalho, dizem alguns pesquisadores, também está começando a iluminar como o estresse psicológico, pode acelerar o envelhecimento em um nível molecular.
Usar e rasgar
Algumas das primeiras evidências que apontam para o papel do cérebro no envelhecimento, vieram de estudos que revelaram os efeitos do estresse psicológico em células individuais. No início dos anos 2000, Dra. Elissa Epel, que era então pesquisadora de pós-doutorado na Universidade da Califórnia, partiu com seus colegas para examinar, se o estresse crônico poderia deixar para trás uma assinatura celular. Na época, já havia uma “literatura muito impressionante” ligando o estresse a longo prazo à saúde precária, diz Epel. “Mas não sabíamos muito sobre o que estava acontecendo no nível celular.”
Então, os pesquisadores decidiram olhar para o comprimento dos telômeros. Os telômeros encurtam progressivamente ao longo da vida útil de um organismo, e esse processo tem sido associado à senescência e outras formas de alterações relacionadas à idade nas células.
A equipe recrutou um grupo de 58 mulheres saudáveis: 19 das quais tinham um filho saudável; e 39 dos quais tinham um filho com uma doença crônica. Os pesquisadores argumentaram que o último grupo muitas vezes experimentou níveis aumentados de estresse, em comparação com as mulheres que tiveram filhos saudáveis. A equipe de Epel descobriu, que as mulheres com uma criança cronicamente doente, tinham telômeros mais curtos do que aquelas que não tinham, e que o comprimento dos telômeros se correlacionava com o número de anos gastos como cuidador. Essas descobertas sugerem, que a exposição ao estresse crônico, pode introduzir mudanças moleculares que são importantes para o envelhecimento, diz o biólogo Dr. Noah Synder-Mackler, da Universidade Estadual do Arizona.
Desde então, as equipes também encontraram evidências de encurtamento dos telômeros em pessoas expostas a outros estressores, como experiências adversas na infância e exaustão relacionada ao trabalho. Embora alguns dos resultados tenham sido misturados, quando se trata de comprimento dos telômeros, os pesquisadores também acumularam evidências ligando o estresse a outros marcadores moleculares do envelhecimento.
Por exemplo, Dr. Anthony Zannas, um médico-cientista da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill, e seus colegas mostraram, através de estudos de grandes coortes de pessoas, que altos níveis de estresse ao longo da vida, foram associados a sinais de envelhecimento acelerado no epigenoma, os padrões de modificações químicas no genoma, como a metilação do DNA, que ajudam a regular o que os genes são expressos. Essas mudanças podem ser mediadas por hormônios do estresse, como o cortisol. A equipe de Zannas descobriu que, em mulheres, níveis mais altos de cortisol estavam ligados a níveis mais baixos de metilação do DNA, bem como um aumento na expressão da codificação do gene para o fator de necrose tumoral (TNF), uma molécula de sinalização associada à inflamação.
Outros têm estudado esses processos em animais. Embora os modelos animais de estresse tenham suas limitações, por exemplo, os estressores humanos são muito mais complexos e podem incluir uma variedade de fatores sociais, psicológicos e biológicos, esse trabalho forneceu insights mecanicistas que são difíceis de obter em estudos humanos. DR. Bartolomucci e sua equipe descobriram, que o estresse social crônico em roedores, como ser submetido a comportamento agressivo de um animal dominante, pode danificar a saúde do coração, e levar a uma vida útil mais curta. Eles também descobriram, que a exposição a esse tipo de adversidade, está ligada a um aumento nas mudanças moleculares relacionadas à idade, como um acúmulo de sinais associados à senescência.
Por exemplo, em um estudo de 2024 de camundongos machos, a equipe de Bartolomucci demonstrou que o estresse social durante um período relativamente curto no início da vida, levou a um aumento nos níveis de um marcador-chave da senescência celular, chamado p16, no cérebro, tecido adiposo e células imunes. Essas mudanças ocorreram apenas em resposta ao estresse social: os animais expostos ao estresse na forma de contenção física, que envolveu colocá-los em pequenos tubos por três horas por dia durante um mês, não experimentaram um acúmulo de p16.
A equipe de Dr. Synder-Mackler vem realizando estudos semelhantes em macacos rhesus. Esses animais tendem a formar hierarquias dentro de grupos, com os recém-chegados caindo para níveis sociais mais baixos. Assim, ao introduzir sequencialmente animais em grupos, os pesquisadores foram capazes de examinar os efeitos do status social na saúde. Eles descobriram que o estresse social afeta o sistema imunológico de várias maneiras. Nas células imunes de macacos com menor estado social, levou a um aumento na expressão de genes associados à inflamação. Esses efeitos foram pelo menos parcialmente reversíveis: quando os rankings sociais dos animais foram rearranjados, os padrões de expressão gênica em suas células imunes também mudaram para corresponder à sua classificação. A equipe ainda não analisou como essas alterações afetam a expectativa de vida, os macacos podem viver por cerca de 30 anos, o que dificulta prever o resultado desse problema, diz Synder-Mackler.
“Agora temos um conjunto bem estabelecido de descobertas de esforços internacionais e coletivos, que mostram que o estresse crônico, afeta todas as características do envelhecimento no nível celular”, diz Epel.
O mestre condutor
Essas descobertas apontam para uma conexão clara com o cérebro, que é conhecido por regular a resposta do corpo ao estresse psicológico e físico. Mas até agora, não havia nenhum modelo que reunisse todas essas descobertas em uma única hipótese unificada, de como o cérebro poderia coreografar esses processos.
Picard e seus colegas pensam que seu modelo de conservação de energia cérebro-corpo, poderia fornecer uma estrutura para pensar sobre como os efeitos do estresse poderiam ser transmitidos de cérebro para corpo. Sua equipe até se concentrou em uma molécula que pode ser importante na troca que ocorre à medida que envelhecemos: fator de diferenciação de crescimento 15 (GDF15).
O GDF15 é uma citocina, ou mensageiro celular, que alguns pesquisadores veem como um jogador-chave no envelhecimento humano. Tem sido associada a processos relacionados ao envelhecimento, incluindo a senescência celular e a disfunção das mitocôndrias, que são as potências das células, bem como doenças relacionadas à idade, como a doença de Alzheimer. Também é elevado em várias doenças físicas e mentais crônicas, e está implicado na perda do apetite e náuseas associados à gravidez, câncer e outras condições. Embora o GDF15 seja secretado por muitos órgãos, seu receptor é encontrado em apenas um local, o cérebro. Essas características levaram alguns pesquisadores a sugerirem que o GDF15 é responsável por enviar os sinais cerebrais sobre o estresse celular.
Em um preprint publicado este ano, a equipe da Picard mostrou que, em humanos, os níveis de GDF15 no sangue e na saliva aumentaram em resposta ao estresse psicológico. Isso sugere que o modelo de conservação de energia cerebral-corpo, também pode explicar pelo menos um dos caminhos, através dos quais o estresse psicológico, que Picard diz ser também um processo faminto por energia, pode promover o envelhecimento.
O modelo de conservação de energia cerebral-corpo é atraente por muitas razões, diz Bartolomucci, sendo a sua capacidade de trazer muitos fenômenos relacionados ao envelhecimento sob o mesmo teto. Ele acrescenta que, embora seja improvável que uma única molécula seja o único motor de um processo tão complexo quanto o envelhecimento, o GDF15 é “uma das moléculas mais interessantes” que podem desempenhar um papel. “Como tudo isso pode dar certo no contexto de um processo de envelhecimento específico é algo que eu acho que ainda precisa ser visto”, diz ele.
Os pesquisadores estão procurando fervorosamente terapias farmacêuticas e comportamentais que concedam às pessoas vidas mais longas e saudáveis. Epel e sua equipe, por exemplo, têm examinado como intervenções como o exercício, podem mitigar alguns dos efeitos do estresse na idade. Alguns estudos sugerem que a atividade física pode aumentar a longevidade de várias maneiras, como prolongando os telômeros em indivíduos cronicamente estressados. Este trabalho também pode ter implicações importantes para os ensaios clínicos em curso de drogas antienvelhecimento, muitos pesquisadores dizem que será importante considerar o estresse como uma variável ao testar esses tratamentos em pessoas.
Por enquanto, muitas perguntas ainda precisam ser respondidas. Um caminho importante de pesquisa futura, será separar os efeitos do tipo e do momento dos estressores na trajetória do envelhecimento, e como e quando as diferentes mudanças biológicas relacionadas à idade se sobrepõem. “Nós sempre queremos uma resposta simples. Queremos uma medida de envelhecimento, como o relógio epigenético ou os telômeros”, diz Epel. “Mas a biologia não é tão simples.”
Referente ao artigo publicado em Nature
Créditos da imagem: Freepik
