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Cientistas da Universidade de Tohoku descobriram o papel crítico que o lactato desempenha em ajudar as células-tronco neurais a se desenvolverem em neurônios especializados, um processo chamado de diferenciação neuronal. Eles também descobriram um meio pelo qual o lactato envia sinais às células, ajudando a modificar e fortalecer as funções neuronais.
Detalhes de seu estudo foram relatados no Jornal de Química Biológica em 10 de junho de 2023.
O lactato é um subproduto do exercício e do metabolismo. A glicose é convertida em lactato quando o suprimento de oxigênio para as células é limitado, dando ao cérebro uma fonte de energia. Os níveis de lactato no cérebro fetal aumentam a partir do estado intermediário da gestação, destacando o papel significativo que tem no desenvolvimento do cérebro e na diferenciação neuronal.
Estudos e relatórios recentes demonstraram que o lactato é um componente vital do nosso sistema nervoso. Eles mostraram que o lactato funciona como uma importante molécula de sinalização celular no sistema nervoso e que o metabolismo do lactato está envolvido em funções neuronais, incluindo neuroplasticidade e consolidação da memória. No entanto, o papel da sinalização do lactato nas células neuronais, até agora, permaneceu desconhecido.
“Dadas as evidências crescentes que mostram que o lactato fornece funções reguladoras de sinal em vários tipos de células sob condições fisiológicas e patológicas, levantamos a hipótese de que o lactato afeta a função neuronal por meio da alteração da expressão gênica abrangente”, disse o professor Ryoichi Nagatomi, da Escola de Engenharia Biomédica da Universidade de Tohoku e líder da equipe de pesquisa, juntamente com o estudante de doutorado Yidan Xu e o professor associado Joji Kusuyama, da Universidade Médica e Odontológica de Tóquio.
Os pesquisadores testaram sua hipótese examinando a regulação gênica de células tratadas com lactato quando NDRG3, uma proteína previamente identificada para mediar a regulação gênica quando o lactato está presente, foi removido da célula de neuroblastoma SH-SY5Y. Eles descobriram que o lactato ajuda na diferenciação neural através de formas que dependem de NDRG3 e formas que não dependem. Além disso, eles identificaram que dois fatores de transcrição específicos, TEAD1 e ELF4, são controlados tanto pelo lactato quanto pelo NDRG3 durante a diferenciação neuronal.
Nagatomi e sua equipe acreditam que suas descobertas não apenas aprofundam o conhecimento básico do lactato, mas também podem servir de base para aproveitar a sinalização do lactato para incentivar o exercício ou projetar drogas como forma de prevenir ou controlar doenças cognitivas. “Nossas descobertas fornecem uma nova visão sobre os mecanismos pelos quais os altos níveis séricos de lactato induzidos pelo exercício podem afetar beneficamente o sistema nervoso. Além disso, uma vez que as mudanças nos níveis de lactato causadas pelo exercício humano podem ser medidas, as mudanças adaptativas na função cerebral, como cognição e função de memória, podem ser melhor compreendidas quando as mudanças no nível de lactato são consideradas.”
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