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A importância mecânica da mielinização no sistema nervoso central

Os neurónios do sistema nervoso central estão rodeados e reticulados pela mielina, uma substância branca gordurosa que envolve os axónios para criar uma camada isolante eléctrica. A função eléctrica da mielina é amplamente reconhecida; no entanto, a sua importância mecânica continua subestimada. Aqui combinamos testes de nanoindentação e coloração histológica para correlacionar a rigidez cerebral com o grau de mielinização em cérebros imaturos, pré-natais, e cérebros maduros, pós-natais. Verificamos que tanto o tecido cinzento quanto o branco endureceram significativamente (p≪0.001) na maturação: a rigidez da matéria cinzenta dobrou de 0,31±0,20kPa pré-natal para 0,68±0,20kPa pós-natal; a rigidez da matéria branca triplicou de 0,45±0,18kPa pré-natal para 1,33±0,64kPa pós-natal. Ao mesmo tempo, o teor de mielina da matéria branca aumentou significativamente (p≪0.001) de 58±2% para 74±9%. A rigidez da matéria branca e o conteúdo de mielina foram correlacionados com um coeficiente de correlação de Pearson de ρ=0,92 (p≪0.001). Nosso estudo sugere que a mielina não é importante apenas para assegurar uma propagação suave do sinal elétrico nos neurônios, mas também para proteger os neurônios contra forças físicas e fornecer uma forte rede microestrutural que endurece o tecido de matéria branca como um todo. Nossos resultados sugerem que a rigidez do tecido cerebral pode servir como um biomarcador para esclerose múltipla e outras formas de desmielinização. Entender como a maturação dos tecidos se traduz em mudanças nas propriedades mecânicas e conhecer a rigidez precisa do cérebro em diferentes estágios da vida tem importantes implicações médicas no desenvolvimento, envelhecimento e neurodegeneração.