O cérebro da maioria das espécies de peixes e anfíbios contém dois tipos de células nervosas visivelmente grandes. Estas são as maiores células encontradas em qualquer cérebro animal. Eles são chamados de células de Mauthner e desencadeiam respostas de fuga extremamente rápidas quando os predadores se aproximam. Os biólogos da Universidade de Bayreuth agora demonstraram que essas células têm funções únicas essenciais para a sobrevivência, cuja perda não pode ser compensada por outras células nervosas. Além disso, eles descobriram que as células de Mauthner permanecem funcionais por um longo tempo sem seus corpos celulares (soma). Os pesquisadores publicaram suas descobertas na revista Proceedings da National Academy of Sciences.

As novas descobertas contradizem a visão generalizada de que as funções vitais do sistema nervoso não dependem de células individuais especificamente equipadas para esse fim. “Há alguns anos, na biologia, há uma tendência na suposição de que existem apenas hierarquias pouco desenvolvidas no sistema nervoso animal. Portanto, pode-se assumir basicamente que quaisquer funções vitais são pelo menos parcialmente assumidas por outras áreas do sistema nervoso. em caso de falha das células nervosasque são os principais responsáveis ​​por uma determinada função. No entanto, as células de Mauthner em peixes e anfíbios são exemplos de uma forte dependência hierárquica. Em nossos experimentos, fomos capazes de mostrar que a perda dessas células leva a uma falha ao longo da vida dos reflexos de escape que eles controlam e que nunca podem ser compensados ​​”, explica o fisiologista animal de Bayreuth, Dr. Stefan Schuster, que dirigiu as investigações.

Essa função central das células de Mauthner era incompreendida há muito tempo. Acreditava-se que uma célula de Mauthner estava condenada a morrer sem o corpo celular, o soma, e, portanto, não era funcional. Essa suposição levou a interpretações incorretas de experimentos nos quais o somata das células de Mauthner havia sido removido. Aqui, fugas rápidas ainda estavam presentes e estas foram explicadas erroneamente por outras células nervosas, compensando a suposta falha das células de Mauthner. Mas, de fato, como os pesquisadores de Bayreuth mostraram agora, as células de Mauthner são extraordinariamente resistentes. A estrutura que é crucial para a transmissão da excitação em uma célula, o axônio, é capaz de transmitir sinais para o sistema nervoso e desencadear movimentos reflexos mesmo após a remoção do corpo celular.

“Esta observação não é realmente surpreendente, dada a importância central das células de Mauthner. É precisamente por causa de sua função única que a evolução garantiu que eles são capazes de cumprir tarefas importantes mesmo após danos relativamente graves ao corpo da célula”, diz Alexander Hecker M.Sc., o primeiro autor do novo estudo. Com experimentos de alta precisão em larvas de peixes, que não resultaram em sua morte, ele foi capaz de demonstrar a resistência incomum dessas células nervosas.

“Nossos resultados mostram que as células de Mauthner merecem mais atenção na biomedicina. Em particular, as estruturas e mecanismos que mantêm funções importantes nessas células nervosas, mesmo após sérios danos ao seu corpo celular, devem ser estudados o mais detalhadamente possível. Isso pode fornecer um valioso ponto de partida para investigações focadas na manutenção e regeneração de células nervosas danificadas “, acrescentou Schuster.