O cérebro utiliza principalmente glicose como combustível em condições habituais, mas também consegue obter energia dos corpos cetônicos, especialmente durante o jejum prolongado e a dieta cetogênica. Um estudo publicado em 2026 na revista Cellular and Molecular Neurobiology demonstrou que o beta-hidroxibutirato (BHB), um dos principais corpos cetônicos, conseguiu sustentar funções cerebrais que exigem muita energia, mesmo sem glicose fornecida pelo ambiente externo.
A pesquisa foi conduzida por Rachel Ricks e colaboradores, da Brigham Young University, nos Estados Unidos. Os resultados ampliam o conhecimento sobre a flexibilidade metabólica cerebral, ou seja, a capacidade do cérebro de utilizar diferentes combustíveis para produzir energia.
O cérebro precisa obrigatoriamente de glicose?
A glicose é o principal combustível cerebral em condições normais, mas não é a única fonte de energia disponível. Durante o jejum ou uma dieta cetogênica, o fígado aumenta a produção de corpos cetônicos a partir de gorduras. Esses compostos chegam ao cérebro pela circulação sanguínea e podem ser utilizados pelas células nervosas.
O BHB atravessa a barreira hematoencefálica, estrutura que controla a passagem de substâncias do sangue para o cérebro, e participa da produção de energia nas mitocôndrias.
Entretanto, existe uma dificuldade para investigar até que ponto o cérebro consegue funcionar sem receber glicose. Mesmo durante períodos prolongados de jejum, o organismo continua produzindo glicose por meio da gliconeogênese, processo que utiliza substâncias como lactato, glicerol e determinados aminoácidos.
Por isso, os pesquisadores decidiram retirar o tecido cerebral do organismo e controlar diretamente os combustíveis disponíveis.
Como os pesquisadores testaram o cérebro sem glicose externa?
Os cientistas utilizaram fatias do neocórtex de camundongos machos e fêmeas, com idades entre três e nove semanas. O neocórtex participa de funções como percepção, processamento de informações e atividades cognitivas.
As amostras foram distribuídas entre três condições experimentais:
- Glicose: tecido mantido em solução contendo 10 mmol/L de glicose.
- Beta-hidroxibutirato: tecido mantido em solução contendo 10 mmol/L de BHB, sem glicose adicionada.
- Controle sem combustível externo: tecido mantido em solução com sacarose, que não podia ser utilizada diretamente como combustível pelas células cerebrais nesse modelo.
A sacarose serviu para avaliar quanto as reservas energéticas presentes no próprio tecido conseguiriam sustentar as funções observadas.
Os pesquisadores analisaram a respiração mitocondrial após quatro horas de incubação. Também submeteram as amostras a estímulos intensos para verificar sua capacidade de responder e se recuperar.
O beta-hidroxibutirato manteve funções cerebrais de alta demanda energética
O principal experimento avaliou um fenômeno chamado despolarização propagada. Trata-se de uma onda de alterações elétricas e químicas que se espalha pelo tecido cerebral e exige grande quantidade de energia para que as células restabeleçam suas condições normais.
Para provocar esse fenômeno, os pesquisadores elevaram a concentração de potássio na solução que envolvia as amostras. Depois, restauraram as condições anteriores e repetiram o estímulo.
Na primeira exposição, todos os grupos conseguiram apresentar a despolarização propagada. A diferença apareceu no segundo estímulo.
As oito amostras alimentadas com glicose e as oito alimentadas com BHB conseguiram apresentar uma segunda despolarização propagada. Nenhuma das oito amostras sem combustível externo conseguiu repetir a resposta.
A diferença entre o grupo BHB e o grupo sem combustível externo foi estatisticamente significativa (p = 0,0006).
Esse resultado indica que o BHB forneceu suporte energético adicional às reservas internas do tecido. Sem glicose ou outro combustível externo aproveitável, essas reservas não foram suficientes para sustentar a resposta repetida.
O tecido alimentado com cetonas também apresentou respostas diferentes
Durante o segundo estímulo, o tecido cerebral exposto ao BHB demorou mais para iniciar a despolarização propagada do que aquele alimentado com glicose (p = 0,027).
A velocidade de propagação da onda também foi menor no grupo BHB (p = 0,0448).
Os autores interpretaram essas diferenças como possíveis sinais de menor suscetibilidade à despolarização propagada, fenômeno associado a situações neurológicas como isquemia cerebral e enxaqueca.
Entretanto, os resultados não demonstram que o BHB protege contra essas condições clínicas. O experimento avaliou respostas de tecido isolado a estímulos artificiais, sem investigar a evolução de doenças ou sintomas.
Também não houve diferença estatisticamente significativa entre os grupos no tempo necessário para recuperar 50% da alteração máxima do sinal óptico utilizado para acompanhar a despolarização.
As mitocôndrias consumiram menos oxigênio com BHB
Outro resultado merece atenção. Após quatro horas de exposição ao BHB, as mitocôndrias do tecido cerebral apresentaram menor consumo de oxigênio do que aquelas das amostras mantidas com glicose.
Essa diferença apareceu em todos os estados respiratórios avaliados, incluindo processos relacionados à produção de ATP, molécula utilizada pelas células como fonte imediata de energia.
Uma possível explicação seria uma mudança na eficiência do metabolismo energético. Dependendo do combustível e das condições celulares, diferentes taxas de consumo de oxigênio podem acompanhar uma mesma produção de energia.
Mas essa explicação permanece uma hipótese. Os pesquisadores não mediram diretamente a produção de ATP nem demonstraram maior eficiência mitocondrial com BHB.
O menor consumo de oxigênio também poderia refletir redução da capacidade de produção de energia, alterações na demanda energética ou efeitos diretos do BHB sobre as mitocôndrias.
Portanto, o resultado mais consistente é que a atividade respiratória mitocondrial permaneceu mensurável após a retirada da glicose externa e que o tecido alimentado com BHB conservou capacidade funcional diante dos estímulos utilizados.
O que o estudo revela sobre cetose e metabolismo cerebral?
O trabalho demonstra experimentalmente que o BHB consegue fornecer suporte energético para determinadas funções do tecido cerebral durante algumas horas sem glicose externa.
Esse resultado é relevante para compreender por que os corpos cetônicos podem substituir parte da utilização cerebral de glicose durante a cetose.
Também contribui para investigar os mecanismos envolvidos no uso terapêutico da dieta cetogênica, empregada em determinadas condições neurológicas, como epilepsia farmacorresistente e síndrome de deficiência do transportador de glicose GLUT1.
Entretanto, o estudo não avaliou uma dieta cetogênica, uma dieta carnívora ou pessoas em jejum. Os pesquisadores forneceram BHB diretamente ao tecido cerebral, em condições laboratoriais controladas.
Os resultados também não estabelecem que os corpos cetônicos consigam substituir todas as funções da glicose. Além de produzir energia, a glicose participa de processos metabólicos necessários à manutenção e ao funcionamento das células.
Quais são as limitações da pesquisa?
A principal limitação é que os experimentos utilizaram fatias cerebrais de camundongos, fora do organismo. Esse modelo permite controlar os combustíveis fornecidos ao tecido, mas não reproduz a circulação sanguínea, as adaptações hormonais e a comunicação metabólica entre órgãos.
Outras limitações ajudam a definir o alcance dos resultados:
- Concentração de BHB: a condição principal utilizou 10 mmol/L, concentração que não reproduz diretamente o ambiente metabólico cerebral habitual. Experimentos adicionais com 2 mmol/L mostraram que parte das amostras também sustentou uma segunda resposta.
- Tempo de observação: os experimentos avaliaram respostas após algumas horas, sem demonstrar manutenção prolongada da função cerebral.
- Composição do BHB: foi utilizada uma mistura das formas D e L, que apresentam diferenças metabólicas.
- Ausência de cegamento: os pesquisadores conheciam os grupos durante a coleta e análise dos dados, o que pode influenciar avaliações que exigem intervenção manual.
- Sódio adicional: a solução com BHB também aumentou modestamente a concentração de sódio, sem um controle específico que permitisse excluir sua contribuição para os resultados.
- Viabilidade celular: não houve uma avaliação direta capaz de determinar se o tecido permaneceu saudável em todos os aspectos.
Além disso, embora não houvesse glicose fornecida externamente, o tecido ainda possuía reservas e substratos energéticos próprios. Portanto, o experimento não demonstrou funcionamento cerebral na ausência absoluta de glicose ou de todos os combustíveis internos.
O que podemos concluir?
O estudo de Ricks e colaboradores oferece evidência experimental de que o beta-hidroxibutirato consegue sustentar funções cerebrais de elevada demanda energética sem o fornecimento externo de glicose, pelo menos durante o período e nas condições avaliadas.
O resultado mais relevante foi a capacidade das amostras alimentadas com BHB de responder repetidamente a estímulos intensos, enquanto aquelas dependentes exclusivamente das reservas internas não conseguiram fazê-lo.
Isso amplia a compreensão da flexibilidade metabólica cerebral e ajuda a explicar a importância dos corpos cetônicos como combustíveis alternativos. Ainda permanece sem resposta até que ponto esse suporte seria suficiente por períodos prolongados, para outras funções celulares e em um cérebro humano íntegro.