Os benefícios dos exercício para o cérebro podem ser obtidos com uma única proteína

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Cérebro benefícios

Uma proteína hepática pouco estudada pode ser responsável pelos conhecidos benefícios do exercício sobre o cérebro envelhecido, de acordo com um novo estudo em ratos realizado por cientistas da UC San Francisco Eli e Edythe Broad Center for Regeneration Medicine and Stem Cell Research. As descobertas podem levar a novas terapias para conferir os efeitos neuroprotetores da atividade física a pessoas que não podem se exercitar devido a limitações físicas.

O exercício é uma das formas mais bem estudadas e poderosas de proteger o cérebro do declínio cognitivo relacionado à idade e tem demonstrado melhorar a cognição em indivíduos com risco de doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer e a demência frontotemporal – mesmo aquelas com raras variantes gênicas que inevitavelmente levam à demência.

Mas muitos adultos mais velhos não são capazes de se exercitar regularmente devido a limitações físicas ou deficiências, e os pesquisadores há muito procuram terapias que possam conferir alguns dos mesmos benefícios neurológicos em pessoas com baixos níveis de atividade física.

O novo estudo, publicado em 9 de julho de 2020 em Science, mostrou que, após o exercício de ratos, seus fígados secretam uma proteína chamada Gpld1 no sangue. Os níveis desta proteína no sangue correspondem à melhoria da função cognitiva em ratos idosos, e uma colaboração com o Centro de Memória e Envelhecimento UCSF descobriu que a enzima também é elevada no sangue de humanos idosos que se exercitam regularmente. Mas os pesquisadores mostraram que o simples aumento da quantidade de Gpld1 produzido pelo fígado do rato poderia conferir muitos dos mesmos benefícios ao cérebro que o exercício regular.

“Se houvesse uma droga que produzisse os mesmos benefícios cerebrais que o exercício, todos estariam tomando. Agora nosso estudo sugere que pelo menos alguns desses benefícios poderiam um dia estar disponíveis na forma de comprimidos”, disse o autor sênior do estudo, Saul Villeda, Ph.D., professor assistente da UCSF nos departamentos de Anatomia e de Fisioterapia e Ciência da Reabilitação.

O laboratório de Villeda mostrou anteriormente que fatores biológicos presentes no sangue de ratos jovens podem rejuvenescer o cérebro envelhecido do rato, e inversamente, fatores no sangue de ratos mais velhos podem trazer um declínio cognitivo prematuro relacionado à idade em ratos jovens.

Estes resultados anteriores levaram a Alana Horowitz, estudante de pós-graduação do laboratório Villeda e a pesquisadora de pós-doutorado Xuelai Fan, Ph.D., a perseguir fatores relacionados ao sangue que também podem conferir os benefícios do exercício, que também é conhecido por rejuvenescer o cérebro envelhecido de forma semelhante ao que foi visto nas experiências de “sangue jovem” do laboratório.

Horowitz e Fan tiraram sangue de ratos idosos que haviam exercitado regularmente durante sete semanas e o administravam a ratos sedentários envelhecidos. Eles descobriram que quatro semanas deste tratamento produziram melhorias dramáticas no aprendizado e na memória dos ratos mais velhos, semelhante ao que era visto nos ratos que tinham exercitado regularmente. Quando examinaram os cérebros dos animais, encontraram evidências de aumento da produção de novos neurônios na região conhecida como hipocampo, um proxy bem documentado para os benefícios rejuvenescedores do exercício.

Para descobrir que fatores biológicos específicos no sangue poderiam estar por trás desses efeitos, Horowitz, Fan e colegas mediram as quantidades de diferentes proteínas solúveis no sangue de ratos ativos versus sedentários. Eles identificaram 30 proteínas candidatas, 19 das quais, para sua surpresa, eram predominantemente derivadas do fígado e muitas das quais tinham sido anteriormente ligadas a funções no controle do metabolismo do corpo. Duas dessas proteínas – Gpld1 e Pon1 – se mostraram particularmente importantes para os processos metabólicos, e os pesquisadores optaram por estudar Gpld1 com mais detalhes porque poucos estudos anteriores haviam investigado sua função.

“Imaginamos que se a proteína já tivesse sido investigada em profundidade, alguém teria tropeçado neste efeito”, disse Villeda. “Eu gosto de dizer – se você vai correr um risco ao explorar algo novo, você pode muito bem ir em grande”!

A equipe descobriu que o Gpld1 aumenta a circulação sanguínea dos ratos após o exercício e que os níveis de Gpld1 se correlacionam estreitamente com melhorias no desempenho cognitivo dos animais. A análise dos dados humanos coletados como parte do estudo Hillblom Aging Network do UCSF Memory and Aging Center mostrou que o Gpld1 também é elevado no sangue de adultos idosos saudáveis e ativos em comparação com os mais velhos menos ativos.

Para testar se o próprio Gpld1 poderia impulsionar os benefícios observados do exercício, os pesquisadores usaram a engenharia genética para coaxar os fígados de ratos idosos para produzir Gpld1 em excesso, depois mediram o desempenho dos animais em múltiplos testes que medem vários aspectos da cognição e memória. Para seu espanto, três semanas do tratamento produziram efeitos semelhantes a seis semanas de exercício regular, em conjunto com aumentos dramáticos no crescimento de novos neurônios no hipocampo.

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