Pesquisadores da Universidade da Califórnia em San Francisco identificaram um processo biológico que pode explicar por que o exercício melhora o raciocínio e a memória. As descobertas sugerem que a atividade física fortalece o sistema de defesa natural do cérebro, ajudando a protegê-lo contra danos relacionados à idade.
À medida que as pessoas envelhecem, a barreira hematoencefálica se torna mais frágil. Essa rede de vasos sanguíneos, que normalmente protege o cérebro de substâncias nocivas que circulam na corrente sanguínea, pode se tornar permeável com o tempo, permitindo que compostos danosos entrem no tecido cerebral. Isso resulta em inflamação, que está relacionada ao declínio cognitivo e é frequentemente observada em distúrbios como a doença de Alzheimer.
Há alguns anos, a equipe de pesquisa descobriu que ratos que se exercitavam produziam níveis mais altos de uma enzima chamada GPLD1 em seus fígados. A GPLD1 parecia rejuvenescer o cérebro, mas havia um mistério: a própria enzima não consegue atravessar a barreira hematoencefálica, deixando os cientistas incertos sobre como ela proporcionava seus benefícios cognitivos.
A nova pesquisa oferece uma resposta.
Como a GPLD1 Reduz a Inflamação Cerebral
Os cientistas descobriram que a GPLD1 influencia outra proteína conhecida como TNAP. À medida que os ratos envelhecem, a TNAP se acumula nas células que formam a barreira hematoencefálica. Esse acúmulo enfraquece a barreira e aumenta a permeabilidade. Quando os ratos se exercitam, seus fígados liberam GPLD1 na corrente sanguínea. A enzima viaja até os vasos sanguíneos ao redor do cérebro e remove a TNAP da superfície dessas células, ajudando a restaurar a integridade da barreira.
“Esta descoberta mostra o quão relevante é o corpo para entender como o cérebro declina com a idade,” disse Saul Villeda, PhD, diretor associado do UCSF Bakar Aging Research Institute.
Villeda é o autor sênior do artigo, publicado na revista Cell em 18 de fevereiro.
Determinando o Papel da TNAP no Declínio Cognitivo
Para determinar como a GPLD1 exerce seus efeitos, a equipe se concentrou no que a enzima faz de melhor. A GPLD1 corta proteínas específicas da superfície das células. Os pesquisadores procuraram tecidos contendo proteínas que poderiam servir como alvos e suspeitaram que algumas dessas proteínas poderiam se acumular com a idade.
Células na barreira hematoencefálica se destacaram porque apresentavam vários possíveis alvos da GPLD1. Quando os cientistas testaram essas proteínas em laboratório, apenas uma foi removida pela GPLD1: a TNAP.
Experimentos adicionais confirmaram a importância da TNAP. Ratos jovens geneticamente modificados para produzir excesso de TNAP na barreira hematoencefálica apresentaram problemas de memória e cognitivos semelhantes aos observados em animais mais velhos.
Quando os pesquisadores reduziram os níveis de TNAP em ratos de 2 anos – que são equivalentes a 70 anos humanos – a barreira hematoencefálica tornou-se menos permeável, a inflamação diminuiu e os animais tiveram um melhor desempenho em testes de memória.
“Conseguimos explorar esse mecanismo tardiamente na vida dos ratos e ainda assim funcionou,” disse Gregor Bieri, PhD, pós-doutorando no laboratório de Villeda e co-primeiro autor do estudo.
Implicações para o Alzheimer e o Envelhecimento Cerebral
As descobertas sugerem que o desenvolvimento de medicamentos capazes de cortar proteínas como a TNAP poderia oferecer uma nova estratégia para restaurar a barreira hematoencefálica, mesmo após ter sido enfraquecida pelo envelhecimento.
“Estamos descobrindo biologia que a pesquisa sobre Alzheimer em grande parte deixou de lado,” disse Villeda. “Isso pode abrir novas possibilidades terapêuticas além das estratégias tradicionais que se concentram quase exclusivamente no cérebro.”
Autores: Outros autores da UCSF são Karishma Pratt, PhD; Yasuhiro Fuseya, MD, PhD; Turan Aghayev, MD; Juliana Sucharov; Alana Horowitz, PhD; Amber Philp, PhD; Karla Fonseca-Valencia; Rebecca Chu; Mason Phan; Laura Remesal, PhD; Andrew Yang, PhD; e Kaitlin Casaletto, PhD. Para todos os autores, veja o artigo.
Financiamento: O estudo foi apoiado em parte pelo National Institutes of Health (AG081038, AG086042, AG082414, AG077770, AG067740, P30 DK063720); Simons Foundation; Bakar Family Foundation; Cure Alzheimer’s Fund; Hillblom Foundation; Glenn Foundation; JSPS; Japanese Biochemistry Postdoctoral Fellowship; Multiple Sclerosis Foundation; Frontiers in Medical Research; American Federation for Aging Research; National Science Foundation; Bakar Aging Research Institute; Marc e Lynne Benioff.
