Pesquisadores da Universidade da Califórnia, em São Francisco, identificaram um processo biológico que pode explicar por que a prática de exercícios melhora o raciocínio e a memória. Os resultados 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 vulnerável. Essa rede densa de vasos sanguíneos normalmente protege o cérebro de substâncias nocivas que circulam na corrente sanguínea. No entanto, com o tempo, ela pode se tornar permeável, permitindo que compostos prejudiciais entrem nos tecidos cerebrais. O resultado é a inflamação, que está ligada ao declínio cognitivo e é frequentemente observada em distúrbios como a doença de Alzheimer.
Vários anos atrás, a equipe de pesquisa descobriu que camundongos em exercício produziam níveis mais elevados de uma enzima chamada GPLD1 em seus fígados. O GPLD1 parecia rejuvenescer o cérebro, mas havia um mistério. A própria enzima não consegue atravessar a barreira hematoencefálica, deixando os cientistas inseguros sobre como ela proporcionava seus benefícios cognitivos.
A nova pesquisa fornece uma resposta.
Como GPLD1 Reduz a Inflamação Cerebral
Os cientistas descobriram que o GPLD1 influencia uma outra proteína conhecida como TNAP. À medida que os camundongos envelhecem, o TNAP se acumula nas células que formam a barreira hematoencefálica. Esse acúmulo enfraquece a barreira e aumenta sua permeabilidade. Quando os camundongos se exercitam, seus fígados liberam GPLD1 na corrente sanguínea. A enzima viaja para os vasos sanguíneos ao redor do cérebro e remove o 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 Instituto de Pesquisa sobre Envelhecimento Bakar da UCSF.
Villeda é o autor sênior do artigo, que foi publicado na revista Cell em 18 de fevereiro.
Identificando o Papel do TNAP no Declínio Cognitivo
Para determinar como o GPLD1 exibe seus efeitos, a equipe se concentrou no que a enzima faz melhor. O GPLD1 corta proteínas específicas da superfície das células. Os pesquisadores buscaram tecidos que contivessem proteínas que pudessem servir como alvos e suspeitaram que algumas dessas proteínas poderiam se acumular com a idade.
As células da barreira hematoencefálica se destacaram porque carregavam vários possíveis alvos do GPLD1. Quando os cientistas testaram essas proteínas em laboratório, apenas uma foi reduzida pelo GPLD1: o TNAP.
Experimentos adicionais confirmaram a importância do TNAP. Camundongos jovens geneticamente modificados para produzir excesso de TNAP na barreira hematoencefálica apresentaram problemas de memória e cognição semelhantes aos vistos em animais mais velhos.
Quando os pesquisadores diminuíram os níveis de TNAP em camundongos de 2 anos — que equivalem a 70 anos humanos — a barreira hematoencefálica se tornou menos permeável, a inflamação diminuiu e os animais melhoraram no desempenho em testes de memória.
“Fomos capazes de acessar esse mecanismo tarde na vida, para os camundongos, e ainda assim funcionou,” disse Gregor Bieri, PhD, um pós-doutorando no laboratório de Villeda e co-primeiro autor do estudo.
Implicações para a Doença de Alzheimer e o Envelhecimento Cerebral
Os resultados sugerem que o desenvolvimento de medicamentos capazes de cortar proteínas como o TNAP poderia oferecer uma nova estratégia para restaurar a barreira hematoencefálica, mesmo após ter sido enfraquecida pelo envelhecimento.
“Estamos descobrindo uma biologia que a pesquisa sobre Alzheimer têm amplamente negligenciado,” afirmou Villeda. “Isso pode abrir novas possibilidades terapêuticas além das estratégias tradicionais que se concentram quase exclusivamente no cérebro.”
Autores: Outros autores da UCSF incluem Karishma Pratt, PhD; Yasuhiro Fuseya, MD, PhD; Turan Aghayev, MD; Juliana Sucharov; Alana Horowitz, PhD; Amber Philp, PhD; Karla Fonseca-Valencia, grau; 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 pelos Institutos Nacionais de Saúde (AG081038, AG086042, AG082414, AG077770, AG067740, P30 DK063720); Fundação Simons; Fundação Bakar; Fundo de Curação do Alzheimer; Fundação Hillblom; Fundação Glenn; JSPS; Bolsa de Pós-Doutorado em Bioquímica Japonesa; Fundação Esclerose Múltipla; Fronteiras em Pesquisa Médica; Federação Americana para Pesquisa do Envelhecimento; Fundação Nacional da Ciência; Instituto de Pesquisa sobre Envelhecimento Bakar; Marc e Lynne Benioff.
