Pesquisadores da Universidade da Califórnia, em São Francisco, identificaram um processo biológico que pode explicar por que o exercício aguça o pensamento e a memória. As suas descobertas mostram que a actividade física fortalece o sistema de defesa interno do cérebro, ajudando a protegê-lo dos danos relacionados com a idade.
À medida que as pessoas envelhecem, a barreira hematoencefálica torna-se mais frágil. Esta densa rede de vasos sanguíneos normalmente protege o cérebro de substâncias nocivas que circulam no sangue. No entanto, com o tempo, pode vazar, permitindo que compostos nocivos entrem no tecido cerebral. O resultado é a inflamação, que está associada ao declínio cognitivo e é comumente observada em doenças como a doença de Alzheimer.
Há alguns anos, uma equipe de pesquisa descobriu que ratos que se exercitavam produziam níveis mais elevados de uma enzima chamada GPLD1 no fígado. O GPLD1 parecia rejuvenescer o cérebro, mas havia um mistério. A enzima em si não consegue entrar no cérebro, por isso os cientistas não sabem como ela produz os seus benefícios cognitivos.
Um novo estudo fornece uma resposta.
Como o GPLD1 reduz a inflamação cerebral
Os cientistas descobriram que o GPLD1 afeta outra proteína conhecida como TNAP. À medida que os ratos envelhecem, o TNAP acumula-se nas células que constituem a barreira hematoencefálica. Esse acúmulo enfraquece a barreira e aumenta a estanqueidade. Quando os ratos se exercitam, o fígado libera GPLD1 no sangue. A enzima viaja até aos vasos sanguíneos que rodeiam o cérebro e remove o TNAP da superfície destas células, ajudando a restaurar a integridade da barreira.
“Esta descoberta mostra como o corpo é essencial para a compreensão de como o cérebro se deteriora com a idade”, disse Saul Villeda, Ph.D., diretor associado do Instituto Bakar de Pesquisa do Envelhecimento da UCSF.
Vileda é autora sênior do artigo publicado na revista Celular 18 de fevereiro.
Identificando o papel do TNAP no declínio cognitivo
Para determinar como a GPLD1 exerce os seus efeitos, a equipa concentrou-se no que a enzima faz melhor. GPLD1 cliva proteínas específicas da superfície celular. Os pesquisadores procuraram tecidos contendo proteínas que pudessem servir como alvos e suspeitaram que algumas dessas proteínas poderiam se acumular com a idade.
As células da barreira hematoencefálica foram distinguidas por transportarem vários alvos possíveis de GPLD1. Quando os cientistas testaram essas proteínas em laboratório, apenas uma foi truncada pelo GPLD1: TNAP.
Outras experiências confirmaram a importância do TNAP. Camundongos 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 investigadores reduziram os níveis de TNAP em ratos de 2 anos de idade – o equivalente a 70 anos humanos – a barreira hematoencefálica tornou-se menos permeável, a inflamação diminuiu e os animais tiveram melhor desempenho nos testes de memória.
“Conseguimos ativar esse mecanismo tarde na vida em ratos, e ele ainda funcionou”, disse Gregor Bieri, Ph.D., pós-doutorado no laboratório de Willeda e um dos autores do estudo.
Implicações para a doença de Alzheimer e o envelhecimento do cérebro
As descobertas sugerem que o desenvolvimento de medicamentos capazes de reduzir proteínas como o TNAP poderia oferecer uma nova estratégia para restaurar a barreira hematoencefálica, mesmo depois de esta ter sido enfraquecida pelo envelhecimento.
“Estamos descobrindo uma biologia que tem sido amplamente negligenciada na investigação da doença de Alzheimer”, disse Villeda. “Isso pode abrir novas oportunidades terapêuticas além das estratégias tradicionais que se concentram quase exclusivamente no cérebro”.
Autores: Outros autores da UCSF são Karishma Pratt, Ph.D.; Yasuhiro Fusei, MD; Turan Agayev, médico; Yuliana Sucharova; Alana Horowitz, Ph.D.; Âmbar Philp, PhD; Carla Fonseca-Valência, licenciatura; Rebecca Chu; Mason Phan; Laura Remesal, Ph.D.; Andrew Yang, PhD; e Caitlin Casaletto, Ph.D. Sobre todos os autores, consulte
Financiamento: O estudo foi apoiado em parte pelos Institutos Nacionais de Saúde (AG081038, AG086042, AG082414, AG077770, AG067740, P30 DK063720); Fundação Simons; Fundação da Família Bakar; Fundação para a Doença de Alzheimer; a Fundação Hillblom; Fundação Glenn; JSPS; Bolsa Japonesa de Pós-Graduação em Bioquímica; Fundação para Esclerose Múltipla; Fronteiras na Pesquisa Médica; Federação Americana para Pesquisa sobre Envelhecimento; Fundação Nacional de Ciência; Instituto Bakar para Pesquisa do Envelhecimento; Marc e Lynne Benioff.
