Estudar os sinais químicos da contração das células musculares aponta para maneiras de melhorar a saúde do cérebro com o exercício.
Os pesquisadores de Beckman estudaram como os sinais químicos dos músculos em contração promovem cérebros saudáveis. Suas descobertas revelam como esses sinais ajudam a crescer e regular novas redes cerebrais, ao mesmo tempo em que apontam maneiras de melhorar a saúde do cérebro por meio do exercício.
A atividade física é frequentemente citada como um meio de melhorar a saúde física e mental. Pesquisadores do Instituto Beckman de Ciência e Tecnologia Avançada mostraram que também pode melhorar a saúde do cérebro de forma mais direta. Eles estudaram como os sinais químicos liberados pelos músculos em exercício promovem o desenvolvimento neuronal no cérebro.
Seu trabalho foi publicado na revista Neuroscience.
Quando os músculos se contraem durante o exercício, como um bíceps trabalhando para levantar um peso pesado, eles liberam uma variedade de compostos na corrente sanguínea. Esses compostos podem viajar para diferentes partes do corpo, incluindo o cérebro. Os pesquisadores estavam particularmente interessados em como o exercício poderia beneficiar uma parte específica do cérebro chamada hipocampo.
“O hipocampo é uma área crucial para o aprendizado e a memória e, portanto, para a saúde cognitiva”, disse Ki Yun Lee, Ph.D. estudante de ciência mecânica e engenharia na Universidade de Illinois Urbana-Champaign e principal autor do estudo. Compreender como o exercício beneficia o hipocampo pode, portanto, levar a tratamentos baseados em exercícios para uma variedade de condições, incluindo a doença de Alzheimer.
Para isolar as substâncias químicas liberadas pela contração dos músculos e testá-las nos neurônios do hipocampo, os pesquisadores coletaram pequenas amostras de células musculares de camundongos e as cultivaram em placas de cultura celular no laboratório. Quando as células musculares amadureceram, elas começaram a se contrair por conta própria, liberando seus sinais químicos na cultura celular.
A equipe de pesquisa adicionou a cultura, que agora continha os sinais químicos das células musculares maduras, a outra cultura contendo neurônios do hipocampo e outras células de suporte conhecidas como astrócitos. Usando várias medidas, incluindo imagens imunofluorescentes e de cálcio para rastrear o crescimento celular e matrizes de múltiplos eletrodos para registrar a atividade elétrica neuronal, eles examinaram como a exposição a esses sinais químicos afetava as células do hipocampo.
Os resultados foram impressionantes. A exposição aos sinais químicos das células musculares em contração fez com que os neurônios do hipocampo gerassem sinais elétricos maiores e mais frequentes – um sinal de crescimento e saúde robustos. Em poucos dias, os neurônios começaram a disparar esses sinais elétricos de forma mais sincronizada, sugerindo que os neurônios estavam formando uma rede mais madura e imitando a organização dos neurônios no cérebro.
No entanto, os pesquisadores ainda tinham dúvidas sobre como esses sinais químicos levaram ao crescimento e desenvolvimento dos neurônios do hipocampo. Para descobrir mais sobre o caminho que liga o exercício a uma melhor saúde do cérebro, eles se concentraram no papel dos astrócitos na mediação dessa relação.
“Os astrócitos são os primeiros a responder no cérebro antes que os compostos dos músculos cheguem aos neurônios”, disse Lee. Talvez, então, eles tenham desempenhado um papel em ajudar os neurônios a responder a esses sinais.
Os pesquisadores descobriram que a remoção de astrócitos das culturas de células fazia com que os neurônios disparassem ainda mais sinais elétricos, sugerindo que sem os astrócitos, os neurônios continuariam a crescer – talvez até um ponto em que se tornariam incontroláveis.
“Os astrócitos desempenham um papel crítico na mediação dos efeitos do exercício”, disse Lee. “Ao regular a atividade neuronal e prevenir a hiperexcitabilidade dos neurônios, os astrócitos contribuem para o equilíbrio necessário para a função cerebral ideal”.
Compreender a via química entre a contração muscular e o crescimento e regulação dos neurônios do hipocampo é apenas o primeiro passo para entender como o exercício ajuda a melhorar a saúde do cérebro.
“Em última análise, nossa pesquisa pode contribuir para o desenvolvimento de regimes de exercícios mais eficazes para distúrbios cognitivos, como a doença de Alzheimer”, disse Lee.
Publicado em 23/05/2023 09h46
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