O Segredo da Mente Renovada: Como o Exercício Físico Remodela seu Cérebro e Impulsiona a Cognição

O Exercício como a "Pílula Mágica" para o Cérebro

O exercício físico não é apenas vital para a saúde do corpo, mas emerge como uma poderosa estratégia não farmacológica para a remodelação cerebral. Estudos robustos em humanos e animais demonstram que a atividade física pode aprimorar a memória, otimizar a função cognitiva e oferecer um papel protetor contra diversas doenças neurológicas relacionadas à idade.

Os benefícios do exercício físico para a saúde cognitiva são evidentes:

• Melhora da memória e capacidade de aprendizado.

• Aumento da função motora.

• Regulação aprimorada do humor.

• Fortalecimento da reabilitação motora.

Mas como o simples ato de se movimentar realiza essa transformação profunda? A resposta reside em três mecanismos biológicos principais: a regulação da epigenética, o aprimoramento da neuroplasticidade e a modulação dos fatores neurotróficos.

Exercício Físico e a Revolução Epigenética no Cérebro

A epigenética refere-se a mudanças na expressão e regulação dos genes sem alterar a sequência do DNA em si. É um mecanismo crucial que permite ao ambiente (como o exercício) influenciar como nossos genes se comportam. O exercício é um poderoso regulador epigenético, atuando em diversos níveis.

Modificação de Histonas e Desempenho Cognitivo

As histonas são proteínas em torno das quais o DNA se enrola. A modificação dessas histonas pode tornar o DNA mais acessível (ativando genes) ou menos acessível (inibir genes) para a transcrição.

O exercício afeta diretamente essas modificações:

• Ativação de HAT e Redução de HDAC: O exercício pode aumentar a atividade da histona acetiltransferase (HAT) e diminuir a atividade da histona desacetilase (HDAC) no hipocampo.

• Melhora Cognitiva: Essa alteração na atividade de HAT e HDAC tem sido associada à melhora da função cognitiva e à formação da memória.

• Resposta ao Estresse: O movimento também induz a fosfoacetilação da histona H3, um processo ligado ao aumento da capacidade de lidar com o estresse e à melhora cognitiva em distúrbios relacionados ao estresse e à depressão.

Metilação do DNA e Ativação do BDNF

A metilação do DNA é outro processo epigenético crucial. O exercício, tanto agudo quanto crônico, pode influenciar significativamente a metilação do DNA de forma específica para cada gene.

Um alvo primário é o gene do Fator Neurotrófico Derivado do Cérebro (BDNF).

• O exercício promove a desmetilação do DNA no promotor IV do gene Bdnf.

• Essa desmetilação leva ao aumento da transcrição e tradução do BDNF.

• O BDNF é um fator essencial para a plasticidade sináptica e a cognição.

MicroRNAs (miRNAs) e Proteção Neuronal

Os miRNAs são pequenas moléculas de RNA que regulam a expressão gênica pós-transcricional. Eles estão envolvidos na patogênese de doenças neurológicas como a Doença de Alzheimer (DA) e a Doença de Parkinson (DP).

O exercício pode modular esses miRNAs, conferindo neuroproteção:

• O exercício pode inibir a alta expressão de miRNAs (como o miRNA-132) que estão aumentados em modelos de declínio cognitivo, melhorando a cognição.

• Essa regulação de miRNAs também pode promover a proliferação de células precursoras neurais, sendo um novo alvo terapêutico para o envelhecimento patológico do cérebro.

Neuroplasticidade: O Poder da Adaptação Cerebral pelo Movimento

A neuroplasticidade é a capacidade intrínseca do sistema nervoso de iniciar respostas adaptativas. Isso ocorre por meio da melhoria de sua estrutura, função e conexões. O exercício potencializa essa capacidade em adultos, o que é fundamental para o reparo após lesões cerebrais.

Plasticidade Sináptica e Memória Duradoura

A plasticidade sináptica, a capacidade das sinapses de se fortalecerem ou enfraquecerem ao longo do tempo, é o alicerce molecular da memória e do aprendizado.

• Potenciação de Longo Prazo (LTP): O exercício aumenta a força sináptica, aprimorando a LTP, um mecanismo crucial para o aprendizado e a memória.

• Proteção contra a DA: Em modelos de DA, o exercício protege a transmissão sináptica e a LTP, normalizando moléculas relacionadas à plasticidade, como o BDNF.

• Aumento de Receptores: O movimento voluntário aumenta os níveis de transcrição de subtipos de receptores NMDA e do próprio BDNF no giro denteado, reduzindo o limiar de LTP e promovendo a neurogênese.

Remodelação Dendrítica e Regulação do Humor

A morfologia dos dendritos e a densidade das espinhas dendríticas são fatores críticos para o funcionamento normal do sistema nervoso. A degeneração dessas estruturas está ligada a distúrbios como depressão e Doença de Parkinson (DP).

O exercício reverte esses déficits estruturais:

• Complexidade Aumentada: A atividade física aumenta a complexidade dendrítica em várias sub-regiões do hipocampo.

• DP e Depressão: Em modelos de DP, o exercício previne a perda da densidade das espinhas dendríticas. Em modelos de estresse, o movimento reverte a atrofia dendrítica e a perda de espinhas, levando a melhorias na memória espacial e no comportamento depressivo.

Neurogênese Hipocampal Adulta: Criando Novos Neurônios

A neurogênese hipocampal adulta (NHA) é o processo de renovação e regeneração de neurônios a partir de células-tronco neurais na zona subgranular do hipocampo. O declínio da NHA tem sido associado ao declínio cognitivo relacionado ao envelhecimento.

O exercício é um dos promotores mais eficazes da NHA:

• Proliferação e Sobrevivência Celular: O movimento aumenta a proliferação, sobrevivência e diferenciação neuronal no hipocampo de camundongos adultos.

• Melhora Cognitiva: A NHA aprimorada pelo exercício leva ao aumento da capacidade de armazenamento hipocampal.

• Terapia contra o Estresse: O exercício reverte a supressão da proliferação celular induzida pelo estresse, melhorando sintomas de depressão e memória espacial.

• Dinâmica do Ciclo Celular: O mecanismo por trás disso envolve o encurtamento do tempo do ciclo celular das células progenitoras neurais, otimizando o processo de criação de novos neurônios.

Fatores Neurotróficos: Os Mensageiros Químicos do Exercício

Os fatores neurotróficos são proteínas que sustentam a sobrevivência, diferenciação e função dos neurônios. O exercício regula a expressão desses fatores, funcionando como mediadores essenciais de seus efeitos cerebrais.

O Papel Central do BDNF

O Fator Neurotrófico Derivado do Cérebro (BDNF) é um dos neurotrofinas mais estudadas e críticas.

• Aumento nos Níveis: O exercício aumenta os níveis de BDNF, que estão tipicamente reduzidos na população idosa.

• Plasticidade e Cognição: O BDNF media a eficácia do exercício na plasticidade sináptica e na cognição.

• Mecanismo Chave: O BDNF atua ativando o receptor TrkB, que induz a fosforilação de receptores NMDA, fortalecendo a eficiência sináptica.

IGF-1, VEGF e a Angiogênese

Outros fatores cruciais são o Fator de Crescimento Semelhante à Insulina 1 (IGF-1) e o Fator de Crescimento Endotelial Vascular (VEGF).

• IGF-1: É vital para a proliferação de precursores neurais e diferenciação neuronal. O exercício aumenta o IGF-1, ativando vias de sinalização que promovem a formação de sinapses e a mielinização axonal.

• VEGF: É um fator poderoso que induz a angiogênese (formação de novos vasos sanguíneos). O exercício aumenta os níveis de VEGF, que pode atravessar a barreira hematoencefálica e promover a neurogênese hipocampal. A neurogênese está intrinsecamente ligada à angiogênese.

Irisina, Lactato e Outros Mediadores Periféricos

O exercício também mobiliza substâncias metabólicas e hormonais na periferia que atuam no cérebro.

• Irisina (FNDC5): É um hormônio circulante induzido pelo exercício. Seus níveis estão reduzidos em pacientes com DA. Aumentar a irisina pode proteger a plasticidade sináptica e a função da memória contra danos induzidos pela DA.

• Cathepsin B (CTSB): Uma enzima que tem sua expressão plasmática aumentada pelo exercício, correlacionada com melhorias na memória espacial e neurogênese.

• Lactato: Conhecido produto final do exercício intenso, pode atravessar a barreira hematoencefálica e aumentar a expressão de BDNF e promover a neurogênese. O lactato atua como um substrato energético e um fator de sinalização no cérebro.

Conclusão: O Caminho para um Cérebro Mais Forte e Resiliente

O exercício físico é, sem dúvida, uma das intervenções mais eficazes e acessíveis para manter e restaurar a saúde do sistema nervoso.

As evidências científicas mostram que o movimento não se limita a retardar o declínio cognitivo; ele pode, ativamente, reverter os efeitos do envelhecimento e reduzir a vulnerabilidade a doenças neurológicas.

Ao integrar a atividade física na rotina, você está investindo em:

• Ajustes epigenéticos que otimizam a expressão de genes chave.

• O aprimoramento da neuroplasticidade, promovendo a criação de novas conexões e neurônios.

• A inundação do cérebro com fatores neurotróficos protetores, como o BDNF e a Irisina.

Dada a profundidade desses mecanismos, o exercício físico tem o potencial de ser mais do que apenas um complemento, mas uma terapia não medicamentosa fundamental para pacientes com diversas condições neurológicas. O futuro do tratamento e da prevenção de doenças neurológicas está intrinsecamente ligado ao nosso incentivo ao movimento. Mantenha-se ativo e construa um cérebro mais forte, adaptável e resiliente.

REFERÊNCIA: Liang J, Wang H, Zeng Y, Qu Y, Liu Q, Zhao F, Duan J, Jiang Y, Li S, Ying J, Li J, Mu D. Physical exercise promotes brain remodeling by regulating epigenetics, neuroplasticity and neurotrophins. Rev Neurosci. 2021 Feb 15;32(6):615-629. doi: 10.1515/revneuro-2020-0099. PMID: 33583156.