Proteínas mitocondriais revelam o mecanismo pelo qual o exercício físico melhora a memória, o aprendizado e a atividade motora na encefalopatia hipóxica isquêmica, modelo de rato, parte 1

Abstrato:

Fundamento: Foi demonstrado que o exercício físico melhora as funções cognitivas e motoras, promovendo a neurogênese e demonstrando benefícios terapêuticos em doenças neurodegenerativas.

Os benefícios físicos do exercício vão além de apenas manter o corpo saudável. Também ajuda a melhorar a função cerebral, especialmente a memória. A pesquisa mostra que o exercício regular fortalece as conexões neuronais no cérebro e promove uma circulação sanguínea saudável.

Existem várias maneiras de melhorar a memória através de exercícios. Entre eles, os exercícios aeróbicos são particularmente eficazes, como corrida, ciclismo, natação, etc. Esses exercícios aumentam a frequência cardíaca e respiratória e aumentam a circulação sanguínea no corpo. Mais importante ainda, o exercício aeróbico também pode estimular o cérebro a liberar neurotransmissores como a dopamina, melhorando o humor, aumentando os limiares de ansiedade e reduzindo a depressão e outros problemas.

Além disso, o treinamento de força também pode ajudar a melhorar a memória. Este tipo de treino ajuda a aumentar os níveis metabólicos do corpo e promove a excreção de mais ácidos graxos. Isso ajuda a aumentar os níveis de lipídios no sangue, o que tem um efeito positivo na função cerebral.

Além disso, exercícios de baixa intensidade, como ioga, também podem ajudar a fortalecer as conexões neuronais no cérebro. Este tipo de exercício tem um impacto suave no cérebro e pode acalmá-lo e relaxá-lo.

Em conjunto, o impacto do exercício na saúde humana é muito importante, especialmente na melhoria da função cerebral. Não importa o tipo de exercício que escolhamos, desde que persistamos e perseveramos, obteremos resultados positivos, permitindo-nos viver uma vida saudável, relaxada e feliz! Percebe-se que precisamos melhorar a memória, e a Cistanche deserticola pode melhorar significativamente a memória porque a Cistanche deserticola é um material medicinal tradicional chinês que tem muitos efeitos únicos, um dos quais é melhorar a memória. A eficácia da Cistanche deserticola vem dos múltiplos ingredientes ativos que contém, incluindo ácido tânico, polissacarídeos, glicosídeos flavonóides, etc.

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No entanto, é crucial investigar os mecanismos celulares e moleculares pelos quais isso ocorre. O estudo teve como objetivo examinar e avaliar o efeito do exercício de natação nas alterações das proteínas mitocondriais no cérebro de ratos com encefalopatia hipóxico-isquêmica (EHI). Métodos: os testes do pólo vertical e do labirinto aquático de Morris foram utilizados para avaliar as funções motoras e cognitivas dos animais, e western blot e imunofluorescência do tecido cerebral foram utilizados para avaliar os biomarcadores de apoptose mitocondrial e estabilidade das cristas em resposta ao treinamento físico.

Foram utilizados quatro grupos de ratos: (1) grupo sedentário simulado (SHAM, NT), (2) grupo simulado de treinamento físico (SHAM, T) (3) grupo sedentário com encefalopatia hipóxico-isquêmica (HIE, NT) e (4) grupo sedentário com encefalopatia hipóxica. -grupo de treinamento físico para encefalopatia isquêmica (HIE, T).

Resultados: os animais com EHI apresentaram déficits motores e cognitivos, bem como aumento da expressão de proteínas apoptóticas. O exercício, por outro lado, melhorou as funções motoras e cognitivas, ao mesmo tempo que suprimiu a expressão de proteínas apoptóticas.

Conclusões: Ao estabilizar as cristas mitocondriais e suprimir a cascata apoptótica, o exercício físico proporcionou neuroproteção na lesão cerebral induzida por isquemia hipóxica.

1. Introdução

A encefalopatia hipóxico-isquêmica (EHI) é um tipo de dano grave ao sistema nervoso central em neonatos causado por hipóxia perinatal. A EHI é a principal causa de morte infantil em recém-nascidos a termo e prematuros, bem como de problemas crônicos graves, incluindo paralisia cerebral, anormalidades neurossensoriais e déficits cognitivos [1,2].

A EHI afeta 1 a 8 em cada 1.000 nascidos vivos em países desenvolvidos e até 26 em cada 1.000 nascidos vivos em países em desenvolvimento, sendo responsável por até 23% de todas as mortes infantis em todo o mundo [3,4].

Anomalias perinatais, como hipóxia, podem causar danos cerebrais, que são comumente seguidos por distúrbios neurológicos, como paralisia cerebral ou retardo mental. Os processos que causam danos cerebrais em recém-nascidos permanecem obscuros; no entanto, as mitocôndrias desempenham um papel crítico, não só são essenciais para o metabolismo, mas também contêm várias proteínas com capacidade apoptótica [5].

O exercício reduz os déficits motores induzidos por lesões cerebrais, suprimindo a morte celular neuronal apoptótica no córtex motor [6]. Além disso, ganhou reputação entre os fisioterapeutas pediátricos como uma intervenção de escolha para crianças com paralisia cerebral [7].

Com evidências crescentes de estudos em animais e humanos que apoiam a visão de que o exercício físico aumenta a neuroplasticidade e, portanto, reduz o risco de várias doenças neurodegenerativas [8–10]. Embora muitos estudos [11–14] concordem que o exercício físico melhora a função cerebral ao promover a neuroplasticidade e a cognição, poucos procuraram elucidar a resposta das proteínas mitocondriais envolvidas na apoptose ao exercício físico.

Sendo o exercício tão importante para manter uma boa saúde regularmente, uma melhor compreensão dos mecanismos moleculares pelos quais o exercício proporciona efeitos benéficos ao corpo é fundamental para identificar caminhos mais específicos que podem ser manipulados para prevenir ou tratar doenças [15].

As mitocôndrias desempenham um papel importante na neurodegeneração neonatal após o estresse por hipóxia, e sua disfunção é um estágio crítico na progressão neurodegenerativa, que está associada à subsequente indução de vias de morte celular que é uma marca registrada da lesão hipóxico-isquêmica [16].

As mitocôndrias ativam várias vias de sinalização apoptótica e interações proteicas, incluindo; citocromo c (Cyto. C), fator indutor de apoptose (AIF), endonuclease G (Endo G) e segundo ativador de caspase derivado de mitocôndrias (Smac), para descarregar proteínas pró-apoptóticas das intermembranas, culminando em apoptose intrínseca [17 ,18].

A via mitocondrial, que sinaliza a morte celular por apoptose, é ativada por uma variedade de estressores, incluindo a isquemia hipóxica. A permeabilização da membrana mitocondrial externa, OMM [também conhecida como permeabilização da membrana externa mitocondrial (MOMP)] é o evento primário na apoptose mediada por mitocôndrias, permitindo que diferentes proteínas mitocondriais se mudem para o citosol e aumentando a ativação da procaspase [19].

Além disso, [20] relataram que o exercício aumenta o número de cópias do DNA mitocondrial (mtDNA) no córtex e no hipocampo, que é diretamente afetado pela HIE. Este estudo examinou os efeitos do exercício no desempenho cognitivo e motor, destacando a resposta das proteínas apoptóticas mitocondriais. após insulto hipóxico-isquêmico e exercício.

Nós investigamos os efeitos do exercício de natação na apoptose mitocondrial no hipocampo e no córtex cerebral no comprometimento motor e cognitivo induzido por HIE.
2. Resultados

2.1. Exercício de natação promove desempenho motor e cognitivo

Conduzimos os testes do pólo vertical e do labirinto aquático de Morris (MWM) para determinar se o exercício de natação melhora o desempenho motor, de aprendizagem e de memória espacial em ratos HIE.

Segundo [21], o teste do pólo vertical é utilizado para avaliar o desempenho motor, e os resultados da Figura 1A mostraram que o desempenho motor dos ratos HIE foi inferior ao dos ratos controle (p < 0.{{ 4}}5). O exercício de natação, por outro lado, melhorou o desempenho motor dos ratos, embora não estatisticamente significativo (p <0,05). O MWM é uma tarefa de aprendizagem espacial que exige que os ratos localizem uma plataforma escondida em uma piscina anopaca de água usando dicas visuais.

A aquisição de aprendizagem espacial em ratos controle e ratos HIE foi observada como latência reduzida para alcançar a plataforma oculta no dia 6. Os ratos que realizaram exercícios de natação superaram significativamente os ratos controle, como mostrado na Figura 1B.

Para avaliar a memória de referência, realizamos um teste de sondagem 24 horas após a última sessão de treinamento (dia 6), que foi conduzido sem a plataforma oculta. quadrante alvo (Figura 1E). Durante as sessões de MWM, os ratos de controle e treinamento físico percorreram distâncias variadas e nadaram em velocidades variadas (Figura 1C, D).

Esses achados sugerem que o exercício de natação melhora a função motora e cognitiva. Tomados em conjunto, nossos resultados apoiam o conceito de que o exercício melhora a função motora, o aprendizado espacial e a retenção da memória.

2.2. Proteínas mitocondriais no citoplasma do hipocampo

Os indicadores de apoptose mitocondrial na porção citosólica; citocromo c, fator indutor de apoptose (AIF) e caspase clivada-3, bem como Smac/Diablo e OPAl, aumentaram apreciavelmente em HlE, como demonstrado pela semiquantificação de Western blot (Figura 2).

Citocromo c (Figura 2B), caspase clivada -3 (Figura 2C), AlF (Figura 2A) e Smac/Diablo (Figura 2D) foram todos expressos de forma diferente em HlE com e sem exercício, mas não houve estatisticamente significativo diferença quando comparado com SHAM, NT. No entanto, o citosólicoOPA1 apresentou diferença estatisticamente significativa em HIE, NT, Figura 2E.

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