ARTIGO_ConsideraçõesSobreEnvelhecimento

R. bras. Ci. e Mov. 2006; 14(2): 95-102

Consideraes sobre envelhecimento, memria e atividade fsicaConsiderations about aging, memory and physical activity

GONALVES, M.P.; TOMAZ, C.; SANGOI, C. Consideraes sobre envelhecimento, memria e atividade fsica. R. bras. Ci e Mov. 2006; 14(1): 101-108.

Resumo A atividade fsica est relacionada a inmeros benefcios fsicos e mentais colaborando para a manuteno da sade do crebro, envolvendo mudanas na plasticidade sinptica e influenciando mecanismos de aprendizagem e memria. Aps prtica de atividade fsica tem sido observado um incremento na expresso do BDNF (fator neurotrfico derivado do crebro), sendo este de fundamental importncia para manter a sobrevivncia e crescimento de muitos subtipos neuronais, surgindo como mediador-chave da eficincia sinptica. Apresentamos neste estudo, uma reviso sobre a influncia do exerccio fsico sobre a memria dos idosos, enfatizando seus benefcios em contrapartida s perdas cognitivas decorrentes do envelhecimento. PalavRas-chave memria, envelhecimento, atividade fsica

GONALVES, M.P.; TOMAZ, C.; SANGOI, C. Considerations about aging, memory and physical activity. R. bras. Ci e Mov. 2006; 14(1): 101-108.

abstRact Physical activity is related to countless physical and mental benefits collaborating for the maintenance of the health of the brain, involving changes in the synaptic plasticity and influencing learning and memory mechanisms. After practicing physical activity an increment has been observed in the expression of BDNF (brain derived neurotrofic factor), this being of fundamental importance to maintain the survival and growth of many neurons subtypes, appearing as key-mediator of the synaptic efficiency. We present in this study, a revision of the influence of physical exercise on memory in old people, emphasizing their benefits in compensation to the current cognitive losses induced by aging. KeywoRds memory, aging, physical activity

Marisa Pereira Gonalves1

Carlos tomaz2

Cludio sangoi3

Recebimento: 22/08/2005aceite: 23/03/2006

Endereo para correspondncia: Rua 1, No 77- Parque Alto da Colina, Camobi CEP: 97110-755 Santa Maria RS. E-mail: [email protected]

1 doutoranda em Cincias da sade UnB.2 Professor do Programa de Ps Graduao em Cin-

cias da sade - UnB. Campus Universitrio darcy Ribeiro, Braslia dF, 70910-900.

3 neurologista, Professor do departamento de Morfologia da Universidade Federal de santa Maria. Campus, Camobi, santa Maria Rs, 97105-900.

a pesquisa foi realizada no departamento de Fisi-oterapia e Reabilitao da Universidade Federal de santa Maria. endereo Postal: Faixa de Camobi , Km 09 Campus Universitrio , santa Maria Rs, 97105-900.

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Consideraes sobre envelhecimento, memria e atividade fsica

introduoEncontra-se amplamente descrito na lite-

ratura que a inatividade fsica est relacionada reduo de parmetros fisiolgicos capazes de afetar o estado de sade e a manuteno da autonomia do idoso e que a atividade fsica regular promove melhora das capacidades funcionais(1). O declnio na habilidade fsica e mental freqentemente associada com o envelhecimento tem implicaes sociais e econmicas que afetam a maioria das na-es. Conseqentemente, a manuteno da capacidade funcional e independncia do idoso pode ser benfica tanto ao indivduo quanto sociedade. Isto conduz ao propsito de considerar o exerccio fsico como uma relevante estratgia para melhorar o funcio-namento fisiolgico na velhice. Este estudo aborda uma reviso a respeito da atividade fsica destacando sua influncia na funo cognitiva dos idosos.

atividade fsica e envelhecimentoA atividade fsica atenua o processo

natural do envelhecimento, atravs da manu-teno de um estado saudvel, possibilitando a normalizao da vida do idoso, afastando os fatores de risco comuns terceira idade e promovendo uma melhor qualidade de vida a estes indivduos(2). A manuteno da sade do crebro e plasticidade ao longo da vida deve ser considerada como uma meta importante. Na literatura j est bem evidenciado que o constante desafio intelectual e exerccios fsicos podem auxiliar no alcance deste obje-tivo. Durante a ltima dcada, vrios estudos em humanos mostraram os benefcios do exerccio para a sade e funo do crebro, particularmente em idosos(3). Antunes(4) rea-lizou um estudo com 50 homens sedentrios e saudveis, de 60 a 75 anos. Metade deles passou a praticar atividade fsica (uma hora, trs vezes por semana) e os demais mantive-ram suas atividades normais. Testes fsicos e neuropsicolgicos realizados antes e aps seis meses demonstraram que o grupo praticante de atividade fsica apresentou aumento da ca-pacidade funcional, melhora em funes cog-nitivas como a memria, alm de benefcios como diminuio da presso arterial, melhora no desempenho cardaco, humor, auto-estima e qualidade do sono. O exerccio ativa cas-catas moleculares e celulares que mantm a plasticidade do crebro, promove a vasculari-

zao do crebro, a neurognese, assim como mudanas funcionais na estrutura neuronal(3). medida que aumenta a idade cronolgica, as pessoas tornam-se menos ativas e com as alteraes psicolgicas que acompanham a idade, ocorre uma facilitao da apario de doenas crnicas, que contribuem para deteriorar o processo de envelhecimento (5). A atividade fsica est associada preveno de doenas, manuteno do corpo forte e re-sistente, alm da melhoria nas relaes sociais devido convivncia em grupo, propiciadas pelo contato com outras pessoas de mesma idade durante o envolvimento com a prtica. O exerccio essencial para manter a inde-pendncia funcional em idosos, mantendo e melhorando a fora muscular, coordenao e equilbrio, reduzindo o risco de quedas e fraturas e a sua prtica regular um meio para melhorar a qualidade de vida curto e mdio prazos (6). Barnes et al.(7) realizaram um estudo longitudinal com durao de 6 anos, avaliando a aptido cardiorespiratria e funo cognitiva em idosos saudveis e concluiram que a aptido cardiorespiratria esta positivamente associada preservao de funo cognitiva protegendo os idosos contra a deficincia cognitiva. Contudo, no somente a aptido cardiorespiratria a principal responsvel pela condio de autonomia e qualidade de vida para o idoso podendo acrescentar tambm um eficiente componente muscular e flexibilidade na execuo de tarefas do cotidiano. No se pode pensar atualmente, em prevenir ou minimizar os efeitos do envelhecimento sem que alm das medidas gerais de sade, inclua-se a atividade fsica(5). Sendo assim, na literatura disponvel existem fortes evidncias que a prtica de exerccios fsicos e particularmente, exerccios que estimulem o incremento da capacidade ventilatria podem ser um fator estimulador do bem estar fsico-psico-social para os idosos.

Memria e exerccioO binmio, memria e exerccio, atu-

almente tende a possuir um papel de destaque nas pesquisas em neurocincias. Particularmente, em indivduos a partir da meia-idade, em razo do aparecimento de doenas degenerativas, mostrando ser crucial a interveno, sob o aspecto de estimulao comportamental e exerccios, para manuten-

Hudday MendesMarcador de texto



Hudday MendesSublinhado






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M.P. Gonalves et al.

o da sade do crebro. Os mecanismos, pelos quais o exerccio produz benefcios no crebro provavelmente envolvem mudanas na plasticidade sinptica. Recentemente o BDNF (brain derived neurotrofic factor, fator neurotrfico derivado do crebro) emergiu como um modulador crtico na plasticidade sinptica do crebro adulto. Isto acontece principalmente no hipocampo, uma rea do lobo temporal medial vital para o aprendiza-do e memria. A literatura atual reconhece que os exerccios fsicos contribuem para a sade do indivduo e funo cerebral. A prtica regular de exerccios tem como re-sultado diversas adaptaes orgnicas, frente exigncia metablica durante o estado de atividade corporal aumentado. A prtica de exerccios simples e contnuos ativam as cascatas moleculares e celulares que mantm a plasticidade do crebro, promove a vascu-larizao do crebro, neurognesis, funo e mudana nas estruturas neuronais(3). O exerccio em si pode iniciar alteraes mo-leculares no crebro e influenciar mecanis-mos de aprendizagem e memria. Estudos mostram que ratos expostos diariamente a corridas aumentaram seu desempenho em vrios testes de aprendizagem, inclusive no aprendizado espacial. Comparado aos sujeitos sedentrios controle, os ratos que correm produzem mudanas na captao de colina de alta-afinidade (marcador da funo colinrgica) no hipocampo e no crtex pa-rietal; aumento da densidade dos receptores muscarnicos; inibio da diminuio da densidade de receptores muscarnicos no hipocampo causados pelo envelhecimento; e aumento da imunoreatividade do hipocampo para selecionar neuropeptdeos. Em poucos dias de corrida voluntria observou-se um aumento da expresso de fatores trficos no hipocampo, como o fator neurotrfico deri-vado do crebro (BDNF). O exerccio conduz a mudanas no nvel de um grande nmero de cpias de genes muitos dos quais ligados atividade neuronal, estrutura sinptica e plas-ticidade neuronal atuando assim na facilitao do aprendizado e desempenho da memria(8). Os efeitos do exerccio fsico na funo mental foram estudados amplamente desde o princ-pio do sculo XX. Porm, alguns resultados contraditrios em pesquisas experimentais levaram os autores a identificar os principais fatores de controle metodolgico do estudo, tais como, a natureza da tarefa psicolgica

e, intensidade e durao do exerccio(9). O exerccio tambm pode ser considerado um fator de estresse e a variabilidade das respos-tas, envolvidas com esta prtica dependem das variveis mencionadas anteriormente. O treinamento atravs de exerccio ativo, treino especfico para a tarefa, mtodos ativos e passivos para preservar a extensibilidade do msculo, conduz a reorganizao do crebro e aperfeioamento do desempenho funcio-nal(10). Antunes(4), realizando uma pesquisa em idosos, verificou melhora das funes cognitivas destes indivduos quando submeti-dos ao exerccio aerbico. Considerou, assim, algumas hipteses que poderiam explicar a melhora destas funes como as alteraes humorais e hormonais envolvidas com esta prtica, ocorrendo em resposta ao exerccio, atravs dos hormnios adrenalina, noradre-nalina, ACTH, vasopressina, e os peptdeos opiides como a -endorfina, considerado um modulador fisiolgico da memria. Tais alteraes poderiam alterar longo prazo, a biossntese dos hormnios ou do metabolis-mo, atuando principalmente em regies do hipocampo, amgdala e septo medial e crtex entorrinal (regies criticamente relacionadas com os processos mnemnicos aquisio, armazenamento e evocao de informaes). As catecolaminas, vasopressina e ACTH so secretadas em proporo a quantidade de estresse com exceo da -endorfina que normalmente liberada por experincias emo-cionais. Desta forma, a autora refere que estas substncias poderiam, atravs de mecanismos reflexos, melhorar a consolidao da mem-ria. Uma outra hiptese refere que a melhora do desempenho cognitivo (principalmente no estado de humor) estaria relacionada a efeitos de alteraes bioqumicas envolvidas na liberao de serotonina e ativao de re-ceptores especficos(11). Durante o exerccio fsico a distribuio do triptofano, aminocido precursor da serotonina, seria alterado pela liplise, visto que uma concentrao crescente de cidos graxos livres no plasma deslocaria o triptofano de seus stios de ligao da albu-mina, elevando assim os nveis de triptofano livre, responsvel pela sntese de serotonina. Por outro lado, ocorreria um aumento da captao e da oxidao dos aminocidos de cadeia ramificada pelos msculos que esto sendo submetidos ao exerccio e a concen-trao destes aminocidos na circulao seria reduzida. Todo este processo estimularia a













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capacidade de captao do triptofano livre pelo crebro e promoveria tanto a sntese como a liberao de serotonina(4). O trip-tofano concorreria com os aminocidos de cadeia ramificada pelo transportador para passar pela barreira hemato-enceflica. Desta forma quanto maior a proporo de triptofano livre em relao aos aminocidos de cadeia ramificada, maiores seriam seus nveis no sistema nervoso central.

exerccios e neurotransmissoresOs neurotransmissores so substncias

qumicas produzidas nas terminaes dos axnios as quais so responsveis pela trans-ferncia de informaes entre as clulas ner-vosas. Entre os diversos neurotransmissores, o Glutamato, o GABA (cido gama amino butrico), a dopamina, a noradrenalina, a serotonina e a acetilcolina, so citados por serem considerados os principais neuro-transmissores envolvidos com os processos de memria(12). Alguns estudos apontam que a mudana nos nveis de neurotransmissores afeta o comportamento afetivo e motor, a percepo sensorial e a integrao sensrio-motora(13). Entretanto, at pouco tempo atrs, os estudos para examinar os nveis e a libe-rao de neurotransmissores eram feitos por tecido homogeneizado, os quais no indicavam a liberao dinmica no espao extracelular como nas sinapses, lquor e plasma. Contudo, novas tcnicas como a microdilise e a volta-metria foram desenvolvidas, o que permite a observao de resultados menos discrepantes pela mensurao in vivo com pequeno trauma tecidual(11). Assim, estudos tm demonstrado a atividade dos neurnios e as interaes dos neurotransmissores que controlam a ex-presso do gene BDNF no hipocampo, com o sinal mediado pelo glutamato. Diversos neurotransmissores modulatrios que con-vergem nos neurnios glutamatrgicos, como Ach, GABA, e monoaminas, poderiam afetar a expresso do BDNF(3).

expresso do gene BdnF (fator neurotrfico derivado do crebro)

Experincias com animais esclarecem as bases neurofisiolgicas atravs das quais o exerccio produz benefcios para a sade e a funo cognitiva. Cotman & Berchtold(3) rela-tam que aps o exerccio ocorre um aumento no BDNF, molcula que aumenta a sobrevi-

vncia neuronal, aumenta a aprendizagem e protege contra o declnio cognitivo. O BDNF regula os nveis de mRNA e de fatores impor-tantes da funo neural(14). Os pesquisadores Cotman & Berchtold(3) consideraram como hiptese em seu estudo a possibilidade que alguns aspectos beneficirios do exerccio ajam diretamente no maquinrio molecular do crebro por si mesmo, ao invs de agirem na sade em geral (como foi amplamente des-crito no incio dos anos 90). Para explorar a hiptese os autores elaboraram um protocolo para um estudo com animais (ratos), no qual o exerccio foi isolado como a varivel princi-pal. Utilizaram a corrida em roda voluntria porque permitiria aos ratos o quanto correr (evitando variveis confusas associadas ao estresse da corrida forada). O estudo, se-gundo os autores foi focado no BDNF porque ele suporta a sobrevivncia e crescimento de muitos subtipos neuronais incluindo os neurnios glutamatrgicos. Observaram que diversos dias de corrida voluntria na roda aumentaram os nveis de BDNF e RNAm no hipocampo, uma estrutura altamente plstica que normalmente associada com uma fun-o cognitiva mais alta ao invs de atividade motora. As mudanas nos nveis do RNAm foram detectadas nos neurnios, particular-mente nos do giro dentado, hilus e regio CA3. Estas mudanas apareceram em poucos dias tanto em ratos fmeas como em machos, sendo mantidas mesmo aps diversos dias de exerccio, e em iguais quantidades de incre-mento da protena BDNF. Adicionalmente ao hipocampo, a atividade de corrida aumentou os nveis de BDNF RNAm na coluna espinhal lombar, cerebelo e crtex, exceto no estria-tum. Embora outros fatores trficos, incluin-do o fator de crescimento neural (NGF) e o fator de crescimento fibroblstico 2 (FGF2), tambm foram induzidos no hipocampo em resposta ao exerccio, a manuteno de seus nveis foi transitria e menos evidentes do que a do BDNF, sugerindo que o mesmo um melhor candidato para mediar os exerccios a longo prazo no crebro.

Na Figura 1 observa-se que o BDNF transportado anterogradamente e retro-gradamente sinapse, onde ele potencializa a transmisso sinptica, participa na transcrio gentica, modifica a morfologia sinptica, e aumenta a resistncia do neurnio. O BDNF RNAm e nveis de protena aumentam em uma atividade dependente.









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Figura 1. caractersticas do BdnF como um candidato a mediar os benefcios do exerccio na sade mental. adaptado de Cotman & Berchtold (3).

Figura 2. ao do BdnF. adaptado de Cotman & Berchtold (3).

Na Figura 2, o BDNF liberado se liga ao seu receptor (TrkB) pr-sinapticamente para modificar a liberao de transmisso e ps-sinapticamente para modificar a sensi-bilidade, por exemplo, atravs da interao com os receptores NMDA. Em pesquisas com humanos tambm j foi observado que o exer-ccio e a estimulao comportamental podem manter ou melhorar a plasticidade cerebral aumentando a expresso do gene BDNF, sendo que a aprendizagem pode tambm ser facilitada por este mecanismo(3). Este surgiu como mediador chave da eficincia sinptica, conectividade do neurnio e plasticidade de uso-dependente. Nielsen & Nybo (15) referem ser o BDNF um modulador crucial de plas-ticidade sinptica e um predictor da eficcia do aprendizado. Os autores avaliaram a ca-pacidade que o exerccio voluntrio possui em interagir com os efeitos da dieta ao nvel mo-lecular, observando que dieta rica em gordura total reduz nveis de BDNF no hipocampo. Grupos de animais (ratos), foram submetidos a uma dieta altamente gordurosa e a exerccios de corrida durante dois meses, e foi con-

statado ao trmino do perodo que o exerccio impediu a diminuio do BDNF, prevenindo o dficit de aprendizagem induzido pela dieta. Uma investigao realizada no hipocampo de ratos velhos, submetidos a tratamento antide-pressivo e exerccios fsicos demonstrou que estes so responsivos ao tratamento associado aos exerccios com um incremento evidente nos nveis de BNDF(16). Embora os mecan-ismos que envolvem atividade-dependente, no Sistema Nervoso Central sejam alvo de grandes estudos demonstrando o incremento da expresso do gene BDNF no crebro, em pesquisas atuais, observam-se dados impor-tantes dos mecanismos de controle perifrico, tais como o estrognio, a costicosterona e o fator de crescimento-1 insulin-like(IGF-1) (3). Baixos nveis de estrognio (encontrados em mulheres ps-menopausa) comprom-etem a funo dos neurnios, sobrevivncia e sinaptognese (observado em modelos animais), e diminuem a disponibilidade de BDNF no hipocampo, correlacionando-se a uma diminuio no desempenho cogni-tivo. Outra condio que pode diminuir a







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disponibilidade de BDNF no hipocampo a exposio prolongada aos hormnios do estresse (corticosterides), sendo prejudi-cial sade e sobrevivncia de neurnios. A diminuio de BDNF produz um dficit na potenciao sinptica de longa durao (long-term potentiation LTP), interferindo negativamente na consolidao da memria. Adlard & Cotman (17) testaram a hiptese de que o exerccio pode impedir uma reduo de BDNF, no hipocampo, causada atravs da imobilizao aguda por meio do incre-mento de costicosterides. Para determinar se a reduo poderia ser evitada, os animais foram submetidos a exerccio trs semanas antes da imobilizao forada. Os resultados demonstraram que o exerccio fsico impediu os efeitos negativos da imobilizao e nveis altos de corticosterides. O IGF-1, um fator de crescimento relacionado a pr-insulina, um importante fator na sobrevivncia dos neurnios e oligodendrcitos participando no crescimento dos neurnios e sua diferen-ciao no crebro. Alm disto, o IGF-1 pode ser o mediador da regulao do gene BDNF, neurognese e habilidade nos exerccios para proteger o crebro de leses. Aps o exerccio os nveis de IGF-1 aumentam na periferia e

no crebro. Supe-se que o IGF-1 perifrico participa no efeito de neuroproteo do exer-ccio. Acredita-se que o IGF-1 perifrico inicia cascatas de fator de crescimento no crebro que podem alterar o curso dos mecanismos de plasticidade(3). O exerccio tambm pode reduzir a leso cerebral de acordo com es-tudos realizados em ratos sujeitos a ocluso da arteria cerebral mdia(18). Foi concludo que a reduo da leso aps exerccio pode ser atribuda a angiognesis e ao aumento de fatores neurotrficos (NGF-fator de crescimento do nervo e BNDF). Smith & Zigmond(19) sugerem que a atividade motora pode restabelecer um dano cerebral e que o exerccio fsico protege o crebro contra uma variedade de condies neurodegenerativas. O exerccio conduz ao aumento do nvel de clcio sendo este trans-portado no crebro. Isto aumentaria a sntese de dopamina do crebro, levando a possibilidade de que alguns sintomas de doenas de Parkin-son ou demncia senil poderiam ser aliviados atravs do exerccio(20). Assim, o aumento dos nveis BDNF, no hipocampo direcionados pelo exerccio controlado pela atividade dos neurnios, dos neurotransmissores e interaes com fatores perifricos, incluindo o estrognio, corticosterona e possivelmente o IGF-1.

Figura 3. Mecanismos pelos quais, a corrida voluntria conduz o crebro a representar a informao significativa a partir do meio ambiente. adaptado de Cotman & Berchtold (3).

Figura 4. o envolvimento do BdnF no aumento da representao da informao e resistncia neural mediado pelo exerccio. adaptado de Cotman & Berchtold (3).









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Na Figura 3 observa-se que o exerccio pode agir como uma ponte que leva o hipoc-ampo a responder estimulao do meio am-biente, enquanto assegura a viabilidade dos neurnios resistirem ao dano. Estas respostas levam a um fortalecimento do crebro de um modo uso-dependente.

A Figura 4 demonstra que o aumento da representao da informao e resistncia neural mediado pelo exerccio pode envolver fatores como o BDNF. Fatores mltiplos con-trolam a expresso do BDNF no hipocampo. Este expressado nos neurnios glutamatr-gicos e seus nveis so modulados pela ativi-dade neural e imput de neurotransmissores a partir do septo medial, rafe e lcus ceruleus. As mudanas do gene BDNF dependente do exerccio so moduladas pelos imputs combi-nados de ACh e GABA, noradrenalina (NE) e fatores perifricos. A expresso do gene tambm dependente do estado do hormnio

esteride (estrognio e corticosterona) e do fator de crescimento (IGF-1) no crebro.

Consideraes finaisO organismo humano, com o avanar

da idade entra em lento processo de dege-nerao, acarretando a perda gradual da capacidade funcional podendo levar o idoso incapacidade para realizar as atividades de vida diria, ocorrendo perdas no domnio cognitivo e disfunes fsicas as quais contri-buem para a reduo da sua independncia. Importante salientar alteraes visuais, audi-tivas, distrbios de humor, prejuzos cognitivos, principalmente deficincias de memria. O exerccio voluntrio, por sua vez, pode aumen-tar os nveis no crebro do fator neurotrfico BDNF e outros fatores de crescimento esti-mulando assim a neurognesis, aumentando a resistncia do crebro a injrias, melhorando o desempenho neurocognitivo.

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