O papel das alterações agudas em mBDNF, cortisol e pro

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 9418 (2023) Citar este artigo

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A interação entre os biomarcadores de relevância para a neuroplasticidade e sua associação com o aprendizado e a capacidade cognitiva na velhice permanece pouco compreendida. O presente estudo investigou mudanças agudas nas concentrações plasmáticas de fator neurotrófico derivado do cérebro maduro (mBDNF), sua proteína precursora (pró-BDNF) e cortisol, em resposta a exercícios físicos agudos e intervenções de treinamento cognitivo, sua covariação e papel na previsão de desempenho. Os resultados confirmatórios não forneceram suporte para mBDNF, pró-BDNF e cortisol covariando ao longo do tempo, à medida que as intervenções agudas se desenrolavam, mas confirmaram uma associação positiva entre mBDNF e pró-BDNF em repouso. Os resultados confirmatórios não apoiaram a hipótese de que a alteração do mBDNF após o exercício físico foi neutralizada por alterações acopladas temporalmente no cortisol ou pró-BDNF, ou pelo cortisol em repouso, em seu efeito facilitador previamente demonstrado no resultado do treinamento cognitivo. Em vez disso, os resultados exploratórios forneceram indicações de um benefício cognitivo geral e semelhante ao traço de exibir maior capacidade de resposta do mBDNF a intervenções agudas quando associado a menor capacidade de resposta do cortisol, maior capacidade de resposta do pró-BDNF e menor cortisol em repouso. Como tal, os resultados exigem trabalhos futuros para testar se certos perfis de biomarcadores estão associados à cognição preservada na velhice.

O fator neurotrófico derivado do cérebro maduro (mBDNF) é uma neurotrofina essencial para a plasticidade neuronal e o aprendizado1,2,3. É produzido como uma proteína precursora, o pró-BDNF, que tem função biológica oposta ao mBDNF, afetando negativamente a plasticidade neuronal quando superexpresso4,5. O cortisol, que é um glicocorticóide envolvido na mediação da resposta ao estresse, também demonstrou ter efeitos negativos na plasticidade neuronal6,7. Os efeitos aparentemente opostos do mBDNF e do cortisol nos processos neuroplásticos levaram à hipótese de trabalho de que os dois fazem parte de um sistema integrativo e que alguns dos efeitos negativos dos glicocorticóides na plasticidade podem ser consequência da atenuação da expressão ou sinalização do mBDNF8,9. O envelhecimento está associado ao declínio da neuroplasticidade e cognição10,11, bem como ao aumento dos níveis de cortisol e diminuição dos níveis de mBDNF12,13, o que implica que níveis mais altos de cortisol podem atenuar o mBDNF e, assim, diminuir os processos de neuroplasticidade e cognição na velhice. Da mesma forma, o equilíbrio entre mBDNF e pró-BDNF tem sido proposto como importante para os efeitos funcionais na neuroplasticidade14. Se mBDNF, cortisol e pró-BDNF são de fato relacionados funcionalmente, pode-se esperar que as concentrações periféricas de tais marcadores variem ao longo do tempo, também no termo agudo. Uma melhor compreensão de como os biomarcadores relevantes para a neuroplasticidade mudam e covariam em resposta a intervenções agudas, bem como de como suas interações preveem o desempenho cognitivo na velhice, é importante de uma perspectiva mecanicista e tem o potencial de contribuir para o design de intervenções personalizadas para melhorar a saúde cognitiva de adultos idosos.

Na periferia, o exercício físico agudo leva a aumentos transitórios tanto nas concentrações de mBDNF15,16,17 quanto nas concentrações de cortisol18, mas a relação entre os dois nessa fase aguda permanece amplamente desconhecida19,20. Pouco se sabe sobre as mudanças induzidas pelo exercício no pró-BDNF, com dois estudos em humanos relatando nenhuma mudança em resposta ao exercício ou treinamento na periferia21,22. A relação entre mudanças agudas em mBDNF e pro-BDNF também é amplamente desconhecida, mas uma relação positiva foi demonstrada entre os níveis basais de mBDNF e pro-BDNF em um estudo de adultos mais velhos23.

Quanto ao efeito do envolvimento cognitivo nas concentrações periféricas de mBDNF, pró-BDNF e cortisol, quase nada se sabe. Na medida em que o treinamento cognitivo reflete o aprendizado, biomarcadores com relevância para processos neuroplásticos, como mBDNF, pró-BDNF e cortisol, podem desempenhar um papel3,24. Foi demonstrado anteriormente que as concentrações de mBDNF aumentam agudamente no plasma após o treinamento cognitivo em idosos saudáveis, mas não no soro25,26. Em relação ao pró-BDNF e ao cortisol, o efeito do envolvimento cognitivo nas concentrações periféricas é, até onde sabemos, desconhecido.