A ciência por trás do exercício e seus sinais químicos para a saúde do cérebro

O exercício demonstrou ter inúmeros benefícios para a saúde física e mental, e um desses benefícios é a capacidade de liberar sinais químicos que aumentam a saúde do cérebro. Esses sinais químicos, também conhecidos como neurotransmissores, são responsáveis ​​pela comunicação entre os neurônios no cérebro.

Durante o exercício, o corpo produz vários neurotransmissores, incluindo dopamina, serotonina e norepinefrina, que podem impactar positivamente a função cerebral. A dopamina, por exemplo, é conhecida por melhorar a motivação e a concentração, enquanto a serotonina pode ajudar a regular o humor e reduzir a ansiedade.

Pesquisadores do Instituto Beckman de Ciência e Tecnologia Avançada descobriram que a atividade física pode melhorar diretamente a saúde do cérebro, promovendo o desenvolvimento neuronal. O estudo publicado na Neuroscience mostra que os sinais químicos liberados pelos músculos em exercício podem viajar para diferentes partes do corpo, incluindo o cérebro, e beneficiar o hipocampo, uma parte crítica do cérebro responsável pelo aprendizado e pela memória.

Além desses neurotransmissores, o exercício também estimula a produção de fatores neurotróficos derivados do cérebro (BDNF). Esta proteína é crítica para o crescimento e sobrevivência dos neurônios no cérebro. Foi demonstrado que o BDNF melhora o aprendizado e a memória, além de proteger contra doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Parkinson.

Outra maneira pela qual o exercício pode melhorar a saúde do cérebro é aumentando o fluxo sanguíneo e o oxigênio para o cérebro. Isso pode ajudar a melhorar a função cognitiva e reduzir o risco de declínio cognitivo em adultos mais velhos.

“O hipocampo é uma área crucial para o aprendizado e a memória e, portanto, para a saúde cognitiva,”disse Ki Yun Lee, um Ph.D. estudante em ciência mecânica e engenharia na Universidade de Illinois Urbana-Champaign e principal autor do estudo. Compreender como o exercício beneficia o hipocampo pode levar a tratamentos baseados em exercícios para várias condições, incluindo a doença de Alzheimer.

Para entender a relação entre exercício e melhor saúde cerebral, pesquisadores do Instituto Beckman de Ciência e Tecnologia Avançada coletaram pequenas amostras de células musculares de camundongos. Eles os cultivaram em placas de cultura de células no laboratório. Quando as células musculares amadureceram e começaram a se contrair, elas liberaram sinais químicos na cultura celular.

Esses sinais foram então expostos aos neurônios do hipocampo, resultando em sinais elétricos mais extensos e frequentes, indicando crescimento e desenvolvimento robustos. Outras pesquisas se concentraram no papel dos astrócitos na mediação dessa relação entre o exercício e uma melhor saúde do cérebro.

“Os astrócitos são os primeiros a responder no cérebro antes que os compostos dos músculos cheguem aos neurônios”,Lee disse. Talvez, então, eles tenham desempenhado um papel em ajudar os neurônios a responder a esses sinais. Pesquisadores do Instituto Beckman de Ciência e Tecnologia Avançada descobriram que os astrócitos desempenham um papel crucial na regulação dos efeitos do exercício na saúde do cérebro. Ao remover os astrócitos das culturas de células, os neurônios dispararam ainda mais sinais elétricos, indicando que sem astrócitos, os neurônios podem continuar crescendo a um nível incontrolável.

Compreender a via química entre a contração muscular e a regulação dos neurônios do hipocampo pode levar ao desenvolvimento de regimes de exercícios mais eficazes para distúrbios cognitivos como a doença de Alzheimer. A equipe de pesquisa incluiu Justin Rhodes e Taher Saif, membros do corpo docente da Beckman.

O exercício melhora a saúde do cérebro ao aumentar a função do hipocampo, possivelmente devido a substâncias químicas liberadas pela contração dos músculos que entram na circulação e aumentam a plasticidade. No entanto, a transdução de sinais musculares pelas células do hipocampo precisa ser esclarecida.

Os pesquisadores estabeleceram um modelo in vitro usando culturas primárias de células musculares e do hipocampo. Eles descobriram que a exposição à mídia da contração das células musculares (CM) causava uma maturação mais rápida da rede neuronal do hipocampo e aumentava a proliferação de astrócitos e neurônios.

O estudo também revelou que os astrócitos desempenham um papel crítico na regulação da atividade neuronal e na sua integração em uma rede integrada. Essas descobertas lançam luz sobre a via que liga o exercício à função do hipocampo.

A liberação de sinais químicos durante o exercício traz inúmeros benefícios para a saúde do cérebro, incluindo melhora do humor, função cognitiva e proteção contra doenças neurodegenerativas. Portanto, o exercício regular deve ser considerado um componente essencial de um estilo de vida saudável para o bem-estar físico e mental.

Referência do periódico:

  1. Ki Yun Lee, Justin S. Rhodes, M. Taher A. Saif et al. A transdução mediada por astrócitos das contrações das fibras musculares sincroniza o desenvolvimento da rede neuronal do hipocampo. Neurociência. DOI: 10.1016/j.neuroscience.2023.01.028
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