S-a demonstrat recent că o enzimă hepatică eliberată în timpul exercițiului fizic are capacitatea uluitoare de a repara vasele sanguine ale creierului afectate de îmbătrânire și de a restabili memoria, cel puțin în cazul șoarecilor. Această nouă descoperire redefinește fundamental modul în care înțelegem cum activitatea fizică protejează funcțiile cognitive. Se pare că beneficiile sale nu se datorează unor procese care au loc direct în interiorul neuronilor, așa cum se credea, ci mai degrabă unui mecanism complex de reparare la nivelul limitei exterioare a creierului.
Vasele „poroase” ale bătrâneții: când bariera începe să cedeze
La șoarecii mai în vârstă, vasele de sânge care au rolul crucial de a izola creierul de fluxul sanguin general au devenit poroase. Această deteriorare permite moleculelor mici să se scurgă în țesutul înconjurător, creând haos biochimic. Urmărind aceste scurgeri la animalele îmbătrânite, dr. Saul Villeda de la Universitatea din California, San Francisco (UCSF) a demonstrat un fenomen fascinant: o creștere a enzimei hepatice numite GPLD1 a coincis direct cu o „strângere” a pereților vasculari și cu o performanță semnificativ mai bună a memoriei.
Interesant este faptul că enzima nu a pătat niciodată țesutul cerebral propriu-zis. În schimb, aceasta a acționat exclusiv la suprafața vaselor, eliminând acumulările nocive care se formaseră odată cu înaintarea în vârstă. Deoarece acest factor protector nu a penetrat niciodată creierul, mecanismul a trebuit să rămână localizat la barieră, ceea ce a permis cercetătorilor o examinare fără precedent a substanțelor eliminate din vasele îmbătrânite.
Scurgerile din bariera cerebrală: inamicul tăcut al gândirii
Celulele care căptușesc vasele cerebrale formează bariera hematoencefalică (blood-brain barrier sau BBB), un perete vascular ultra-specializat care blochează intrarea multor molecule din sânge în creier. Atunci când sigiliile BBB se slăbesc, compușii nedoriți trec prin ele, declanșând semnale de stres din partea celulelor cerebrale din apropiere, proces care afectează grav memoria.
Acest fenomen nu este limitat la rozătoare. Un studiu realizat pe oameni a monitorizat scurgerile tot mai mari ale barierei la adulții în vârstă și le-a corelat direct cu scoruri mai slabe la testele de gândire. Modele similare de scurgeri vasculare au fost raportate și în stadiile incipiente ale bolii Alzheimer, ceea ce a plasat sănătatea BBB pe lista scurtă a țintelor terapeutice critice.
Ficatul la treabă: exercițiile fizice declanșează o enzimă protectoare
Povestea a început acum 6 ani, când echipa UCSF a demonstrat că șoarecii care făceau exerciții fizice beneficiau de îmbunătățiri cognitive care puteau fi transmise prin plasma sanguină, chiar și atunci când subiecții receptori rămâneau complet nemișcați. Acea lucrare de pionierat a identificat GPLD1, enzima hepatică eliberată în sânge după efort, capabilă să reducă peste 100 de proteine diferite.
Totuși, faptul că GPLD1 nu putea traversa țesutul cerebral i-a lăsat pe cercetători cu un semnal biologic puternic, dar fără o cale clară de livrare. „Această descoperire arată cât de important este corpul pentru înțelegerea modului în care creierul se deteriorează odată cu vârsta”, a declarat dr. Villeda.
Cum afectează îmbătrânirea „instalația” cerebrală
Pe măsură ce șoarecii îmbătrâneau, o enzimă „lipicioasă” începea să se acumuleze pe celulele care căptușesc vasele de sânge ale creierului, slăbind sigiliul strâns care protejează în mod normal țesutul delicat. În cadrul testelor de laborator, enzima GPLD1 (activată de exercițiu) a ignorat majoritatea proteinelor de suprafață, dar a eliminat în mod constant și selectiv această acumulare legată de vârstă.
Pentru a confirma ipoteza, cercetătorii au creat șoareci tineri modificați genetic pentru a transporta cantități suplimentare din acea substanță lipicioasă în vasele cerebrale. Rezultatul? Tinerii au început să aibă dificultăți serioase în îndeplinirea sarcinilor de memorie, comportându-se ca niște animale mult mai bătrâne. Concentrându-se pe această singură schimbare, echipa a avut o modalitate directă de a testa dacă eliminarea acumulării ar putea restabili bariera protectoare a creierului mai târziu în viață.
Repararea barierei: o a doua șansă pentru creierul bătrân
Eliberată din ficat în timpul efortului, GPLD1 călătorește prin fluxul sanguin până la vasele care învelesc creierul. Acolo, elimină enzima acumulată și ușurează presiunea asupra barierei dintre sânge și creier. Șoarecii bătrâni cărora li s-a administrat GPLD1 suplimentar au păstrat mult mai mult colorant în vasele de sânge în timpul testării, dovadă clară că bariera lor s-a întărit. Mai mult, în cadrul acelorași celule vasculare, multe modificări genetice legate de vârstă au revenit la un model specific tinereții, indicând o reparație celulară amplă.
La șoarecii cu o vârstă echivalentă cu cea a oamenilor de 70 de ani, reducerea acumulării pe celulele vaselor a făcut ca bariera să fie mult mai puțin permeabilă. Ca urmare, inflamația creierului a scăzut, iar animalele și-au recăpătat forța în sarcinile de memorie care anterior erau în declin. Experimentele au arătat că, deși adăugarea acumulării înapoi în vasele îmbătrânite ștergea beneficiile GPLD1, repararea vaselor explica o mare parte — deși nu toate — din efectele pozitive ale exercițiului fizic asupra memoriei.
Noi orizonturi terapeutice: dincolo de sala de sport
Echipa a testat, de asemenea, un compus amestecat în alimente care a redus acumularea de pe suprafețele vaselor fără a pătrunde în creier. Șoarecii în vârstă tratați astfel au prezentat pereți vasculari mai strânși și performanțe superioare la testele de memorie obiectuală și spațială, rezultate care au corespuns câștigurilor observate în cazul GPLD1 suplimentar. Deoarece acest compus acționa strict în afara creierului, el a confirmat că suprafața vaselor de sânge este o țintă terapeutică extrem de realistă. Totuși, orice tratament viitor trebuie administrat cu precauție, deoarece aceeași enzimă are roluri importante în alte țesuturi, iar blocarea sa pe termen lung ar putea prezenta riscuri.
În mod remarcabil, la șoarecii crescuți pentru a dezvolta plăci similare celor din boala Alzheimer, stimularea GPLD1 a redus aceste depozite în hipocampus, regiunea esențială pentru memorie. Blocarea acumulării de pe vase a produs reduceri similare ale plăcilor totale din creier. Corelația a fost susținută și de probe de creier uman: adulții în vârstă cu Alzheimer prezentau niveluri mult mai ridicate ale aceleiași acumulări pe vasele de sânge.
Concluzie: un lanț biologic care schimbă totul
Pentru persoanele care nu pot face mișcare din cauza limitărilor fizice, o terapie care vizează suprafețele vaselor ar putea imita, într-o zi, biologia benefică a antrenamentului fizic. Deși studii mari au legat activitatea intensă de un risc scăzut de demență, cauza exactă a fost greu de probat până acum.
„Aceasta poate deschide noi posibilități terapeutice dincolo de strategiile tradiționale care se concentrează aproape exclusiv pe creier”, concluzionează Villeda. Înainte ca un medicament să ajungă în clinici, echipa de la UCSF trebuie să testeze siguranța, momentul optim al administrării și importanța altor ținte ale GPLD1 la oameni. Această cercetare leagă exercițiul fizic, chimia ficatului și vasele de sânge ale creierului într-un lanț de cauză și efect care modifică memoria, subliniind în același timp că mișcarea regulată rămâne cea mai sigură și dovedită strategie de protecție a creierului.
Studiul complet este publicat în revista de specialitate Cell.
