Neuroplasticidade e atividade física

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Erica 
 EPM - Unifesp 
 
O exercício físico começa e termina no cérebro 
 
 
 
Teoria de Donald Hebb 
Células que disparam juntas, permanecem conectadas. 
 
“Quando um axônio da célula A está próximo o suficiente da célula B e repetidamente ou persistentemente parte em 
excitá-lo, algum processo de crescimento ou mudança metabólica ocorre em uma ou em ambas as células, de modo 
que a eficiência da célula A assim como as células que disparam B, são aumentadas.” (1949) 
 
Neuroplasticidade 
É uma alteração funcional e/ou estrutural que ocorre no cérebro, por exemplo aumento da espessura do córtex 
cerebral ou do hipocampo, frente a diferentes estímulos externos ou internos que podem ser positivos ou negativos. 
 
“Capacidade do tecido nervoso adulto em alterar sua anatomia em resposta a estímulos externos e internos. A 
formação de novos neurônios (neurogênese) em uma rede neuronal já existente é o maior exemplo de 
neuroplasticidade.” 
Kempermann G, Gage FH. 
Neurogenesis in the adult hippocampus. Novartis Found. Symp. 2000; 231:220-35. 
 
1. Estímulo social 
2. Interação com objetos 
3. Atividade física – estímulo importante para a 
plasticidade cerebral 
 
Mecanismos internos 
Alegria causa uma alteração positiva e tristeza uma alteração 
negativa. 
 
Exercício físico e saúde mental 
Importante para a prevenção de doenças do sistema nervoso. 
Benefícios do exercício físico nas patologias do SN. 
 
I. Depressão 
II. Parkinson 
III. AVE 
IV. Alzheimer 
V. Epilepsia 
VI. Esquizofrenia 
 
Estágio na produção do movimento voluntário 
 
Ideia → planejamento → motor → execução de programas motores → movimento 
 
 
 
 
Todas as vezes que você aprende alguma coisa, ocorre alterações no seu SNC. 
 
➢ As conexões entre os neurônios se tornam mais fortes – aumento das conexões entre os neurônios, vias se 
tornam fortalecidas e as conexões se tornam mais intensas e rápidas. Quanto mais estímulos maior a 
plasticidade. 
➢ Aumento da massa muscula 
➢ Melhora da função cardiorrespiratória 
 
Aprendizado 
Os neurotransmissores são liberados na fenda sináptica, agindo sobre os dendritos do outro neurônio. 
 
Glutamato (neurotransmissor) liberado na sinapse e ativa receptores de outro neurônio. 
Com estímulos repetidos, genes destes neurônios produzem proteínas sinápticas, permitindo que a sinapse se torne 
mais eficiente. 
 
Aprendendo e Esquecendo 
Se você aprende uma palavra nova a cada dia e não a prática, a conexão entre as sinapses diminui e você esquece. 
Ativação repetida/estimulação com a prática, provoca o fortalecimento desta conexão e de circuitos cerebrais. 
 
Há enorme complexidade da neuroplasticidade induzida pelo exercício físico. 
Imaginação do movimento, planejamento e execução repetidamente. 
 
Neuroplasticidade e Exercício Físico 
 
▪ Início 1800 
Aumento de tamanho do cérebro depois de um programa exercício físico. (Spurzheim, 1815) 
▪ Década de 60 
Córtex cerebral mais espesso e aumento de acetilcolinesterase. (Krech et al., 1960) 
▪ Década de 70 
Estrutura neuronal, o tamanho e o número de sinapses poderiam ser alterados pelo meio enriquecido. (Fiala et al., 
1978; Greenough et al., 1973) 
 
Neurotransmissores e exercício físico 
 
➢ Dopamina 
➢ Noradrenalina 
➢ Serotonina 
➢ Glutamato 
➢ GABA 
➢ Acetilcolina 
 
Aumento da síntese e liberação de neurotransmissores em diferentes regiões do SNC: 
 
 
Noradrenalina regional: exercício agudo ↓ exercício crônico ↑ 
Dopamina regional: exercício agudo ↓ exercício crônico ↑ 
Serotonina regional: exercício agudo ↓ exercício crônico ↑ 
 
Mecanismos externos que regulam a neuroplasticidade 
O maior estímulo neurogênico é o exercício físico. 
 
Em que região do sistema nervoso ocorre a neurogênese? 
➢ Hipocampo 
➢ Ventrículo lateral 
Zona subventricular (SVZ) que se projeta até o bulbo 
olfatório. 
 
Região do hipocampo denominada giro dentado – proliferação celular. 
 
 
 
 
Migração de proliferação 
 
➢ Aumento da neurogênese no giro dentado (hipocampo) em animais que vivem em ambientes complexos. (1997) 
➢ Exercício físico aumenta a proliferação celular no giro denteado. (1999) 
 
 
 
Fatores que influenciam a 
neuroplasticidade induzida 
pelo exercício físico 
Uma vez que muitas partes do cérebro 
estão envolvidas no movimento, todas 
estas áreas se beneficiam pelo exercício 
físico. 
 
Fatores neurotróficos 
▪ Nerve growth factor (NGF) – 
fator de crescimento do nervo 
▪ Brain-derived neurotrophic 
factor (BDNF) – fator 
neurotrófico derivado do 
cérebro 
▪ Neurotrophin 3/4/5 – 
neurotrofina 3, 4 e 5 
 
 
Neurotrofinas 
TrakB – receptor da neurotrofina BDNF 
 
 
Neurotrofinas e seus receptores 
 
Ativação do receptor tropomiosina quinase B (TrkB): 
▪ Diferenciação 
▪ Crescimento 
▪ Sobrevida 
 
Ativação do receptor neurotrófico p75 (p75ntr): 
▪ Morte celular por apoptose 
 
BDNF e exercício 
Quanto maior a distância percorrida maior a quantidade de BDNF. 
 
 
 
Qual é a melhor intensidade para aumentar a plasticidade (neurogênese)? 
 
BrdU – marcador de proliferação celular. 
 
L: level 
M: moderado 
H: intenso 
 
 
 
 
 
 
 
 
Esta plasticidade ocorre em todas as fases da vida? 
O exercício físico produz efeito mais pronunciado nas fases iniciais da vida que em fases mais tardias. 
 
Exercício físico diário ou em dias alternados produzem os mesmos efeitos? 
 
 
Quanto tempo dura este efeito? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os exercícios também regulam diferentemente as proteínas sinápticas associadas a função da BDNF. 
Melhora a eficiência sináptica. 
Sinapsina – aumentada em exercício de corrida 
 
Os efeitos do exercício físico no sistema nervoso central de animais são simulares em humanos. 
Exercício aeróbio aumentando o volume de substância cinzenta. 
Além disso, a dança é um treino superior ao exercício físico, pois aumenta ainda mais a plasticidade cerebral. 
 
Mudanças estruturais 
▪ Aumento do volume do hipocampo, volume da substância cinzenta no giro pré-central e para-hipocampal 
esquerdo e integridade da substância branca. 
▪ Aumento do volume da substância cinzenta nas áreas do planejamento motor e aprendizado motor. 
 
Mudanças funcionais 
▪ Função cognitiva, como melhora significativa na memória, atenção, equilíbrio corporal, parâmetros 
psicossociais e fator neurotrófico periférico alterado. 
 
BDNF e Doenças do SN 
Depressão, infecção do trato respiratório, bipolaridade, esquizofrenia, epilepsia e Parkinson. 
 
BDNF e exercício em humanos 
Aumento do BDNF com a atividade física. 
 
BDNF em atletas 
O nível de BNDF em atletas de alto nível é muito maior do que o normal de acordo com estudos. 
 
Exercício físico durante a infância e adolescência 
Crianças fisicamente mais ativas apresentam melhores desempenhos cognitivos e/ou acadêmicos. 
▪ Estado de atenção 
▪ Desempenho acadêmico (leitura e raciocínio) 
▪ Melhora no aprendizado e scores de inteligência 
▪ Reduz o risco de doenças neurológicas 
 
Mecanismos propostos 
▪ Aumento do fluxo sanguíneo cerebral 
▪ Aumento dos níveis de neurotransmissores resultando na melhora do humor e redução do estresse 
▪ Aumento de fatores neurotróficos contribuindo para o aumento da plasticidade sináptica 
 
Gravidez e exercícios 
Exercício maternal durante a gravidez aumenta BDNF e o número de células nervosas no hipocampo em formação no 
feto. 
 
 
 
Patologias do SNC e exercício físico 
 
Atrofia hipocampal de mulheres idosas com depressão 
Perda neuronal = neurotoxicidade mediada pelo estresse 
A atrofia hipocampal presente nos pacientes com depressão relaciona-se com o período de duração da doença e NÃO 
com a idade dos pacientes. 
 
Estresse psicossocial: elevação de esteróides adrenais → diminuição da neurogênese 
 
Níveis de Cortisol sobre a Neurogênese 
a. Adrenalectomia resulta em aumentoda neurogênese. 
b. Reposição de cortisol suprime tal fenômeno. 
 
O tratamento com duas famílias de antidepressivos (fluoxetina e imipramina) é capaz de aumentar a neurogênese 
hipocampal em camundongos. 
 
Antidepressivos e Exercício Físico 
Antidepressivo em humanos – 2 semanas 
Antidepressivo ↑ mRNA BDNF 
Antidepressivo + exercício ↑ mRNA BDNF em 2 dias 
 
Parkinson e exercícios 
 
▪ Melhora na velocidade da caminhada 
▪ Aumenta a flexibilidade espinhal 
▪ Melhora a mobilidade axial 
▪ Aumenta a força muscular 
▪ Redução do número de quedas