Los biomarcadores sistémicos muestran efectos beneficiosos del ejercicio aeróbico sobre la función cerebral en adultos mayores

La creciente evidencia muestra que la actividad física y el entrenamiento con ejercicios pueden retrasar o prevenir la aparición de la enfermedad de Alzheimer (EA). En humanos que envejecen, El entrenamiento con ejercicios aeróbicos aumenta el volumen de materia gris y blanca. mejora el flujo sanguíneo, y mejora la función de la memoria. La capacidad de medir los efectos del ejercicio sobre los biomarcadores sistémicos asociados con el riesgo de EA y relacionarlos con alteraciones metabolómicas clave puede contribuir a la prevención. vigilancia, y esfuerzos de tratamiento. Sin embargo, Faltan biomarcadores sistémicos que puedan medir los efectos del ejercicio en la función cerebral y que se vinculen con respuestas metabólicas relevantes.

Para abordar este asunto, Henriette van Praag, Doctor., del Schmidt College of Medicine and Brain Institute de Florida Atlantic University y Ozioma Okonkwo, Doctor., El Centro de Investigación de la Enfermedad de Alzheimer de Wisconsin y el Departamento de Medicina de la Universidad de Wisconsin-Madison y sus colaboradores, probó la hipótesis de que tres biomarcadores específicos, que están implicados en el aprendizaje y la memoria, aumentaría en los adultos mayores después del entrenamiento físico y se correlacionaría con los marcadores cognitivos y metabolómicos de la salud del cerebro. Examinaron la mioquina catepsina B (CTSB), factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF), y klotho, así como la metabolómica, que se han utilizado cada vez más para comprender las vías bioquímicas que pueden verse afectadas por la EA.

Los investigadores realizaron un análisis metabolómico en muestras de sangre de 23 adultos asintomáticos de mediana edad tardía, con riesgo familiar y genético de EA (edad media 65 años, 50 por ciento mujeres) que participaron en el "Estudio piloto de ejercicio aeróbico y salud cognitiva (REACH)" (NCT02384993) en la Universidad de Wisconsin. Los participantes se dividieron en dos grupos:actividad física habitual (UPA) y actividad física mejorada (EPA). El grupo de la EPA se sometió a 26 semanas de entrenamiento supervisado en cinta rodante. Se tomaron muestras de sangre para ambos grupos al inicio del estudio y después de 26 semanas.

Resultados del estudio, publicado en la revista Fronteras en endocrinología , mostró que los niveles plasmáticos de CTSB aumentaron después de este entrenamiento de ejercicio aeróbico estructurado de 26 semanas en adultos mayores con riesgo de EA. El aprendizaje verbal y la memoria se correlacionaron positivamente con el cambio en CTSB pero no se relacionaron con BDNF o klotho. La correlación actual entre CTSB y el aprendizaje verbal y la memoria sugiere que CTSB puede ser útil como marcador de cambios cognitivos relevantes para la función del hipocampo después del ejercicio en una población con riesgo de demencia.

Los niveles plasmáticos de BDNF disminuyeron junto con cambios metabolómicos, incluyendo reducciones de ceramidas, esfingos y fosfolípidos, así como cambios en los metabolitos del microbioma intestinal y homeostasis redox. En efecto, múltiples metabolitos de lípidos relevantes para la EA fueron modificados por el ejercicio de una manera que puede ser neuroprotectora. El klotho sérico no se modificó, pero se asoció con la aptitud cardiorrespiratoria.

Nuestros hallazgos posicionan a CTSB, BDNF, y klotho como biomarcadores del ejercicio para evaluar el efecto de las intervenciones en el estilo de vida sobre la función cerebral. Los estudios en humanos a menudo utilizan análisis de imágenes cerebrales costosos y de bajo rendimiento que no son prácticos para estudios de gran población. Los biomarcadores sistémicos que pueden medir el efecto de las intervenciones con ejercicios en los resultados relacionados con el Alzheimer de forma rápida y económica podrían usarse para informar la progresión de la enfermedad y desarrollar nuevos objetivos terapéuticos ".

Henriette van Praag, Doctor., Autor correspondiente, profesor asociado de ciencias biomédicas, Facultad de Medicina Schmidt de la FAU, y miembro del Instituto del Cerebro de la FAU y del Instituto de la FAU para la Salud Humana y la Intervención en Enfermedades (I-HEALTH)

CTSB, una enzima lisosomal, se secreta del músculo a la circulación después del ejercicio y se asocia con la función de la memoria y la neurogénesis del hipocampo del adulto. Los adultos mayores con deterioro cognitivo tienen niveles más bajos de CTSB en suero y cerebro. El BDNF es una proteína que se regula al alza en el hipocampo y la corteza de los roedores al correr y es importante para la neurogénesis adulta. plasticidad sinaptica, y función de memoria. Klotho es una proteína circulante que puede mejorar la función cognitiva y sináptica y está asociada con la resistencia a las enfermedades neurodegenerativas. posiblemente apoyando las estructuras cerebrales responsables de la memoria y el aprendizaje.

"La asociación positiva entre CTSB y cognición, y la modulación sustancial de los metabolitos lipídicos implicados en la demencia, Apoyar los efectos beneficiosos del entrenamiento físico sobre la función cerebral y la salud del cerebro en personas asintomáticas con riesgo de enfermedad de Alzheimer. "dijo van Praag.

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