Efeitos do exercício físico sobre a morfofisiologia dos astrócitos imunorreativos para a Proteína Glial Fibrilar Ácida (GFAP) no hipocampo de ratos Wistar

Abstract

A wide variety of studies have demonstrated that physical activity has beneficial effects on brain function, including the improvement of cognition, the enhancement of learning and memory processes, and also displays neuroprotective effects. One of the mechanisms responsible for these beneficial effects is the influence that exercise has on brain plasticity. In this sense, the hippocampus is a brain region particularly important in the formation of new memories and featured as one of the main structures of the brain where we observe neurogenesis in adulthood. The astrocytes are important glial cells, critical for neuronal energy metabolism by regulating the concentration of various molecules and as neurons, are believed to participate actively in the synaptic function. Furthermore, astrocytes are susceptible to plasticity induced by environmental stimuli such as physical exercise. The aim of this study was to investigate whether physical exercise can alter the immunoreactivity for Glial Fibrillary Acidic Protein (GFAP), density and morphology of GFAP positive astrocytes, in the stratum radiatum of the CA1 region of the rat hippocampus. Thirteen male rats were divided in two groups: Sedentary (n=6) and Exercise (n=7). The animals in the exercise group were submitted to a protocol of 30 minutes of daily physical exercise on a treadmill for 4 consecutive weeks. GFAP immunoreactivity was evaluated using optical densitometry and the analysis of the astrocyte ramification was done using an adaptation of Sholl's concentric circles method. The results show that physical exercise is capable of increasing the density of GFAP positive astrocytes as well as the regional and cellular GFAP expression. In addition, physical exercise altered astrocytic morphology as shown by the increased degree of ramification observed in the lateral quadrants and in the length of the longest astrocytic processes in the central quadrants. This data demonstrate important changes in astrocytes promoted by physical exercise, supporting the idea that these cells are involved in regulating neural activity and plasticity.

Diversos estudos demonstram que a prática de atividade física diária tem efeitos benéficos sobre a função cerebral, incluindo melhora da cognição e dos processos de aprendizagem e memória, além de apresentar efeitos neuroprotetores. Um dos mecanismos responsáveis por esses efeitos benéficos é a influência que o exercício físico exerce sobre a plasticidade neural. Neste sentido, o hipocampo é uma região encefálica especialmente importante nos processos de formação de novas memórias e caracterizado como um dos principais locais do encéfalo onde observamos neurogênese em fase adulta. Os astrócitos são importantes células da glia, fundamentais para o metabolismo energético neuronal, regulando a concentração de várias moléculas e assim como os neurônios, acredita-se que participem ativamente da função sináptica. Além disso, os astrócitos são células suscetíveis à plasticidade induzida por estímulos ambientais, como o exercício físico. O objetivo deste estudo foi investigar se o exercício físico é capaz de alterar a imunorreatividade para a Proteína Glial Fibrilar Ácida (GFAP), a densidade e a morfologia dos astrócitos GFAP positivos, do stratum radiatum da região CA1 do hipocampo de ratos Wistar. Treze ratos machos foram divididos em 2 grupos: Sedentário (n=6) e Exercício (n=7). Os animais do grupo exercício foram submetidos a 4 semanas de exercício físico diário em esteira durante 30 minutos por dia. A imunorreatividade para GFAP foi avaliada por densitometria óptica e a análise da ramificação astrocitária foi realizada por uma adaptação do método dos círculos concêntricos de Sholl. Os resultados obtidos demonstram que o exercício físico foi capaz de aumentar a densidade de astrócitos GFAP positivos, bem como a expressão regional e celular de GFAP. Além disso, os astrócitos alteraram sua morfologia em resposta ao exercício físico, o que foi demonstrado pelo aumento no grau de ramificação dos astrócitos nos quadrantes laterais e no comprimento dos processos astrocíticos nos quadrantes centrais. Estes achados demonstram importantes alterações astrocitárias após o exercício físico, corroborando a ideia de que estas células estão envolvidas na regulação da atividade neural e da plasticidade.