O que os cientistas estão aprendendo sobre estrogênio e exercícios

Um estudo em ratos levanta questões intrigantes sobre as maneiras como os hormônios influenciam o cérebro e motivam o corpo a se mover.

O estrogênio pode alterar a atividade cerebral de maneiras que podem afetar a nossa atividade física, de acordo com um novo estudo notável em ratos que analisou DNA, hormônios e células cerebrais.  

Usando tecnologia avançada para localizar e reprogramar genes e neurônios específicos em animais vivos, o estudo descobriu que surtos de estrogênio desencadearam processos no cérebro de camundongos que levaram os animais - até mesmo os machos - a se tornarem mais ativos.

O estudo, que foi publicado recentemente na Nature, envolveu ratos. Embora os humanos compartilhem muitos dos mesmos hormônios, genes e neurônios relevantes, não somos ratos e ainda não podemos dizer se nossos cérebros e sistemas fisiológicos funcionam da mesma maneira. Mas as descobertas podem abrir caminhos intrigantes de investigação sobre por que as mulheres tantas vezes se tornam inativas após a menopausa, quando o estrogênio desaparece. Os resultados também destacam como o cérebro e os processos biológicos internos trabalham juntos para desempenhar um papel inesperado e substancial no fato de o corpo se levantar e se mover ou permanecer quase imóvel.

• Movendo-se e acasalando-se

Por quase um século, desde um famoso estudo de 1924 envolvendo ratos, os cientistas sabem que as fêmeas de mamíferos tendem a ser mais ativas fisicamente logo antes de ovular, quando também são mais receptivas sexualmente. Esse comportamento faz sentido evolucionário, uma vez que as fêmeas provavelmente precisam estar à caça de um parceiro. Nas décadas seguintes, os pesquisadores começaram a especular que o estrogênio deve desempenhar um papel impulsionador nesse comportamento, com estudos subsequentes indicando que as oscilações diárias das fêmeas de laboratório normalmente aumentariam e diminuiriam em conjunto com seus níveis de estrogênio.

Mas como o estrogênio, que controla principalmente a ovulação e outros aspectos da reprodução, pode influenciar a atividade física? Esse quebra-cabeça fisiológico recentemente chamou a atenção de Holly Ingraham, a Professora de Fisiologia da Universidade da Califórnia, San Francisco, que tem um interesse de pesquisa de longa data na fisiologia e metabolismo das mulheres. Ela e seus colaboradores se perguntavam se o estrogênio poderia de alguma forma moldar a atividade genética no cérebro, que então ativaria as células cerebrais de forma a colocar em movimento, digamos, o próprio movimento.

Para investigar essa possibilidade, os cientistas primeiro reuniram uma multidão de ratos fêmeas adultas saudáveis ​​e bloquearam quimicamente a absorção de estrogênio em alguns deles, enquanto rastreavam o quanto todos os animais se moviam. Quase imediatamente, os animais sem estrogênio tornaram-se visivelmente mais sedentários do que as outras fêmeas, confirmando que o estrogênio de alguma forma afeta a atividade física.

• Encontrando as células de movimento

Em seguida, os pesquisadores examinaram a atividade de uma série de genes nos cérebros dos animais, observando que um, em particular, bombeava com entusiasmo proteínas extras quando os cérebros dos animais eram banhados em estrogênio, mas ficava quase quieto quando o estrogênio estava ausente.  

Este gene, melanocortina-4, ou Mc4r, já havia sido associado em pessoas à ingestão de alimentos e à regulação do peso corporal. Mas os cientistas agora adivinharam que também pode ser a ponte entre o estrogênio e o impulso de ser fisicamente ativo, uma ideia que eles substanciaram usando técnicas de mapeamento genético de alta tecnologia refinadas por uma das autoras do estudo, Jessica Tollkuhn, professora assistente da Cold Spring  Harbor Laboratory School of Biological Sciences em Cold Spring Harbor, NY

Essas técnicas mostraram, em tempo real, a ligação do estrogênio aos genes Mc4r em certos neurônios, especialmente aqueles em uma parte do cérebro do rato envolvida no gasto de energia. Essas células cerebrais também compartilham conexões com outros neurônios em outras partes do cérebro que controlam a velocidade com que os animais se movem.  

Tomados em conjunto, esse experimento mostrou que o estrogênio dispara um determinado gene que ativa certas células cerebrais que, então, deveriam estimular um animal a se mover.

Mas os cientistas ainda não tinham visto esses genes e neurônios em ação, então, como aspecto final do estudo, eles usaram uma técnica sofisticada conhecida como quimiogenética para galvanizar diretamente os neurônios relevantes em ratos fêmeas que foram criados para não produzir estrogênio. Antes fisicamente lentos, esses ratos agora exploravam, levantavam-se, brincavam e corriam muito mais do que antes.

Da mesma forma, quando os cientistas usaram uma forma da tecnologia de edição de genes CRISPR para estimular a atividade do gene Mc4r nos cérebros das fêmeas, os camundongos se tornaram quase duas vezes mais ativos do que antes, uma onda física que persistiu por semanas. Até camundongos machos se moviam mais quando sua atividade do gene Mc4r era aumentada pelo CRISPR, embora não tanto quanto as fêmeas peripatéticas.

Esses resultados destacam a "complexidade do comportamento da atividade física", disse Ingraham, e como a disposição de se mover espontaneamente - ou não - para qualquer animal provavelmente envolve uma interação intrincada entre genética, endocrinologia e neurologia, junto com a deliberação consciente.

O estudo também levanta a possibilidade intrigante de que o "momento do exercício, para ter seu impacto mais benéfico para as mulheres, pode ser ajustado considerando as mudanças no ambiente hormonal", incluindo as mudanças hormonais da menopausa, disse a Dra. Tamas Horvath,  professor de neurociência e obstetrícia, ginecologia e ciências reprodutivas na Escola de Medicina de Yale e presidente do departamento de medicina comparada da escola.

“Claro, todas essas observações em ratos precisam ser confirmadas para operar em nós, humanos,” disse o Dr. Horvath, que não esteve envolvido na pesquisa atual. “No entanto, o fato de esse mecanismo ser encontrado em uma parte antiga do cérebro sugere que será aplicável para a maioria dos mamíferos, incluindo humanos.”

'Conhecimento é poder'

 Dr. Ingraham concordou.  "Presumimos que este circuito também esteja funcionando em humanos", disse ela e, se sim, o novo estudo e qualquer pesquisa subsequente relacionada poderia ajudar a explicar, em parte, por que a inatividade é tão comum em mulheres após a menopausa e também oferece alguns  estratégias potenciais para superar a atração pela lassidão.  O aumento dos níveis de estrogênio em mulheres mais velhas, por exemplo, pode, em teoria, encorajar mais movimento, embora a terapia de reposição de estrogênio continue sendo um assunto complicado por causa dos riscos elevados de câncer e outros problemas de saúde.

 O estudo sugere, no entanto, que poderia, eventualmente, ser possível contornar o estrogênio e recriar seus efeitos com novas terapias que visariam diretamente o gene Mc4r ou os neurônios relevantes no cérebro das pessoas e imitar os efeitos do estrogênio sem o próprio hormônio.  Quaisquer avanços médicos estão anos no futuro, disse o Dr. Ingraham.

 Já, no entanto, investigando "a inter-relação entre hormônios e atividade física em mulheres, este estudo tem implicações significativas para pesquisas em humanos que estudam o ciclo menstrual e os anticoncepcionais hormonais e também a menopausa", disse Paul Ansdel, professor de fisiologia do exercício na Universidade de Northumbria  na Inglaterra, que não participou do estudo, mas estudou extensivamente a menstruação e o desempenho físico.  “Sabemos a importância de se exercitar mais tarde na vida para promover e manter a saúde”, continuou ele, “então o desafio para nós agora é entender as melhores maneiras de permanecer ativo durante a grande transição hormonal que é a menopausa.”

“Conhecimento é poder”, concluiu a Dra. Ingraham. Ela observou que, como muitos de nós estamos vivendo mais agora, entender melhor por que - e se - escolhemos nos mudar pode ajudar a tornar esses anos mais saudáveis. Por exemplo, sabendo que a biologia pode nos direcionar para o sofá se formos mulheres e envelhecemos, poderíamos usar rastreadores de condicionamento físico ou diários de treinamento para nos ajudar a comparar nossas atividades ano a ano. Ou apenas avaliar honestamente se somos tão ativos agora quanto gostaríamos de ser, seja qual for nossa idade (ou sexo). O cérebro é um órgão complexo e nossas motivações para exercícios são variadas e profundas, mas sempre temos a opção de “decidir ser ativos”, disse Ingraham, para fazer a escolha de nos levantar e nos mover.

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