II Simpósio Temático da
Pró-Reitoria de Graduação (STPRG):
Esporte na formação e integração dos
estudantes
• Esporte e o Desempenho Cognitivo
• 24 de outubro de 2014
• Ronald Ranvaud,
• Dept de Fisiologia e Biofísica,
• Instituto de Ciências Biomédicas, USP
Desde a infância esportes são importantes no
pleno desenvolvimento do indivíduo
Traditional Tae Kwon Do
• 2004, Kimberley Lakes et al. University of California
at Irvine
• The tae kwon do group did better in their ability to
remain focused on a task and resist distraction; at
regulating their own emotions; and in terms of
sharing, cooperation, and other related “prosocial”
behaviors
Traditional Tae Kwon Do
•
The connection between physical and mental
development continues as the child grows older. For
older children, involvement in a disciplined form of
physical activity, such as traditional tae kwon do, is
beneficial.
•
The value of involving children in activities that
promote self-awareness and self-control may be even
greater for those who have difficulty with
concentration and self-regulation.
Viswanathan Anand's
Secret to Winning Chess:
Emotional Calm and Physical Fiteness
• Difícil achar atividade que exige
maior desempenho cognitivo !
• Campeão do Mundo, 2009
• http://www.worldchesschampionship2013.com/201
3/09/viswanathan-anands-secret-to-winning.html
Por que há ligação entre
‘Esporte e Desempenho Cognitivo’?
• Fatores cardiovasculares evidentes
• Mecanismos sinápticos moleculares
• ‘Pomodoro Technique’
• Teoria Prémotora da Atenção, Neurônios Espelho
e Codificação Motora de Funções Cognitivas (ex.
Linguagem)
Mitochondrial Control of Neuronal
Plasticity and Stress Resistance
Mark P. Mattson, Ph.D.
Chief, Laboratory of Neurosciences, National
Institute on Aging IRP, Baltimore
Professor, Department of Neuroscience, Johns Hopkins
University School of Medicine
'The sands of time' by Kirsten Lee, inspired by the perspective
on healthy brain aging in Nature Reviews Neuroscience
(2012; 13:209-216) written by Stranahan and Mattson.
ADAPTIVE RESPONSES
(Improved Cognition, Mood,
Neuromuscular and
Cardiovascular Health)
CA1
CA2
BDNF
CA3
Stem Cells
FGF2
Dentate
Gyrus
Neurogenesis
BDNF
Challenges
Fasting
Exercise
Intellectual
Mitochondria are critical for the establishment and growth of axons
Mattson MP, Partin J. Evidence for mitochondrial control of neuronal polarity. J Neurosci Res.
1999 Apr 1;56(1):8-20.
Mattson MP et al. Neuron 2008 Dec 10; 60:748-66.
Summermatter and Handschin, 2012
Intermittent Fasting
Exercise
AGING
Genetic Factors
Obesogenic lifestyle
Mild Cellular Stress
ADAPTIVE
RESPONSES
BDNF
GLP-1
PGC-1a
SIRT-3
AMPK
APE1
Ketones
Cognitive Enrichment
Phytochemicals and Drugs?
Translation
Synaptic plasticity
Neurogenesis
Sustained function
Resistance to neurodegenerative disorders
Animal Models
AD
PD
HD
Stroke
Human Subjects
MCI
AD
At Risk
Pathways That Stimulate Neuronal Mitochondrial Biogenesis and Synaptic Plasticity
Exercise, Intermittent fasting, Cognitive stimulation
Glucose
GLUT3
PI3K
mRNA
Ca2+
ERK
Akt
ETC
SO
Glutamate
trkB
MCT2
protein
synthesis
PTP
Ca2+
BDNF
Lactate
mTOR
CaMK
AMPK
ATP
SIRT3
NAD+
SOD2
SIRT1
FOXO3a
Mitochondrial
biogenesis
PGC-1a
ATP
CREB
ATP
Synapse formation and maintenance
Learning and memory
Resistance to degeneration
Cheng A, Wan R, Yang JL, Kamimura N, Son TG, Ouyang X, Luo Y,
Okun E, Mattson MP (2012) Involvement of PGC-1a in the
formation and maintenance of neuronal dendritic spines.
Nature Commun. Dec 4; 3:1250.
Exercise increases BDNF levels, CREB activation and APE1 levels
in mouse brain cells in vivo
Cerebral Cortex
Control
Hippocampus
Control
Exercise
pCREB
pCREB
β-Actin
β-Actin
BDNF
BDNF
β-Actin
β-Actin
APE1
APE1
β-Actin
**
**
Fold difference from control level
Fold difference from control level
β-Actin
*
Exercise
***
**
**
Age and Sex Structure of the US Population in 2010, 2030 and 2050
Age
Males
Females
Manutenção de Hábito!
Època da faculdade!!
Alzheimer’s disease
Parkinson’s disease
Stroke
CV disease
Cancers
Diabetes
Millions
Millions
Hypothesis: Challenge – Recovery Cycles Bolster Neuroplasticity
and Disease Resistance
Enhancement of:
Recovery
Eating
Resting
????
Learning and Memory
‘Cognitive Reserve’
Motor Function
DMN Connectivity
Calcium
ROS
AMPK
CREB
Autophagy/Mitophagy
Antioxidant enzymes
DNA repair enzymes
mTOR
Protein synthesis
Mitochondrial biogenesis
ATP
Neurite outgrowth
Synaptic plasticity
Neurogenesis
mTOR
Protein synthesis
ATP
ROS
Oxidative damage
DNA damage
Resistance to Disease
Are there optimal intensities and durations of the challenges, and recovery periods?
Think
Think
Fast
Run
Relax
Run
Eat
Rest
Definições discutidas
Atenção:
função cognitiva por excelência !
- Automática / Voluntária
- Difusa / Manifesta / Encoberta / Dividida
- Visual, Visuo-Espacial / Auditiva . . .
- …
Neurônio Espelho
- Ativados tanto pela execução como pela observação
de uma AÇÃO
(e não apenas de um gesto ! !! )
Questões Especulativas
Codificação motora de processos cognitivos
- Compreensão da linguagem
- Pensamento
- …
- Transplante de porções do encéfalo…
- Córtex visual primário etc…
- Neurônios Espelho
Conclusões
• Esportes são um comportamento essencialmente
humano com valor simbólico
• Há razões fisiológicas básicas pela ligação de
esportes com capacidades cognitivas
• Há razões teóricas para embasamento motor de
funções cognitivas
Cuidar de corpo e mente é saída para
envelhecer com saúde
•
•
A vida que se leva hoje, não importa a idade, influencia como estará na terceira idade.
Mas nunca é tarde para começar a se cuidar
Revista Espaço - Segundo Cristoforo Scavone, professor do Instituto de Ciências
Biomédicas (ICB), o que se discute no envelhecimento é que pode ter um declínio no
poder de transmissão de informações no sistema nervoso, mas devido a todo o
aprendizado que teve durante a vida, isso não chega a comprometer o desenvolvimento e
as funções do idoso dentro da sociedade. Qualquer alteração nesse equilíbrio seria
resultado de uma patologia, não um “sintoma” do envelhecimento natural.
“Acho que o segredo agora é descobrir porque alguns envelhecem sem nenhuma
degeneração, o que no cérebro deles é diferente da maioria, porque hoje é muito grande
o número de pacientes idosos com doenças neurodegenerativas”, afirma Elisa Kawamoto,
pesquisadora associada ao National Institute on Aging, nos Estados Unidos, e que
atualmente também trabalha no ICB.
É comum que com o avanço da idade as pessoas se isolem no convívio familiar,
restringindo suas atividades e deixando de fazer novas amizades. Por isso, ações que
obriguem os idosos a conhecer novas pessoas e os desafiem a realizar uma tarefa
diferente contribuem para que a mente e o corpo permaneçam sadios. Um exemplo são
as aulas de teatro que Adenilson Matos do Nascimento, também conhecido como Cauê
Matos, proporciona a pessoas da terceira idade desde 2007. O trabalho realizado com
idosos resultou em um mestrado em Psicologia, apresentado no ano passado sob
supervisão da professora Maria Inês Nogueira, professora do ICB.
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