A doença de Parkinson (DP) é a segunda doença neurodegenerativa mais comum entre os idosos. É caracterizada pela perda progressiva de neurônios dopaminérgicos na substância negra pars compacta (SNc) e diminuição de dopamina em áreas de projeção, como o estriado (CPu). Estudos recentes têm demonstrado a presença de alterações mitocondriais, tanto em modelos animais quanto em pacientes com DP. As alterações envolvem redução da atividade e da quantidade dos complexos respiratórios e a diminuição dos níveis de fatores transcricionais, como PGC-1α, NRF-1 e TFAM, responsáveis pela biogênese mitocondrial. Por outro lado, o exercício físico tem se mostrado uma ferramenta importante tanto por atuar na melhora dos sintomas parkinsonianos como por reduzir o risco do desencadeamento da doença. Além disso, diversos estudos em outros modelos apontam seu efeito benéfico ao estimular a biogênese e função mitocondrial. Porém, a relação entre exercício físico e alterações mitocondriais na DP não estão bem estabelecidas, e não se sabe qual a duração necessária de treinamento físico para o surgimento dos efeitos benéficos. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito do exercício em esteira, em diferentes durações, sobre a expressão de proteínas mitocondriais envolvidas na biogênese (PGC-1α, NRF-1, TFAM) e na função mitocondrial através da avaliação do sistema de fosforilação oxidativa (OXPHOS). Para tal, ratos Wistar machos foram submetidos à cirurgia estereotáxica com microinfusão de 6-OHDA e ao protocolo de exercício em esteira (40 minutos, 10 m/min, 3x/semana, em dias alternados) por uma ou quatro semanas. Após o término do protocolo de exercício, foram realizados os testes comportamentais (teste de rotação por apomorfina e de marcha). Os níveis de proteínas na SNc e CPu foram mensurados por imuno-histoquímica e immunoblotting. A função da atividade dos complexos mitocondriais foi avaliada pelo ensaio da atividade enzimática da cadeia transportadora de elétrons. Os resultados indicaram uma alteração comportamental motora dos ratos injetados com 6-OHDA, que foi revertida após quatro semanas de treinamento, assim como uma melhora do sistema dopaminérgico. Com relação a mitocôndria, foram encontrados diferenças apenas na SNc. Os benefícios do exercício parecem ocorrer de maneira progressiva ao proteger contra a redução de PGC-1α e NRF-1 após uma semana de treinamento, e impedir o comprometimento da expressão de PGC-1α, NRF-1, TFAM e do complexo I, além de sua atividade, após quatro semanas de exercício em esteira. Assim, esse estudo demonstra o provável envolvimento da biogênese e função mitocondrial entre os mecanismos pelo qual o exercício físico intermitente em esteira é capaz de promover uma neuroproteção na DP, mesmo em fases iniciais do treinamento físico.

Parkinson's disease (PD) is the second most common neurodegenerative disorder among elderly. It is characterized by a progressive loss of dopaminergic neurons in substantia nigra pars compacta (SNc) and a decreased of dopamine on its projection areas such as striatum (CPu). Recent studies have shown the presence of mitochondrial alterations, both in animal models and in patients with PD. Alterations involves reduced activity and quantity of respiratory complexes and decreased levels of the transcription factors responsible for mitochondrial biogenesis, such as PGC-1α, NRF-1 and TFAM. On the other hand, physical exercise has proved to be an important tool as it can improve parkinsonian symptoms and reduce the risk of getting the disease. In addition, several studies point to its beneficial effect of stimulating biogenesis and mitochondrial function. However, the relationship between exercise and mitochondrial alterations in PD is not well established, neither which is the duration of physical exercise capable of promote beneficial effects. In this sense, the objective of this work was to evaluate the effect of different durations of treadmill exercise in the expression of mitochondrial proteins involved in mitochondrial biogenesis (PGC-1α, NRF-1, TFAM) and function trough the oxidative phosphorylation system (OXPHOS). Male Wistar rats underwent stereotactic surgery with 6-OHDA microinfusion and treadmill exercise protocol (40 minutes, 10 m/min, 3 x/week, one day and another) for one or four weeks. After the end of the protocol, behavioral tests (apomorphine rotation and gait test) were performed. Protein levels in SNc and CPu were measured by immunohistochemistry and immunoblotting. Mitochondrial respiratory function was assessed by the enzymatic activity assay of the electron transport chain. Results indicate a motor behavioral change in rats injected with 6-OHDA that was reversed after four weeks of training, as well as an improvement in the dopaminergic system. Regarding mitochondria, alterations were found only in SNc. Beneficial exercise effects appears to act progressively by protecting against the reduction of PGC-1α and NRF-1, after one week of training, and preventing an impaired expression of PGC-1α, NRF-1, TFAM and complex I, and also its activity, after four weeks of treadmill exercise. Thus, this study demonstrates the possible involvement of mitochondrial biogenesis and function among the mechanisms by which an intermittent physical exercise is capable of promote neuroprotection in PD, even in early phases of physical exercise.