El ejercicio es fundamental para mantener una buena salud física y mental. Varios estudios han mostrado que puede tener numerosos efectos positivos, incluso cuando su práctica habitual empieza más tarde en la vida.
De hecho, existe evidencia que indica que el ejercicio mejora la función cognitiva induciendo cambios a largo plazo en el hipocampo, una región del cerebro relacionada con algunas de las tareas más complejas, tales como un aumento en el volumen y una tasa mayor de formación neuronal. Los mecanismos por los que esto sucede, no obstante, siguen siendo un misterio.
Efectos sobre el hipocampo
Encontrar soluciones a este rompecabezas biológico es importante, ya que podría representar la clave para el desarrollo de tratamientos para condiciones neurodegenerativas como la demencia.
Recientemente, un grupo de investigadores de la Universidad de Illinois (Estados Unidos) ha llevado a cabo una serie de experimentos in vitro (en cultivos celulares) con el fin de entender mejor de qué manera el ejercicio cambia las células del hipocampo.
Según explican en la revista científica Neuroscience, los resultados arrojaron que las señales químicas de la contracción de las células musculares causó que las células del hipocampo crecieran y emitieran más señales eléctricas. También encontraron que las células de apoyo llamadas astrocitos regulan el crecimiento y la actividad neuronales para lograr un funcionamiento cerebral óptimo.
Diseño del estudio
Para el estudio, los autores aislaron pequeñas células precursoras del músculo a partir de muestras de ratones y las cultivaron en placas Petri. Una vez hubieron madurado, comenzaron a contraerse y a emitir señales químicas al cultivo celular.
Posteriormente, los investigadores añadieron las sustancias químicas contenidas en estas células musculares a otro cultivo que contenía neuronas del hipocampo y astrocitos.
Por medio de técnicas de inmunofluorescencia y de imagen de calcio, monitorizaron el crecimiento celular; y, usando sistemas con multielectrodos, registraron la actividad de las neuronas.
Señales químicas emitidas por las células musculares
Finalmente, encontraron que la exposición a las señales químicas emitidas por las células musculares incrementaba la cantidad de neuronas del hipocampo y de astrocitos por factores de 1,4 y 4, respectivamente.
La adición de los cultivos de células neuronales también aceleraba la creación de circuitos neuronales hipocampales maduros (esto es, conjuntos de neuronas que se activan de manera sincrónica).
Yendo un paso más allá, la eliminación de los astrocitos de la ecuación, observaron que las neuronas activaban aún más señales eléctricas, lo que parece sugerir que los astrocitos podrían ayudar a moderar y coordinar los patrones de activación entre neuronas.
Múltiples beneficios del ejercicio en el cerebro
Evitar que las células musculares se contrajeran provocaba que las células del hipocampo no exhibieran los mismos niveles de activación neuronal, si bien la activación sincrónica no se veía afectada. Esto parece implicar que las contracciones musculares (o lo que es lo mismo, el ejercicio) provoca la liberación de factores que no están presentes en las células estacionarias o estáticas.
Aunque estos resultados deben ser replicados en otros estudios, algunos de ellos de naturaleza clínica, estas conclusiones muestran una nueva forma en la que el ejercicio físico podría, por ejemplo, prevenir el riesgo de enfermedades neurodegenerativas como la demencia. Una buena razón para adoptar la práctica regular, ya que se suma a otros beneficios observados como el incremento del flujo sanguíneo al cerebro, la reducción de la inflamación, la reducción de ciertos parámetros hormonales relacionados con el estrés, la mejora de la calidad del sueño o el efecto positivo sobre el mantenimiento del peso corporal.
Referencias
Ki Yun Lee, Justin S. Rhodes, M. Taher A. Saif. Astrocyte-mediated Transduction of Muscle Fiber Contractions Synchronizes Hippocampal Neuronal Network Development. Neuroscience (2023). DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2023.01.028
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