Cómo el ejercicio podría fortalecer el cerebro

El ejercicio podría ayudar a modificar de maneras sorprendentes el cerebro de quienes se ejercitan, de acuerdo con un estudio nuevo relacionado con la actividad física y la salud del cerebro. El estudio, que incluyó tanto roedores como personas, reveló que el ejercicio provoca que el hígado libere una proteína poco conocida y que, al elevar químicamente los niveles de dicha proteína, el cerebro y la memoria de los animales viejos que no tenían buena condición física rejuvenecían. Los descubrimientos generan nuevas preguntas acerca de si los beneficios del ejercicio para el cerebro podrían estar disponibles algún día en forma de cápsulas o inyecciones, es decir, “una pastilla de ejercicio”, básicamente.

Por supuesto, ya contamos con evidencia considerable de que la actividad física protege el cerebro y la mente del deterioro que, de otra manera, se presentaría con la edad. En estudios realizados con roedores en el pasado, los animales que se ejercitaban en ruedas y caminadoras producían más neuronas nuevas, y aprendían y recordaban más que las ratas o los ratones sedentarios. Del mismo modo, la gente de edad avanzada que adoptó la práctica de caminar para fines de investigación científica aumentó la cantidad de tejido en porciones del cerebro asociadas con la memoria. Incluso las personas jóvenes que tenían una mejor condición física que sus pares obtuvieron mejores resultados en sus pruebas cognitivas.

No obstante, aún hay muchas dudas acerca de cómo, a nivel celular, el ejercicio remodela el cerebro y altera su funcionamiento. La mayoría de los investigadores sospechan que el proceso involucra la liberación de un torrente de sustancias dentro del cerebro y en otras partes del cuerpo durante y después de las sesiones de ejercicio. Estas sustancias interactúan y provocan otras reacciones químicas que al final modifican la apariencia y el funcionamiento del cerebro; sin embargo, todavía se desconoce qué sustancias son, dónde se producen y cómo se encuentran y se mezclan.

Entonces, para el estudio nuevo, que se publicó este mes en la revista Science, los investigadores de la Universidad de California, en San Francisco (UCSF, por su sigla en inglés), decidieron analizar el interior de las mentes y los torrentes sanguíneos de los ratones. En investigaciones previas del mismo laboratorio, los científicos transfundieron la sangre de un ratón joven en ratones viejos y notaron mejoras en el pensamiento de los animales que estaban envejeciendo. Fue como “transferir la memoria de la juventud a través de la sangre”, afirmó Saul Villeda, profesor de la UCSF, quien dirigió el estudio con sus colegas Alana Horowitz y Xuelai Fan, entre otros.

Sin embargo, esos beneficios fueron resultado de la edad del animal donante, no de sus hábitos de ejercicio. Los investigadores sospechaban que el ejercicio podría desencadenar cambios en el torrente sanguíneo que podrían ser transferibles, sin importar la edad de un animal.

Así, como primer paso del estudio nuevo, hicieron que ratones tanto jóvenes como viejos se ejercitaran corriendo durante seis semanas, luego transfundieron la sangre de ambos grupos a animales viejos sedentarios. Después, los ratones viejos mejoraron su desempeño en pruebas cognitivas en comparación con los grupos de control de la misma edad, independientemente de si la transfusión procedía de ratones corredores jóvenes o viejos. También mostraron picos en la creación de neuronas nuevas en los centros de memoria de sus cerebros. Lo relevante fue la actividad de los donantes y no su edad.

Intrigados, los científicos se dispusieron a descubrir las diferencias en la sangre de los ejemplares que se ejercitaban. Con la ayuda de la sofisticada espectrometría de masas y otras técnicas, separaron y enumeraron varias proteínas en la sangre de los animales que corrieron que no se veían en las mismas cantidades en la sangre de los ratones inactivos.

Después, centraron su análisis en una proteína poco estudiada conocida como GPLD1 (cuyo nombre científico es largo e impronunciable). Se sabe que la proteína ligeramente misteriosa se produce en su mayoría en el hígado, un órgano que por lo general no se pensaba que tuviera mucha interacción con el cerebro, pero los niveles de la proteína se elevaron lo suficiente después del ejercicio para justificar una investigación adicional.

Entonces, los investigadores utilizaron la ingeniería genética para amplificar la liberación de la GPLD1 (fosfolipasa D específica de fosfatidilinositol glucano) del hígado de los ratones viejos e inactivos. Después, esos animales obtuvieron casi los mismos resultados que los ratones jóvenes en las pruebas de aprendizaje y memoria, y en sus cerebros abundaron muchas más neuronas nuevas que en los ratones viejos. En efecto, obtuvieron los beneficios a nivel cerebral de hacer ejercicio sin hacer el esfuerzo de ejercitarse.

Para garantizar que esta reacción no estuviera basada únicamente en roedores, los científicos también analizaron la sangre extraída de personas de edad avanzada. Los hombres y mujeres viejos que se habían ejercitado caminando de manera regular mostraron niveles de GPLD1 más elevados en su torrente sanguíneo que aquellos que no lo hicieron.

El resultado combinado de estos descubrimientos parece consistir en que el ejercicio mejora la salud cerebral en parte porque provoca que el hígado produzca cantidades adicionales de GPLD1, comentó Villeda, aunque no queda claro cómo es que la proteína modifica el cerebro. Experimentos subsecuentes llevados a cabo por los investigadores demostraron que la proteína quizá no rompe la barrera entre la sangre y el cerebro y actúa directamente en este último, comentó Villeda. Más bien, es probable que provoque alteraciones en otros tejidos y células de otras partes del cuerpo. A su vez, estos tejidos producen aún más proteínas que tienen efectos en otros tejidos que con el tiempo derivarán en cambios directos en los neurotransmisores, genes y células en el cerebro mismo que afiancen las mejoras cognitivas.

Villeda cree que, si los experimentos futuros demuestran que la GPLD1, en aislamiento, ayuda a iniciar esta reacción molecular en cadena, entonces, al menos podríamos pensar que, al hacer infusiones intravenosas de la sustancia, sería posible ofrecerles a las personas que están demasiado débiles o incapacitadas para ejercitarse los beneficios de la actividad física para el cerebro.

No obstante, el experimento se realizó principalmente con ratones, no con humanos, y no revela nada respecto de los efectos sistémicos de una cantidad adicional de GPLD1 que, en altas dosis, podrían ser indeseables. Lo más importante es que los descubrimientos subrayan los efectos generalizados e intrincados del ejercicio en todo el cuerpo, en los que el hígado, en este caso, cambia de alguna manera la mente y el cerebro después de las sesiones de ejercicio. Por el momento es imposible saber si los mismos procesos sincronizados e interconectados ocurrirían como respuesta a una píldora de ejercicio GPLD1 y, en caso de no ser así, si podría considerarse una píldora de ejercicio en absoluto.

Villeda aseguró de inmediato que la GPLD1 farmacéutica, a pesar de ser efectiva para la salud cerebral, “no reuniría todos los beneficios del ejercicio”. Afirmó que no habría quema de grasa, desarrollo muscular ni mejoras cardiovasculares, pero espera que, si los experimentos futuros realizados en su laboratorio con animales y personas muestran resultados congruentes, la sustancia pueda ayudar a personas que tienen dificultades para moverse a pensar mejor.

c.2020 The New York Times Company