14 de Diciembre de 2021
NEUROCIENCIA

Una proteína podría mejorar la función cerebral sin necesidad de hacer ejercicio

Una «píldora de ejercicio» podría algún día producir los beneficios saludables de la actividad física sin tener que realizar ningún esfuerzo.

Un nuevo estudio ofrece nuevos detalles sobre cómo el ejercicio beneficia al cerebro. [Pixabay]

Los beneficios cerebrales que trae el ejercicio pueden sonar familiares. La mayoría de nosotros sabemos que mantenernos en movimiento puede significar un impulso para la salud mental y neurológica. Pero, ¿qué pasaría si, mediante la comprensión de estos procesos bioquímicos, pudiéramos obtener toda esa ganancia cerebral sin pasar por el esfuerzo del ejercicio? Los experimentos con ratones ya han demostrado la viabilidad de tal atajo. Y hay indicios de que los resultados en roedores también podrían funcionar en humanos.

Cuando se inyecta plasma de ratones bien ejercitados en sus homólogos inactivos, los roedores sedentarios han mejorado la memoria y reducido la inflamación cerebral. La sangre de los atletas olímpicos no está a punto de ser transfundida en los brazos de las personas sedentarias –al menos no todavía—. Pero las personas con deterioro cognitivo leve que hacen ejercicio durante seis meses muestran aumentos en una proteína clave identificada en el plasma de estos ratones corredores. Puede que la misma proteína puede susurrar su mensaje químico a través de la notoriamente selectiva barrera hematoencefálica y desencadenar procesos antiinflamatorios en el cerebro.

Estos hallazgos, publicados el 8 de diciembre en Nature, ofrecen nuevos detalles sobre cómo el ejercicio beneficia al cerebro y cómo las moléculas impulsadas por la actividad física se comunican a través del estricto guardián de dicho órgano. Los resultados también apuntan a un papel sorprendente para el hígado y los sistemas anticoagulantes en estos efectos y posiblemente señalan el camino hacia un escenario futurista de ejercicio en una píldora –o quizás una inyección de plasma sanguíneo—.

«Se están armando las piezas del rompecabezas», dice Saul Villeda, profesor asociado en el departamento de anatomía de la Universidad de California en San Francisco, en torno a estos indicios de involucramiento de múltiples sistemas en los efectos del ejercicio sobre el cerebro. Villeda, que no participó en el nuevo estudio, y sus colegas identificaron previamente una proteína en el plasma de un ratón ejercitado que refrescaba las neuronas en el cerebro envejecido de otro ratón. «Estamos empezando a identificar factores en la sangre que pueden apuntar a diferentes facetas del declive (de la actividad cerebral) o patología, y este (estudio) realmente destaca factores sanguíneos que afectan la inflamación en el cerebro», dice. «La palabra que sigue apareciendo en mi cabeza es “convergencia”».

En el camino hacia la convergencia, la científica del comportamiento Zurine de Miguel, ahora profesora asistente en la Universidad Estatal de California, Monterey Bay, y sus colegas en la Universidad de Stanford y el Departamento de Asuntos de Veteranos del Sistema de Salud de Palo Alto primero tuvieron que dejar que los ratones hicieran ejercicio. Los animales corrieron intensamente durante 28 días, y luego su plasma se transfundió a ratones que no habían tocado la rueda para correr durante ese tiempo. Los animales receptores mostraron mejoras en el aprendizaje y la memoria después de haber recibido el «plasma corredor». Sus cerebros, a su vez, activaron genes que producían proteínas que facilitaban la memoria y el aprendizaje y mostraban una respuesta inflamatoria amortiguada. Cuando los investigadores indujeron deliberadamente inflamación del cerebro en los animales, el plasma del ratón corredor también logró disminuir esa respuesta.

Luego, el equipo echó una mirada a qué contenía el plasma corredor. Encontraron mayores niveles de proteínas anticoagulantes, incluida una llamada «clusterina», que ayuda a eliminar los desechos de las células. Concentrándose en esta proteína, los investigadores probaron los efectos de eliminarla del plasma del corredor. Los cerebros de ratones sedentarios que recibieron plasma sin clusterina mostraron mucha menos actividad antiinflamatoria.

El equipo también descubrió que la clusterina se adhiere fácilmente a las células que forman la barrera hematoencefálica. Cuando imitaron los efectos de la actividad física inyectando la proteína en la sangre en circulación de ratones modificados genéticamente para tener una enfermedad neurodegenerativa, la inflamación del cerebro de esos animales también disminuyó.

Finalmente, los investigadores querían ver si el ejercicio causa elevaciones de clusterina en las personas. Midieron la proteína en 20 veteranos con deterioro cognitivo leve antes y después de seis meses de actividad física estructurada y encontraron que los niveles aumentaron.

De Miguel señala que en su estudio y en el de sus colegas, los resultados difirieron un poco entre ratones machos y hembras. A pesar de perfiles similares de proteínas anticoagulantes entre sexos, las hembras mostraron más variabilidad. Las hormonas que producen pueden afectar los factores anticoagulantes, dice de Miguel, y la posibilidad de que algunas hembras estuvieran en una etapa sexualmente receptiva durante el estudio podría explicar esta mayor variación.

El experimento ilustra un creciente reconocimiento de la dependencia del cerebro de la asistencia desde fuera de la zona neuronal. El hígado y el corazón son las fuentes más probables de clusterina, dicen los autores. Los resultados implican a ambos órganos como fuentes de moléculas beneficiosas resultantes del ejercicio físico, dice de Miguel. «Todos parecen estar hablándole diafónicamente al cerebro», agrega.

Villeda dice que el trabajo de su grupo con «plasma corredor» en ratones envejecidos también implica al hígado. El órgano produce una enzima relacionada con las mejoras cognitivas en los animales, y la misma enzima también se incrementó en la sangre de personas mayores activas. La conexión con el hígado «nos sorprendió porque normalmente no es en lo que uno se concentra cuando piensa en el ejercicio», dice. Con la conexión del hígado, «estos mecanismos están comenzando a converger y entrar en un espacio similar».

Aunque la actividad física está estrechamente relacionada con la buena salud, es posible excederse en el ejercicio. Hay indicios de que algunas personas que realizan a menudo una actividad física muy extenuante pueden tener un mayor riesgo de padecer esclerosis lateral amiotrófica. «Existe cierta información que dice que demasiado ejercicio puede dañar parte de su respuesta inmunológica y hacerte susceptible a infecciones oportunistas», dice de Miguel.

¿Cómo se utilizará el «plasma corredor» como terapia si estos efectos en ratones se confirman en las personas? «Tengo más esperanzas ahora que cuando comencé mi laboratorio porque era difícil pensar en identificar todos estos factores», dice Villeda. «Pero ahora tenemos candidatos, y cuando los tienes, puedes empezar a pensar en el desarrollo de moléculas pequeñas.»

De Miguel dice que un posible primer paso podría ser probar qué protocolos de ejercicio desencadenan los mayores aumentos en las proteínas que conllevan un beneficio para el cerebro. Al igual que con los ratones, alguien que necesite el poder del ejercicio físico para estimular el cerebro podría simplemente recibir una inyección de «plasma de corredor», obteniendo la ganancia de un corredor sin el esfuerzo de realizar el ejercicio.

Emily Willingham

Referencia: «Exercise plasma boosts memory and dampens brain inflammation via clusterin»; Z. De Miguel et al. en Nature, 8 de diciembre de 2021.

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