Las vías mediante las que el ejercicio preserva la salud del cerebro | 06 MAR 19

La actividad física y el bucle endócrino músculo-cerebro

El impacto benéfico inducido por el ejercicio en la neurogénesis, la función cognitiva, el apetito y el metabolismo apoya la existencia de un bucle endocrino músculo-cerebro
Autor/a: Bente Klarlund Pedersen Fuente: Nature Reviews DOI: https://doi.org/10.1038/s41574-019-0174-x Physical activity and muscle–brain crosstalk

Introducción

Las enfermedades neurológicas y mentales representan una proporción considerable de la carga mundial de la enfermedad. El ejercicio tiene muchos efectos beneficiosos en la salud del cerebro, lo que contribuye a disminuir los riesgos de demencia, depresión y estrés, y desempeña un papel en la restauración y el mantenimiento de la función cognitiva y el control metabólico.

El hecho de que el cerebro detecte el ejercicio sugiere que los factores periféricos inducidos por los músculos permiten una interferencia directa entre la función muscular y cerebral.

El músculo secreta mioquinas que contribuyen a la regulación de la función del hipocampo. Se está acumulando evidencia de que la catepsina B de mioquina pasa a través de la barrera hematoencefálica para mejorar la producción de factores neurotróficos derivados del cerebro y, por ende, la neurogénesis, la memoria y el aprendizaje.

El ejercicio aumenta la expresión de los genes neuronales de FNDC5 (que codifica la FNDC5 de la miocina dependiente de PGC1α), que también puede contribuir a aumentar los niveles de factor neurotrófico derivado del cerebro. Los niveles séricos del prototipo myokine, IL-6, aumentan con el ejercicio y podrían contribuir a la supresión de los mecanismos centrales de la alimentación.

El ejercicio también aumenta la expresión muscular dependiente de PGC1α de las enzimas kynurenina aminotransferase, lo que induce un cambio beneficioso en el equilibrio entre la kynurenina neurotóxica y el ácido kynurénico neuroprotector, reduciendo así los síntomas de depresión.

La señalización de mioquinas, otros factores musculares y las hepatocinas y adipocinas inducidas por el ejercicio están implicadas en la mediación del impacto benéfico inducido por el ejercicio en la neurogénesis, la función cognitiva, el apetito y el metabolismo, lo que apoya la existencia de un bucle endocrino músculo-cerebro.

Puntos clave

  • El ejercicio puede ser detectado indirectamente por el cerebro a través del tejido adiposo (adiponectina) o el hígado (factor de crecimiento de fibroblastos 21 y factor de crecimiento tipo insulina 1).
     
  • Las mioquinas median interferencias entre los órganos y el hígado, el intestino, el páncreas, el tejido adiposo, los huesos, el lecho vascular, la piel y el cerebro.
     
  • La catepsina B es una mioquina inducida por el ejercicio requerida para la mejora inducida por el ejercicio en la memoria y la neurogénesis adulta.
     
  • El ejercicio mejora la expresión génica neuronal de FNDC5, cuyo producto proteínico podría estimular el factor neurotrófico derivado del cerebro en el hipocampo.
     
  •  Los niveles séricos de la myokine IL-6 aumentan con el ejercicio, y esta myokine podría regular los mecanismos centrales de la ingesta de alimentos.
     
  •  El ejercicio aumenta la expresión muscular de la quinurenina aminotransferasas, que convierten los niveles en sangre de la quinurenina neurotóxica en ácido kinurénico neuroprotector, lo que reduce los síntomas similares a la depresión.

Antecedentes

Los humanos se desarrollaron desde los monos que habitan en los árboles hasta el Homo sapiens cuando empezaron a caminar sobre dos patas y se convirtieron en bípedos. Los primeros homínidos experimentaron un desarrollo masivo del músculo esquelético y se produjeron cambios importantes en sus cerebros en paralelo.

Noakes y Spedding sugieren que estos cambios hacen que el H. sapiens dependa del ejercicio físico para mantener un cerebro sano.

En otras palabras, el ejercicio no solo ayuda a desarrollar el rendimiento físico y muscular, sino que es esencial para activar y aumentar el número de conexiones neuronales. Nuestros ancestros paleolíticos vivían en un mundo donde tenían que hacer ejercicio para perseguir la carne.

La ingesta de alimentos fluctuaba dependiendo del éxito de la caza y la actividad física alternaba entre caminar y recolectar alimentos y períodos de actividades de mayor intensidad, como cazar, huir de un depredador o luchar por sobrevivir.

Los humanos de hoy a menudo viven en un entorno donde el ejercicio no es parte integral de su vida diaria y caminar se ha convertido en un "arte perdido". Nuestra vida se ha convertido en un desajuste con nuestro pasado evolutivo, y nuestro estilo de vida físicamente inactivo nos pone en riesgo de desarrollar obesidad, diabetes, depresión y demencia5.

Tanto la perspectiva histórica como la evolutiva sugieren un fuerte vínculo entre los músculos y el cerebro. Desde una perspectiva científica, ahora también se está acumulando evidencia de que la actividad física moderada a vigorosa tiene muchos efectos beneficiosos sobre la salud cerebral y la función cognitiva.

Junto con la robusta asociación inversa bien descrita entre la capacidad de ejercicio y la mortalidad por todas las causas, la actividad física disminuye el riesgo de enfermedades como la demencia y también podría ser útil en el tratamiento de esta enfermedad.

 

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