Hacer ejercicio tiene muchos beneficios, no solo para el cuerpo, sino también para el cerebro. La pregunta que nos hacemos en este momento es si se podrían obtener los beneficios cerebrales del ejercicio con un medicamento y, de este modo, potenciar la protección el envejecimiento del cerebro. Un estudio realizado en la Universidad de California – San Francisco (EE.UU.) explora esta posibilidad.
Ejercicio para proteger el cerebro del deterioro cognitivo
El ejercicio es una de las formas más potentes y mejor estudiadas para proteger el cerebro del deterioro cognitivo relacionado con la edad. De hecho, se ha demostrado que el ejercicio mejora la cognición en personas con riesgo de enfermedad neurodegenerativa como la enfermedad de Alzheimer y la demencia frontotemporal.
Pero muchos adultos mayores no pueden hacer ejercicio regularmente debido a limitaciones físicas o discapacidades. Los investigadores han buscado terapias que puedan conferir algunos de los mismos beneficios neurológicos en personas con bajos niveles de actividad física.
Los beneficios cerebrales del ejercicio se pueden obtener con una sola proteína
Según un estudio publicado en julio de 2020 en la revista Science, Una proteína hepática poco estudiada puede ser responsable de los bien conocidos beneficios del ejercicio sobre el envejecimiento del cerebro. Esto hallazgos podrían conducir a nuevas terapias para transferir los efectos neuroprotectores de la actividad física en personas que no pueden hacer ejercicio debido a limitaciones físicas.
Este estudio mostró que, después del ejercicio de los ratones, sus hígados secretan una proteína llamada Gpld1 en la sangre. Los niveles de esta proteína en la sangre corresponden a una función cognitiva mejorada en ratones de edad avanzada. Además, y una colaboración con el Centro de Envejecimiento y Memoria de UCSF descubrió que la enzima también está elevada en la sangre de los humanos de edad avanzada que hacen ejercicio regularmente. Pero los investigadores mostraron que el simple aumento de la cantidad de Gpld1 producida por el hígado del ratón podría conferir muchos de los mismos beneficios cerebrales que el ejercicio regular.
¿Un medicamento para obtener los beneficios cerebrales que el ejercicio?
«Si hubiera un medicamento que produjera los mismos beneficios cerebrales que el ejercicio, todos lo tomarían. Ahora nuestro estudio sugiere que al menos algunos de estos beneficios podrían estar disponibles algún día en forma de píldora»; explican los investigadores.
Los investigadores ya habían demostrado previamente que los factores biológicos presentes en la sangre de los ratones jóvenes pueden rejuvenecer el cerebro del ratón envejecido; y, por el contrario, los factores en la sangre de los ratones más viejos pueden provocar un deterioro cognitivo prematuro relacionado con la edad en ratones jóvenes.
Estos resultados anteriores llevaron al equipo a buscar factores transmitidos por la sangre que también podrían conferir los beneficios del ejercicio; que también se sabe que rejuvenece el cerebro envejecido de una manera similar a lo que se vio en los experimentos de laboratorio de «sangre joven».
Los investigadores tomaron sangre de ratones viejos que habían hecho ejercicio regularmente durante siete semanas y la administraron a ratones viejos sedentarios. Descubrieron que cuatro semanas de este tratamiento produjeron mejoras dramáticas en el aprendizaje y la memoria en los ratones más viejos; similar a lo que se observó en los ratones que habían hecho ejercicio regularmente. Cuando examinaron los cerebros de los animales, encontraron evidencia de una mayor producción de nuevas neuronas en la región conocida como hipocampo. Se trataba de un proxy bien documentado de los beneficios rejuvenecedores del ejercicio.
Proteínas importantes en el proceso metabólico
Para descubrir qué factores biológicos específicos en la sangre podrían estar detrás de estos efectos, los investigadores midieron las cantidades de diferentes proteínas solubles en la sangre de ratones activos versus sedentarios. Identificaron 30 proteínas candidatas. 19 de ellas se derivaron predominantemente del hígado. Además, muchas de ellas ya se habían relacionado previamente con funciones para controlar el metabolismo del cuerpo. Dos de estas proteínas, Gpld1 y Pon1, destacaron como particularmente importantes para los procesos metabólicos. Los investigadores decidieron estudiar Gpld1 con más detalle porque pocos estudios previos habían investigado su función.
El equipo descubrió que Gpld1 aumenta en la circulación sanguínea de los ratones después del ejercicio. Y que los niveles de Gpld1 se correlacionan estrechamente con las mejoras en el rendimiento cognitivo de los animales. El análisis de los datos humanos recopilados como parte del estudio de la Red de Envejecimiento Hillblom del Centro de Memoria y Envejecimiento UCSF mostró que Gpld1 también está elevado en la sangre de adultos mayores sanos y activos en comparación con los ancianos menos activos.
Proteína hepática Gpld1
Para probar si Gpld1 en sí mismo podría generar los beneficios observados del ejercicio, los investigadores utilizaron la ingeniería genética para convencer a los hígados de ratones viejos para que produjeran en exceso Gpld1. Luego midieron el rendimiento de los animales en múltiples pruebas que miden varios aspectos de la cognición y la memoria. Tres semanas de tratamiento produjeron efectos similares a seis semanas de ejercicio regular; junto con aumentos dramáticos en el crecimiento de nuevas neuronas en el hipocampo.
Según explican los investigadores, «a través de esta proteína, el hígado responde a la actividad física y le dice al viejo cerebro que se vuelva joven». Y añade: «Este es un ejemplo notable de comunicación de hígado a cerebro que, hasta donde sabemos, nadie sabía que existía».
Otros experimentos de laboratorio han demostrado que Gpld1 producido por el hígado no pasa a través de la llamada barrera hematoencefálica. Esta barrera es la que protege al cerebro de agentes tóxicos o infecciosos en la sangre. En cambio, la proteína parece ejercer sus efectos en el cerebro a través de vías que reducen la inflamación y la coagulación de la sangre en todo el cuerpo. Se sabe que tanto la coagulación sanguínea como la inflamación aumentan con la edad. Se han relacionado con la demencia y el deterioro cognitivo relacionado con la edad.
El laboratorio ahora está trabajando para comprender mejor cómo Gpld1 interactúa con otros sistemas de señalización bioquímica para producir sus efectos estimulantes del cerebro; con la esperanza de identificar objetivos específicos para la terapéutica que algún día podrían conferir muchos de los beneficios protectores del ejercicio para el envejecimiento del cerebro.
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