¿Qué papel juegan el ejercicio físico moderado y la microbiota sobre la memoria?
El ejercicio moderado continuado durante 40 minutos mejora el rendimiento cognitivo, la discriminación espacial y el desarrollo de nuevas neuronas en el hipocampo, clave en la memoria y el aprendizaje.
Además, los científicos aseguran que estos beneficios están mediados por cambios en la composición de la microbiota intestinal.
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¿Qué papel juegan el ejercicio físico moderado y la microbiota sobre la memoria?
Un estudio del Centro de Neurociencias Cajal (CNC) del CSIC muestra la implicación del ejercicio físico moderado y la microbiota intestinal en los efectos cognitivos asociados al deporte.
Los investigadores observaron en modelos animales que la práctica física, de unos 40 minutos a velocidad media, mejora la diversidad de las bacterias que habitan en el intestino.
Y comprobaron que estos cambios en la microbiota intestinal modulan en gran medida los efectos del ejercicio físico en el cerebro, como la mejora de la memoria o la neurogénesis.
Los resultados publicados en eBioMedicine, revista del grupo The Lancet, abren una nueva vía para desarrollar futuras terapias, basadas en la microbiota, que permitan combatir enfermedades neurodegenerativas y trastornos cognitivos.
Efectos del deporte sobre el cerebro
Hace tiempo que se conocen los efectos del deporte sobre el cerebro, como su capacidad para hacer frente al envejecimiento o para mejorar la evolución de enfermedades como el alzhéimer.
Sin embargo, conseguir estos efectos positivos depende de la hormesis, la curva que fija su evolución hasta llegar a un techo, conocido como punto de inflexión.
A partir de ese punto, el aumento de la intensidad o duración del ejercicio hace que no solo desaparezcan sus efectos, sino que empiece a ser contraproducente.
Sin embargo, la curva hormética varía en función de cada individuo, por lo que todavía se sigue estudiando la intensidad concreta que determina el punto de inflexión.
Ejercicio moderado
Ahora, los investigadores han demostrado, en un modelo animal, que el ejercicio moderado con una duración de 40 minutos y con una velocidad media, mejora:
- el rendimiento cognitivo,
- la discriminación espacial
- y el desarrollo de nuevas neuronas en el hipocampo, una región clave en la memoria y el aprendizaje.
El trabajo ha sido coordinado por José Luis Trejo, investigador del Centro de Neurociencias Cajal (CNC-CSIC).
Punto óptimo de ejercicio para lograr beneficios
Por tanto, todos estos beneficios cognitivos dependen del ejercicio físico, pero sobre todo, de que este se practique de manera moderada, ya que un aumento excesivo de la intensidad o duración provoca que pierda su eficacia, como muestran los resultados neutros observados en ratones.
«Hay un punto óptimo de ejercicio desde el cual se logran beneficios, y pasarse de esa dosis puede no sólo no ayudar, sino impedir esas mejoras”, subraya Elisa Cintado, investigadora del CNC-CSIC y primera autora del estudio.
Cambios en la composición de la microbiota intestinal
Además de determinar la práctica física idónea para conseguir los efectos sobre la función cognitiva y la neurogénesis, generación de nuevas neuronas en el cerebro adulto, el estudio revela que estos beneficios están mediados por cambios en la composición de la microbiota intestinal.
Para ello, los investigadores diseñaron distintos protocolos de ejercicio, que incluían un entrenamiento moderado, uno prolongado en el tiempo y otro de alta intensidad. Y, posteriormente, analizaron sus efectos sobre la memoria, el cerebro y la microbiota de los ratones.
«Nuestro modelo experimental permitió comprobar que, aunque sabíamos desde hace tiempo que hacer ejercicio de forma regular mejora la salud del cerebro, desconocíamos el papel específico de la microbiota intestinal en este proceso», explica Trejo.
La importancia del estilo de vida
La microbiota intestinal, el conjunto de microorganismos que habita en nuestros intestinos, varía en función del estilo de vida.
En concreto, destaca el papel del ejercicio físico moderado en el aumento de la diversidad bacteriana (indicador de una microbiota saludable) y de géneros bacterianos específicos, según observaron los investigadores.
La presencia de algunos de estos géneros, como Acetatifactor o ciertas especies de la familia de bacterias Lachnospiraceae, contribuyeron positivamente con un mejor rendimiento cognitivo de los animales.
Trasplantes de microbiota fecal
Para determinar si estos cambios microbianos eran una mera correlación o tenían un papel causal en los efectos del ejercicio, los científicos dieron un paso más: realizaron trasplantes de microbiota fecal.
Tomaron muestras fecales de ratones que habían hecho ejercicio moderado o de larga duración y se las transfirieron a ratones sedentarios.
El resultado fue que los animales sedentarios que recibieron la microbiota de ratones corredores (moderados) mejoraron su memoria y aumentaron la neurogénesis, igual que los animales ejercitados.
Sin embargo, los que recibieron la microbiota de ratones corredores de larga duración no mostraron esta mejora.
«Esto demuestra de forma causal que los efectos cognitivos del ejercicio pueden ser mediados, en gran parte, por la microbiota intestinal», afirma Cintado.
Compleja simbiosis entre cerebro e intestino
El equipo también investigó los mecanismos cerebrales involucrados en la mejora cognitiva de los animales ejercitados o de los que recibieron la microbiota de aquellos que habían realizado ejercicio moderado.
Los resultados muestran que los efectos beneficiosos en el cerebro se debieron a un aumento en las células madre neuronales (progenitoras de las neuronas) y en las neuronas inmaduras del hipocampo.
“Las correlaciones estadísticas entre los niveles de ciertas bacterias intestinales y los marcadores celulares de neurogénesis fueron consistentes, lo que refuerza la hipótesis de que la microbiota intestinal actúa como moduladora de la plasticidad cerebral”, explica Trejo.
Además, los investigadores comprobaron que este efecto no se limitaba al cerebro, sino que los animales ejercitados moderadamente mostraron una mejor preservación de la barrera hematoencefálica (red de vasos sanguíneos que protege al cerebro de sustancias nocivas) y el epitelio intestinal (células que impiden el paso de toxinas y patógenos al intestino).
Por el contrario, los modelos animales sometidos a prácticas físicas más intensas mostraron alteraciones en ambas barreras biológicas.
Importantes implicaciones para la salud humana
Aunque los experimentos fueron realizados en modelos animales, los resultados plantean importantes implicaciones para la salud humana.
De acuerdo con los autores, el estudio respalda la idea de que el impacto del ejercicio sobre el cerebro depende profundamente del tipo, duración e intensidad del mismo, y que personalizar el ejercicio físico según las características fisiológicas y microbianas del individuo podría maximizar sus beneficios.
Más ejercicio no siempre es mejor
«Deberíamos replantearnos la idea que más ejercicio no siempre es mejor. Una práctica moderada, constante y adaptada a cada persona puede ser más eficaz tanto para el cuerpo como para el cerebro», afirma el investigador del CNC-CSIC.
Esta investigación también abre una nueva vía para desarrollar futuras terapias basadas en la microbiota. La posibilidad de utilizar la microbiota como mediador para modular funciones cerebrales constituye un campo prometedor en la neurobiología, con aplicaciones en enfermedades neurodegenerativas y trastornos cognitivos.
El estudio ha contado con financiación del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades y con la participaron de investigadores del APC Microbiome Ireland (University College Cork) y del Amsterdam University Medical Center (UMC).
Referencia científica
- Cintado, E., Muela, P., Martín, L., et al. Gut Microbiota Regulates Exercise-Induced Hormetic Modulation of Cognitive Function. eBioMedicine.
