MADRID 17 Nov. (EUROPA PRESS) –
Los **beneficios del ejercicio** en el cuerpo están bien documentados, ya que la actividad regular no solo fortalece los músculos, sino que también puede robustecer los huesos, los vasos sanguíneos y el sistema inmunológico.
Recientemente, ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos han descubierto que el ejercicio puede ofrecer ventajas a nivel de neuronas individuales.
En sus investigaciones, observaron que cuando los músculos se contraen durante el ejercicio, liberan una **sopa** de señales bioquímicas llamadas mioquinas. En presencia de estas señales generadas por los músculos, las neuronas mostraron un crecimiento cuatro veces mayor en comparación con las que no estuvieron expuestas a las mioquinas. Estos experimentos a nivel celular sugieren que el ejercicio puede tener un **efecto bioquímico** significativo sobre el crecimiento nervioso.
Sorprendentemente, también hallaron que las neuronas no solo responden a las señales bioquímicas del ejercicio, sino también a sus impactos físicos. El equipo notó que al estirarse y comprimirse repetidamente, de manera similar a como lo hacen los músculos durante el ejercicio, las neuronas crecían tanto como aquellas expuestas a las mioquinas de un músculo.
Aunque estudios previos habían señalado una posible relación bioquímica entre la actividad muscular y el crecimiento nervioso, este estudio es el primero que demuestra que los **efectos físicos** pueden ser igualmente importantes, afirman los investigadores.
Los hallazgos, publicados en la revista ‘Advanced Healthcare Materials’, arrojan luz sobre la conexión entre músculos y nervios durante el ejercicio, lo que podría sentar las bases para terapias relacionadas con el ejercicio para reparar nervios dañados y deteriorados.
«Ahora que sabemos que existe esta **interacción músculo-nervio**, puede ser útil para tratar lesiones nerviosas, donde se interrumpe la comunicación entre el nervio y el músculo –explica Ritu Raman, catedrático adjunto de Ingeniería Mecánica Eugene Bell del MIT–. Quizá si estimulamos el músculo, podríamos animar al nervio a curarse y devolver la movilidad a quienes la han perdido debido a lesiones traumáticas o enfermedades neurodegenerativas».
En 2023, Raman y su equipo informaron que podían restaurar la movilidad en ratones que habían sufrido una lesión muscular traumática, implantando primero tejido muscular en el lugar afectado y luego ejercitando el nuevo tejido con estimulación lumínica repetida.
Con el tiempo, comprobaron que el injerto ejercitado ayudaba a los ratones a recuperar su función motora, alcanzando niveles de actividad comparables a los de los ratones sanos.
Al analizar el propio injerto, observaron que el ejercicio regular estimulaba el tejido muscular injertado para que produjera señales bioquímicas específicas que favorecen el crecimiento de nervios y vasos sanguíneos.
«Eso fue interesante porque siempre pensamos que los nervios controlan el músculo, pero no imaginamos que los músculos también responden a los nervios –dice Raman–. Empezamos a considerar que la estimulación muscular podría fomentar el crecimiento nervioso. Aunque la gente apuntó que tal vez eso fuera así, existen cientos de otros tipos de células en un animal, y es verdaderamente complicado demostrar que el crecimiento del nervio se debe al músculo, en lugar de que el sistema inmunitario o algún otro factor juegue un papel».
En su nuevo estudio, el equipo se propuso determinar si **ejercitar los músculos** tiene algún efecto directo sobre el crecimiento nervioso, centrándose únicamente en el tejido muscular y nervioso. Cultivaron células musculares de ratón hasta convertirlas en fibras largas que luego se fusionaron para formar una pequeña lámina de tejido muscular maduro del tamaño de una pequeña moneda.
El equipo modificó genéticamente el músculo para que se contrajera en respuesta a la luz. Con esta modificación, pudieron activar la luz repetidamente, haciendo que el músculo se contrajera, imitando el acto de hacer ejercicio.
Raman había desarrollado una innovadora estera de gel para cultivar y ejercitar tejido muscular. Las propiedades del gel permiten sostener el tejido muscular y evitar que se desprenda cuando los investigadores estimulan el músculo para que haga ejercicio.
A continuación, el equipo recogió muestras de la solución circundante en la que se ejercitaba el tejido muscular, suponiendo que la solución debía contener mioquinas, factores de crecimiento, ARN y una mezcla de otras proteínas.
«Yo pensaríamos en las mioquinas como una ‘sopa’ bioquímica de cosas que segregan los músculos, algunas de las cuales podrían ser beneficiosas para los nervios y otras que podrían no estar relacionadas –explica Raman–. Los músculos segregan mioquinas casi siempre, pero al ejercitarlos, producen más».
El equipo transfirió la solución de mioquinas a otra placa que contenía motoneuronas, nervios de la médula espinal que controlan los músculos implicados en el movimiento voluntario. Pueden conocer más sobre motoneuronas en esta investigación.
Cultivaron las neuronas a partir de células madre derivadas de ratones. Al igual que con el tejido muscular, las neuronas se cultivaron en una esterilla de gel similar. Tras exponer las neuronas a la mezcla de mioquinas, el equipo observó que comenzaban a crecer rápidamente, a un ritmo cuatro veces más rápido que las neuronas que no recibieron la solución bioquímica.
«Crecen mucho más y más rápido, y el efecto es bastante inmediato*, resalta Raman.
Para investigar más a fondo cómo cambiaban las neuronas en respuesta a las mioquinas inducidas por el ejercicio, el equipo realizó un análisis genético, extrayendo ARN de las neuronas para detectar si las mioquinas inducían cambios en la expresión de ciertos genes neuronales.
«Observamos que muchos de los genes regulados al alza en las neuronas estimuladas por el ejercicio no solo estaban relacionados con el **crecimiento neuronal**, sino también con su maduración, la calidad de la comunicación entre los músculos y otros nervios, y la madurez de los axones –explica Raman–. El ejercicio parece influir no solo en el crecimiento de las neuronas, sino también en su madurez y funcionalidad».
Estos resultados sugieren que los efectos bioquímicos del ejercicio pueden favorecer el crecimiento neuronal. Entonces el grupo se preguntó: ¿Podrían los efectos puramente físicos del ejercicio ofrecer beneficios similares?
«Las neuronas están físicamente unidas a los músculos, por lo que también se estiran y se mueven con ellos –explica Raman–. También queríamos investigar si, incluso en ausencia de señales bioquímicas del músculo, podíamos estirar las neuronas hacia delante y hacia atrás, imitando las fuerzas mecánicas del ejercicio, y si eso también podía influir en el crecimiento».
Para responder a esta pregunta, los investigadores colocaron un conjunto diferente de motoneuronas en una esterilla de gel a la que incrustaron **imanes diminutos**. Después, utilizaron un imán externo para mover la esterilla, y así a las neuronas, de un lado a otro.
De este modo, ‘ejercitaron’ las neuronas durante 30 minutos al día. Para su sorpresa, descubrieron que este ejercicio mecánico estimulaba a las neuronas a crecer tanto como las neuronas inducidas por las mioquinas, superando significativamente a las neuronas que no recibieron ninguna forma de ejercicio.
«Es una buena señal, pues indica que tanto los efectos bioquímicos como los físicos del ejercicio son igualmente importantes», afirma Raman.
Ahora que el grupo ha demostrado que el **ejercicio muscular** puede promover el crecimiento nervioso a nivel celular, planean investigar cómo la estimulación muscular dirigida puede utilizarse para hacer crecer y curar nervios dañados, y restaurar la movilidad en personas que padecen enfermedades neurodegenerativas como la ELA. Encuentra más información sobre la ELA en la Asociación ALS.
