Descubren por qué la habilidad para soportar el esfuerzo mejora con el entrenamiento: el misterio está en el cerebro
Neurociencias
Se identificó un conjunto de neuronas que potencian el rendimiento físico conforme se incrementa el ejercicio
Una niña escalando en el rocódromo de Sant Cugat
Si la capacidad para ejercitarse mejora con el entrenamiento, se debe a un pequeño grupo de neuronas en el hipotálamo que permiten que los músculos y el corazón desempeñen mejor su función mientras disminuye la percepción de cansancio. Esto lo revela un estudio de la Universidad de Pensilvania realizado en ratones, cuyos hallazgos se consideran aplicables a humanos.
Activar estas neuronas, o los procesos biológicos que dependen de ellas, podría permitir que personas sedentarias o con dificultades de movilidad disfruten de los beneficios metabólicos del ejercicio, señalan los autores del estudio en la revista Neuron, donde hoy presentan sus resultados. También podría mejorar el desempeño de quienes practican deporte.
Los hallazgos desafían la perspectiva tradicional según la cual la resistencia al ejercicio se debe únicamente a adaptaciones de los sistemas cardiorrespiratorio y musculoesquelético, y muestran que el cerebro juega un papel fundamental en estas adaptaciones. “Cuando levantamos pesas, pensamos que solo estamos creando músculo; pero resulta que también podemos estar construyendo nuestro cerebro”, afirma en un comunicado Nicholas Betley, director de la investigación.
Betley descubrió que, al correr los ratones en una rueda, se activan un conjunto de neuronas del hipotálamo conocidas como neuronas SF1. Estas neuronas, cuyo número asciende a 10.000 en el cerebro humano y ocupan un volumen treinta veces menor que un milímetro cúbico, desempeñan un papel fundamental en el metabolismo al integrar señales como la glucosa, la insulina y la leptina para controlar el gasto energético del organismo. De forma interesante, el ejercicio también modula el metabolismo, lo que indica que actúa en parte mediante estas neuronas SF1.
Los hallazgos más sorprendentes del estudio se manifestaron cuando los ratones llevaban dos semanas corriendo diariamente. Al igual que en humanos que practican running con regularidad, su resistencia física mejoró. Recorrieron mayores distancias y a mayor velocidad antes de agotarse. Además, cuanto más se estimulaban las neuronas SGF1, mayor era el incremento en su resistencia.
En el experimento clave, los científicos inactivaron las neuronas SF1 de los ratones mediante un virus. Los animales perdieron la habilidad para adaptarse al esfuerzo físico. Aunque corrían en la rueda todos los días, no lograban aumentar ni la duración ni la velocidad. Parecía como si cada día tuvieran que comenzar desde el principio. En vez de alcanzar los 500 metros diarios, como los ratones entrenados durante dos semanas, se detenían y dejaban de correr tras apenas 200 metros.
Pero cuando los investigadores activaron las neuronas SF1 de los ratones, vieron lo opuesto: los convirtieron en superatletas. Utilizaron una técnica optogenética que permite regular la actividad de neuronas específicas mediante luz. Según los hallazgos expuestos en Neuron, los ratones llegaron a recorrer casi 600 metros al día, algunos a velocidades superiores a 30 metros por minuto (1,8 km/h), mientras que la velocidad máxima habitual de los ratones empleados en el estudio es de aproximadamente 21 metros por minuto (1,26 km/h).
La investigación no especifica el mecanismo mediante el cual las neuronas SF1 incrementan la resistencia al esfuerzo. Betley señala que estas neuronas elevan la concentración de glucosa en la sangre y sugiere que su activación promueve la síntesis de glucógeno, facilitando la recuperación tras el ejercicio.
Sin importar cuál sea el mecanismo, “este trabajo sugiere que las adaptaciones del sistema nervioso central contribuyen más a la resistencia al ejercicio de lo que se reconocía hasta ahora”, escriben los investigadores. El hallazgo se une a los de investigaciones previas que ya habían mostrado que el ejercicio altera el cerebro, promoviendo la generación de neuronas y la formación de sinapsis, así como mejorando las funciones cognitivas.
En perspectiva futura, esta línea de investigación aporta “una estrategia novedosa para mejorar la resistencia y la función metabólica en poblaciones incapaces de practicar actividad física regular”, señalan en Neuron. “Podría llevar a mejorar la resistencia física y la salud general”.
“Este descubrimiento puede permitir en el futuro potenciar el entrenamiento con la activación de los circuitos de las neuronas SF-1 o incluso sin practicar deporte. Ello permitiría que personas sin movilidad pudieran disfrutar de los beneficios cerebrales del ejercicio físico”, coincide la neurocientífica Coral Sanfeliu, del Institut d'Investigacions Biomèdiques de Barcelona del CSIC, en declaraciones a SMC España. “Abre una perspectiva nueva del ejercicio físico en cuanto que desde el cerebro se controlan parte de los cambios adaptativos que tienen lugar en el músculo”.