Hacer ejercicio regularmente proporciona beneficios que se extienden por todo el organismo, ya que no solo fortalece los músculos, sino que también refuerza los huesos, los vasos sanguíneos y el sistema inmunitario. La actividad física también se asoció con un menor riesgo de desarrollar enfermedades neurodegenerativas. Ahora, un nuevo estudio demostró que ejercitar los músculos tiene importantes ventajas para las neuronas.
Un equipo de ingenieros del Massachusetts Institute of Technology (MIT) comrpobó que, al contraerse los músculos durante el ejercicio, se libera una serie de señales bioquímicas conocidas como miocinas y, cuando las neuronas se exponen a estas señales generadas por los músculos, crecen cuatro veces más que aquellas que no están en contacto con las miocinas. Estos experimentos a nivel celular sugieren que el ejercicio tiene un significativo impacto bioquímico en el crecimiento nervioso.
Los investigadores también descubrieron que las neuronas no solo responden a las señales bioquímicas del ejercicio sino también a sus efectos físicos, ya que observaron que, al someter repetidamente a las neuronas a un estiramiento similar a la contracción y expansión muscular que se produce durante el ejercicio, estas crecen tanto como cuando se exponen a las miocinas musculares.
Aunque estudios anteriores sugerían un vínculo bioquímico entre la actividad muscular y el crecimiento nervioso, esta investigación es la primera en demostrar que los efectos físicos son igualmente importantes. Los resultados se publicaron en la revista Advanced Healthcare Materials y aportan información sobre la conexión entre músculos y nervios durante el ejercicio, lo cual podría contribuir al desarrollo de terapias de rehabilitación para reparar nervios dañados o deteriorados.
Efectos bioquímicos del ejercicio
“Ahora que sabemos que existe esta comunicación entre músculo y nervio, esto puede ser útil para tratar lesiones nerviosas, donde la comunicación entre ambos se interrumpe”, señaló Ritu Raman, profesora asistente de Ingeniería Mecánica en el MIT y añadió: “Quizás si estimulamos el músculo, podríamos incentivar al nervio para que sane, y devolver la movilidad a personas que la han perdido por una lesión traumática o por enfermedades neurodegenerativas”.
En 2023, Raman y su equipo lograron restaurar la movilidad en ratones con lesiones musculares traumáticas, implantando tejido muscular en la zona lesionada y estimulando después este tejido con luz. Con el tiempo, descubrieron que el tejido injertado y ejercitado ayudaba a que los ratones recuperasen su función motora hasta alcanzar niveles de actividad comparables a los de ratones sanos. El análisis del injerto mostró que el ejercicio regular estimulaba al músculo a producir ciertas señales bioquímicas que promueven el crecimiento de nervios y vasos sanguíneos.
En su nuevo estudio, el equipo se centró exclusivamente en tejidos de músculo y nervio para determinar si el ejercicio muscular tiene un efecto directo en el crecimiento nervioso. Cultivaron células musculares de ratón en largas fibras que se fusionaron para formar un pequeño tejido muscular. El equipo modificó genéticamente este músculo para que se contrajera en respuesta a la luz, permitiendo que el tejido se “ejercitara”.
Raman desarrolló una innovadora alfombra de gel para sostener y ejercitar el tejido muscular, previniendo que se despegara durante la estimulación. Posteriormente, recolectaron muestras de la solución circundante, donde esperaban encontrar miocinas, incluidos factores de crecimiento, ARN y otras proteínas. “Las miocinas son como una sopa bioquímica que los músculos secretan, algunas de las cuales pueden beneficiar a los nervios. Los músculos siempre están secretando miocinas, pero producen más al ejercitarse”, explicó.
Otros detalles del estudio
El equipo transfirió la solución con miocinas a una placa con neuronas motoras, derivadas de células madre de ratón. Después de exponerlas a la mezcla de miocinas, observaron que las neuronas crecían cuatro veces más rápido que aquellas que no recibieron la solución bioquímica.
Para estudiar más a fondo cómo las neuronas respondían a las miocinas inducidas por el ejercicio, realizaron un análisis genético que les permitió observar que muchos genes relacionados con el crecimiento y la maduración neuronal se activaban. Los resultados sugieren que los efectos bioquímicos del ejercicio pueden promover el crecimiento neuronal. A partir de ahí, el equipo se preguntó si los efectos físicos del ejercicio podrían tener beneficios similares.
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Para averiguarlo, cultivaron neuronas en una alfombra de gel con pequeños imanes y luego las “ejercitaron” durante 30 minutos diarios usando un imán externo para mover la alfombra de un lado a otro. Sorprendentemente, el ejercicio mecánico estimuló el crecimiento neuronal tanto como las miocinas y Raman dijo que es una buena señal porque indica que los efectos bioquímicos y físicos del ejercicio son igualmente importantes.
