- Un equipo del MIT confirmó en experimentos celulares que la contracción muscular que ocurre durante el ejercicio puede promover el crecimiento de las neuronas motoras no solo mediante señales bioquímicas, sino también a través de fuerzas físicas
- Las neuronas motoras expuestas a una mezcla de mioquinas (myokines) secretada por músculos ejercitados crecieron 4 veces más lejos que las neuronas no expuestas
- Incluso solo el estímulo mecánico de tirar repetidamente de las neuronas hacia adelante y hacia atrás, como si imitaran el movimiento muscular, produjo un crecimiento similar al observado con la exposición a mioquinas
- En el análisis genético se observaron cambios de expresión en neuronas estimuladas por el ejercicio relacionados con la maduración neuronal, la comunicación con músculos y otros nervios, y la maduración del axón
- Esto podría llevar a terapias relacionadas con el ejercicio en las que la estimulación muscular dirigida ayude a recuperar nervios dañados o degenerados y a mejorar la movilidad
Conexión directa entre ejercicio y crecimiento neuronal
- El ejercicio regular tiene efectos beneficiosos no solo en los músculos, sino también en los huesos, los vasos sanguíneos y el sistema inmunológico, y este experimento muestra que esos efectos también pueden alcanzar el nivel de neuronas individuales
- Durante el ejercicio, los músculos liberan una mezcla de señales bioquímicas llamadas mioquinas, y estas señales influyen en el crecimiento neuronal
- Las neuronas expuestas a mioquinas crecieron 4 veces más lejos que las neuronas no expuestas
- Las neuronas responden no solo a señales bioquímicas, sino también a los efectos físicos del ejercicio
- Cuando se tiró repetidamente de las neuronas hacia adelante y hacia atrás, como en la contracción y relajación muscular, apareció un efecto de crecimiento similar al de la exposición a mioquinas
- Los resultados fueron publicados en Advanced Healthcare Materials
Una pregunta surgida de un estudio previo sobre injertos musculares
- En 2023, el equipo de Ritu Raman informó que trasplantar tejido muscular a ratones con lesión muscular traumática y estimularlo repetidamente con luz para hacerlo ejercitarse podía restaurar la movilidad
- Con el tiempo, el músculo trasplantado que hacía ejercicio ayudó a recuperar la función motora de los ratones, y su nivel de actividad llegó a ser comparable al de ratones sanos
- El análisis del tejido trasplantado mostró que el ejercicio regular estimuló la producción de señales bioquímicas que se sabe promueven el crecimiento de nervios y vasos sanguíneos
- Para comprobar si era el propio músculo ejercitado el que influía directamente en el crecimiento nervioso, y no otros tipos celulares del animal como el sistema inmunológico, el equipo realizó experimentos aislando solo tejidos musculares y nerviosos
Ejercitar tejido muscular y recolectar sus secreciones
- El equipo cultivó células musculares de ratón en fibras largas y luego las fusionó para crear láminas de tejido muscular maduro del tamaño de una moneda
- Este músculo fue modificado genéticamente para contraerse en respuesta a la luz
- Al iluminarlo repetidamente, hicieron que el músculo se contrajera como si se apretara, reproduciendo algo parecido al acto de hacer ejercicio
- El tejido muscular creció y se ejercitó sobre una alfombrilla de gel desarrollada previamente por Raman
- Este gel está diseñado para sostener el tejido muscular y evitar que se desprenda durante la estimulación
- Se consideró que la solución alrededor del músculo ejercitado contenía mioquinas como factores de crecimiento, RNA y varias proteínas
- Los músculos secretan mioquinas de manera habitual, pero producen más cuando hacen ejercicio
Las mioquinas promueven el crecimiento de las neuronas motoras
- El equipo trasladó la solución con mioquinas a neuronas motoras en una placa aparte
- Las neuronas motoras son nervios de la médula espinal que controlan los músculos involucrados en el movimiento voluntario
- Las neuronas fueron cultivadas a partir de células madre derivadas de ratón y se mantuvieron sobre una alfombrilla de gel similar a la del tejido muscular
- Las neuronas expuestas a la mezcla de mioquinas comenzaron a crecer rápidamente
- Crecieron 4 veces más lejos que las neuronas que no recibieron la solución bioquímica
- La distancia de crecimiento fue mayor y la velocidad también más rápida, y el efecto apareció casi de inmediato
- El análisis de RNA confirmó cambios en la expresión génica de neuronas estimuladas por el ejercicio
- Muchos de los genes regulados al alza estaban relacionados no solo con el crecimiento neuronal, sino también con la maduración neuronal
- También aparecieron cambios en genes relacionados con la comunicación con músculos y otros nervios, así como con la maduración del axón
- Los efectos bioquímicos del ejercicio también podrían estar vinculados con el proceso que lleva a las neuronas a un estado más maduro y funcional
El efecto físico del ejercicio también es tan importante como la señal bioquímica
- El equipo quiso comprobar si el crecimiento neuronal podía cambiar solo por la fuerza mecánica del ejercicio, incluso sin señales bioquímicas provenientes del músculo
- Cultivaron otro conjunto de neuronas motoras sobre una alfombrilla de gel con pequeños imanes incorporados
- Usaron un imán externo para mover la alfombrilla y las neuronas hacia adelante y hacia atrás, “ejercitándolas” 30 minutos al día
- Las neuronas que recibieron ejercicio mecánico crecieron tanto como las neuronas expuestas a mioquinas
- Crecieron mucho más lejos que las neuronas que no recibieron ningún estímulo de ejercicio
- Tanto el efecto bioquímico como el efecto físico quedaron confirmados como ejes importantes para el crecimiento neuronal
- El siguiente paso es investigar si la estimulación muscular dirigida puede usarse para hacer crecer y sanar nervios dañados, y para restaurar la movilidad en personas con enfermedades neurodegenerativas como la ALS
- Artículo: “Actuating Extracellular Matrices Decouple the Mechanical and Biochemical Effects of Muscle Contraction on Motor Neurons”
1 comentarios
Opiniones en Hacker News
Como varios comentarios lo están leyendo como “el entrenamiento de fuerza fortalece el cerebro”, vale aclarar que este estudio no trata de las neuronas del cerebro, sino de las neuronas motoras.
Las neuronas motoras son neuronas que están entre la médula espinal y las células musculares, y transmiten las señales que vienen del cerebro como contracción y relajación muscular.
Parece que ya se sabía que, al hacer ejercicio, aumenta la inervación muscular, es decir, la resolución en la cantidad de neuronas conectadas a un músculo, y que ese es el mecanismo detrás del control motor fino que tienen personas como los pianistas.
Este estudio parece aclarar más ese proceso y aportar evidencia empírica más sólida sobre ese mecanismo. Si pudiera aprovecharse para recuperarse de daños nerviosos o lesiones de la médula espinal, sería muy prometedor.
El HIIT hace que los músculos produzcan lactato, y ese lactato cruza la barrera hematoencefálica e induce la expresión del factor neurotrófico derivado del cerebro.
El BDNF es importante para el crecimiento y la reparación de las neuronas, y puede elevarse bastante con solo hacer sprints intensos unas cuantas veces por semana. Es una buena noticia para quienes solo tienen unas pocas horas por semana para ejercitarse.
No sé bien si levantar pesas tiene el mismo efecto. Hace tiempo que no lo reviso, así que quizá mi información esté desactualizada respecto de los estudios más recientes.
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6246624/
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6435829/
No sabía por qué había un desequilibrio tan extremo en el crecimiento de las pantorrillas, así que intenté hacer elevaciones de pantorrilla a una pierna con la pierna izquierda, pero no pude, y ahora, 6 o 7 meses después, sigo sin poder.
No estoy entrenando la pantorrilla izquierda por separado; sigo corriendo como siempre y haciendo sentadillas de vez en cuando.
Se me ocurre que podría estar relacionado con que las neuronas motoras no estén disparando correctamente. El fisioterapeuta me recomendó estiramientos de pantorrilla y dedos del pie, pero me pareció que no tenía sentido, porque pensaba que ejercitar un músculo o hueso que no funciona como se espera podría empeorarlo.
No recibí una respuesta convincente, pero al ver este paper me hace pensar que quizá él había dado justo en el clavo. Tal vez aislar y ejercitar el músculo de la pantorrilla ayude a que esas neuronas disparen.
Ahora mismo no llega a ser una discapacidad, pero no sé qué efecto tendrá en mi equilibrio dentro de 20 o 30 años. Actualmente tengo 47 años.
Para controlar los músculos se necesitan neuronas, así que parece razonable que exista algún bucle de retroalimentación.
Recuerdo haber leído que también hay un bucle de retroalimentación parecido entre el crecimiento muscular y la densidad ósea. Algo así como que, al volverte más fuerte, los huesos también se benefician al adaptarse a soportar cargas mayores.
Según lo entiendo, la cadena de movimiento va del sistema nervioso → músculos → tendones → huesos. Es natural pensar que todos esos elementos se fortalecen entre sí de alguna manera.
Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=6PNBjKJ9hxQ
Las dos cosas que mejoran la claridad mental y el sueño son dejar el alcohol y el entrenamiento de fuerza.
Si hubiera tenido problemas de claridad mental o de sueño, creo que habría reducido más el consumo; también probé Dry January, y me sorprendió no notar un cambio tan grande en el cuerpo. Tal vez 30 días no sea suficiente tiempo.
Todo se influye entre sí.
También es un ejercicio muy físico, pero creo que libera mucha tensión muscular en hombros, caderas e isquiotibiales, que suele causar problemas de sueño sin que uno lo note.
Cuando hacía Ashtanga dormía mejor, y aun durmiendo menos me sentía mejor físicamente. Fue realmente sorprendente. Por varias razones, ahora me está costando volver a incorporarlo a mi vida.
También tengo que volver al gimnasio, pero cuando no tengo mucha confianza en mí mismo es demasiado difícil reunir la energía para ir. En realidad, esa es la razón por la que quiero volver a ejercitarme, así que es un poco tonto.
Caminar rápido durante una hora, subir una colina o levantar unas cuantas veces pesas de 10 a 15 libras ya tiene un efecto sorprendente en reducir la ansiedad, aliviar la rigidez y el dolor, y despejar la mente.
Todo el cuerpo es un sistema de pensamiento con nervios y músculos, y necesita retroalimentación para funcionar bien.
Cualquiera que haya empezado a hacer ejercicio lo nota. Durante las primeras semanas, la fuerza y la resistencia aumentan muy rápido por la mejora de las señales nerviosas; después, cuando el aumento muscular empieza a dominar, el ritmo se vuelve más lento.
Bien, casi me convencen de empezar a levantar pesas.
Si sale un estudio que diga que hace crecer el pelo, empiezo al 100%.
Antes no me importaba mucho mi apariencia, pero la caída del pelo pega realmente fuerte. Finasteride me deprime y Minoxidil es demasiado engorroso. Ver comentarios como este me hace sentir menos solo.
Creo que aparece un componente de desafío personal que solo se puede entender después de empezar.
No tengo claro qué parte de esto se supone que es nueva. ¿No es un fenómeno bien conocido el efecto de las mioquinas sobre el crecimiento y la salud de las neuronas?
¿O es otro caso en el que un comunicado de prensa del MIT exagera el estudio?
Entonces, ¿por qué los pacientes con lesión de la médula espinal tienen que quedarse quietos?