02/04/2025
🏃♀️El ejercicio no solo fortalece los músculos, también estimula el crecimiento del sistema nervioso.
Quiero compartir esta publicación realizada por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), una de las instituciones más prestigiosas del mundo en ciencia e innovación. A continuación, copio y pego el contenido original traducido al español, tal como fue publicado por el MIT en sus redes. Me parece un aporte valiosísimo para seguir poniendo en valor la importancia del ejercicio, especialmente desde el enfoque de la fisioterapia:
“No hay duda de que el ejercicio es bueno para el cuerpo. La actividad regular no solo fortalece los músculos, sino que puede fortalecer nuestros huesos, vasos sanguíneos y sistema inmunológico.
Ahora, los ingenieros del MIT han descubierto que el ejercicio también puede tener beneficios a nivel de las neuronas individuales. Observaron que cuando los músculos se contraen durante el ejercicio, liberan una sopa de señales bioquímicas llamadas miocinas. En presencia de estas señales generadas por los músculos, las neuronas crecieron cuatro veces más lejos en comparación con las neuronas que no estaban expuestas a las miocinas. Estos experimentos a nivel celular sugieren que el ejercicio puede tener un efecto bioquímico significativo en el crecimiento nervioso.
Sorprendentemente, los investigadores también encontraron que las neuronas responden no solo a las señales bioquímicas del ejercicio, sino también a sus impactos físicos. El equipo observó que cuando las neuronas se tiran repetidamente hacia adelante y hacia atrás, de manera similar a cómo los músculos se contraen y se expanden durante el ejercicio, las neuronas crecen tanto como cuando están expuestas a las miocinas de un músculo.
Si bien estudios previos han indicado un posible vínculo bioquímico entre la actividad muscular y el crecimiento nervioso, este estudio es el primero en mostrar que los efectos físicos pueden ser igual de importantes, dicen los investigadores. Los resultados, que se publican hoy en la revista Advanced Healthcare Materials, arrojan luz sobre la conexión entre los músculos y los nervios durante el ejercicio, y podrían informar las terapias relacionadas con el ejercicio para reparar los nervios dañados y deteriorados.
“Ahora que sabemos que existe esta diafonía músculo-nervio, puede ser útil para tratar cosas como la lesión nerviosa, donde la comunicación entre el nervio y el músculo se corta", dice Ritu Raman, profesor asistente de ingeniería mecánica de Eugene Bell Career Development en el MIT. "Tal vez si estimulamos el músculo, podríamos alentar el nervio a sanar y restaurar la movilidad a aquellos que lo han perdido debido a lesiones traumáticas o enfermedades neurodegenerativas".
Raman es el autor principal del nuevo estudio, que incluye a Angel Bu, Ferdows Afghah, Nicolas Castro, Maheera Bawa, Sonika Kohli, Karina Shah y Brandon Rios del Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT, y Vincent Butty del Instituto Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer del MIT.
Charla muscular
En 2023, Raman y sus colegas informaron que podían restaurar la movilidad en ratones que habían experimentado una lesión muscular traumática, primero implantando tejido muscular en el sitio de la lesión, y luego ejercitando el nuevo tejido estimulándolo repetidamente con luz. Con el tiempo, descubrieron que el injerto ejercido ayudó a los ratones a recuperar su función motora, alcanzando niveles de actividad comparables a los de los ratones sanos.
Cuando los investigadores analizaron el injerto en sí, parecía que el ejercicio regular estimuló el músculo injertado para producir ciertas señales bioquímicas que se sabe que promueven el crecimiento de los nervios y los vasos sanguíneos.Eso fue interesante porque siempre pensamos que los nervios controlan los músculos, pero no pensamos en los músculos que hablan de los nervios", dice Raman. "Entonces, empezamos a pensar que estimular el músculo estaba fomentando el crecimiento nervioso. Y la gente respondió que tal vez ese sea el caso, pero hay cientos de otros tipos de células en un animal, y es realmente difícil demostrar que el nervio está creciendo más debido al músculo, en lugar del sistema inmunológico o algo más que juega un papel".En su nuevo estudio, el equipo se propuso determinar si el ejercicio de los músculos tiene algún efecto directo en el crecimiento de los nervios, centrándose únicamente en el tejido muscular y nervioso. Los investigadores hicieron crecer las células musculares del ratón en fibras largas que luego se fusionaron para formar una pequeña lámina de tejido muscular maduro del tamaño de un cuarto.
El equipo modificó genéticamente el músculo para que se contraiga en respuesta a la luz. Con esta modificación, el equipo podía parpadear una luz repetidamente, haciendo que el músculo se apretara en respuesta, de una manera que imitara el acto de ejercicio. Raman desarrolló previamente una nueva esterilla de gel en la que crecer y ejercitar el tejido muscular. Las propiedades del gel son tales que pueden soportar el tejido muscular y evitar que se desprenda a medida que los investigadores estimularon el músculo para hacer ejercicio.
Luego, el equipo recogió muestras de la solución circundante en la que se ejercitó el tejido muscular, pensando que la solución debería contener mioquinas, incluidos factores de crecimiento, ARN y una mezcla de otras proteínas.
“Pensaría en las mioquinas como una sopa bioquímica de cosas que los músculos secretan, algunas de las cuales podrían ser buenas para los nervios y otras que podrían no tener nada que ver con los nervios", dice Raman. "Los músculos casi siempre secretan miokines, pero cuando los ejercitas, hacen más".
“El ejercicio como medicina"
El equipo transfirió la solución de miocinas a un plato separado que contenía neuronas motoras, nervios encontrados en la médula espinal que controlan los músculos involucrados en el movimiento voluntario. Los investigadores cultivaron las neuronas a partir de células madre derivadas de ratones. Al igual que con el tejido muscular, las neuronas se cultivaron en una alfombra de gel similar. Después de que las neuronas se expusieron a la mezcla de miocinas, el equipo observó que comenzaron a crecer rápidamente, cuatro veces más rápido que las neuronas que no recibieron la solución bioquímica.
Los científicos del MIT encuentran que el crecimiento de las neuronas motoras aumentó significativamente durante 5 días en respuesta a las señales bioquímicas y mecánicas relacionadas con el ejercicio. La bola verde representa un grupo de neuronas que crecen hacia afuera en colas largas, o axones.
Crédito: Angel Bu
“Crecen mucho más lejos y más rápido, y el efecto es bastante inmediato", señala Raman.
Para echar un vistazo más de cerca a cómo cambiaron las neuronas en respuesta a las mioquinas inducidas por el ejercicio, el equipo realizó un análisis genético, extrayendo ARN de las neuronas para ver si las miocinas indujeron algún cambio en la expresión de ciertos genes neuronales.
“Vimos que muchos de los genes regulados hacia arriba en las neuronas estimuladas por el ejercicio no solo estaban relacionados con el crecimiento de las neuronas, sino también con la maduración de las neuronas, lo bien que hablan con los músculos y otros nervios, y lo maduros que son los axones", dice Raman. "El ejercicio parece afectar no solo el crecimiento de las neuronas, sino también su madurez y buen funcionamiento".
Los resultados sugieren que los efectos bioquímicos del ejercicio pueden promover el crecimiento de las neuronas. Entonces el grupo se preguntó: ¿Podrían los impactos puramente físicos del ejercicio tener un beneficio similar?
“Las neuronas están físicamente unidas a los músculos, por lo que también se estiran y se mueven con el músculo", dice Raman. "También queríamos ver, incluso en ausencia de señales bioquímicas del músculo, ¿podríamos estirar las neuronas de un lado a otro, imitando las fuerzas mecánicas (del ejercicio), y eso también podría tener un impacto en el crecimiento?"
Para responder a esto, los investigadores cultivaron un conjunto diferente de neuronas motoras en una alfombra de gel que incrustaron con pequeños imanes. Luego usaron un imán externo para mover la alfombra, y las neuronas, de un lado a otro. De esta manera, "ejercitaron" las neuronas, durante 30 minutos al día. Para su sorpresa, descubrieron que este ejercicio mecánico estimuló a las neuronas a crecer tanto como las neuronas inducidas por miocinas, creciendo significativamente más lejos que las neuronas que no recibieron ningún tipo de ejercicio.
“Esa es una buena señal porque nos dice que tanto los efectos bioquímicos como los físicos del ejercicio son igualmente importantes", dice Raman.
Ahora que el grupo ha demostrado que el ejercicio muscular puede promover el crecimiento nervioso a nivel celular, planean estudiar cómo se puede utilizar la estimulación muscular dirigida para hacer crecer y curar los nervios dañados, y restaurar la movilidad de las personas que viven con una enfermedad neurodegenerativa como la ELA”.
“Este es solo nuestro primer paso para entender y controlar el ejercicio como medicina", dice Raman.
Este tipo de estudios refuerzan lo que desde la fisioterapia promovemos cada día: el movimiento como herramienta terapéutica poderosa.
Exercise can have benefits at the level of neurons, through chemical and mechanical effects, MIT researchers find. The discovery could inform exercise-related therapies for repairing damaged and deteriorating nerves.
