¿Y si os dijese que hay algo que podéis hacer en este instante y que tiene un beneficio inmediato para vuestro cerebro, incluyendo el estado de ánimo y la concentración? ¿Y si os dijese que esa misma actividad protege el cerebro de diferentes enfermedades, como la Depresión, el Alzheimer o la Demencia? ¿Lo haríais?

 Hasta no hace muchos años se consideraba que los efectos positivos de la práctica de ejercicio se debían básicamente a que el cerebro recibía mayor cantidad de sangre por el aumento del ritmo cardiaco, por lo que estaba mejor oxigenado y nutrido.Hoy en día se está viendo que la mejora de la salud mental gracias al ejercicio físico es debida a una gran variedad de efectos, los cuales aun estamos empezando a descubrir y a los que globalmente les llamamos sistemas de neuroprotección fisiológica.

Estos efectos se pueden dividir principalmente en: cambios Moleculares, cambios Orgánicos y cambios Funcionales.

  1. CAMBIOS MOLECULARES:

Se relacionan con la segregación y proliferación de determinados Neurotransmisores:

  • GLUTAMATO/GABA: El ejercicio voluntario afecta a las proteínas postsinápticas aumentando la transmisión de los niveles de expresión de receptores AMPA, NMDA y de Glutamato además de mejorar el metabolismo del tejido nervioso, aportando calidad a las sinapsis neuronales a partir de la liberación del factor de necrosis tumoral alfa y modulando las respuestas en la percepción del dolor (1).

  • DOPAMINA: Es dependiente del estado de placer en la práctica, aumentando la actividad en el núcleo acumbens y el área tegmental ventral.La dopamina es el neurotransmisor del placer y a nivel cognitivo se asocia con la regulación de funciones ejecutivas como el aprendizaje y la memoria. Estas funciones son las que primero se deterioran y lo hacen precipitadamente (2).

  • SEROTONINA:tiene el papel antidepresivo del ejercicio, aumentando por un lado el triptófano para la regulación sueño, el apetito y el estado de ánimo. Produce estados de bienestar y euforia (4).

  • ADRENALINA Y NORADRENALINA: La NA está implicado en los mecanismos ansiogénicos y ansiolíticos. Mejora la supervivencia neuronal, debido al aumento del volumen del hipotálamo, el hipocampo y las áreas límbicas.(3)

  • ACETILCOLINA: La acetilcolina es el mejor aliado para prevenir el deterioro neurológico. Está encargada de la activación muscular, y su función principal es mejorar las habilidades cognitivas (4).

  • FACTORES NEUROTRÓFICOS: Estas moléculas median principalmente los efectos de la plasticidad neuronal. Durante el desarrollo permite la diferenciación neuronal en la corteza y el hipocampo y promueve la supervivencia y creación de nuevas neuronas (neurogénesis) mejorando la especificidad de las células madre neurales (4).

  • ENDORFINAS Y SISTEMA OPIOIDE ENDÓGENO: El ejercicio activa un camino similar al del consumo de morfina, por lo que modifica la percepción del dolor después de la práctica física. Son los neurotransmisores por excelencia cuando hablamos de deporte, y además regulan la ansiedad. Se podrían considerar como “la droga” del deportista. La sensación de bienestar y satisfacción que produce cuando se segrega con la actividad física, es la responsable de que al día siguiente la persona quiera volver a practicar deporte y experimentarla. (4)

  1. CAMBIOS ORGÁNICOS:

Se relacionan con los cambios en las áreas cerebrales. El cerebro humano es plástico, genera cambios estructurales en respuesta a un ambiente activo, novedoso y que le exponga ante actividades diferentes y para ello el ejercicio físico es un buen aliado.

Una revisión reciente llevada a cabo por Baotuili y Saba demuestra que el ejercicio físico regular genera cambios y aumentos estructurales en numerosas áreas cerebrales, equivalentes al 82% del total de su volumen como por ejemploen  la sustancia gris (procesamiento de la información) y el hipocampo, además de mejorar la integridad de la sustancia blanca (3).

La importancia de estos cambios volumétricos en estas áreas cerebrales es que existe una asociación significativa con sus funciones correspondientes. El procesamiento de la información nerviosa es dependiente del tamaño, la disposición y  la configuración de las neuronas, pero también del número y tipos de las conexiones sinápticas y de las propiedades de las células no neurales como la glía.

Por otra parte, las células madre neuralesson células madre indiferenciadas que terminarán desarrollándose en neuronas u otras células cerebrales.En este sentido, los investigadores dirigidos por Raffaella Adami, de la Università degli Studi di Milano (Italia), examinaron en la región subventricular del cerebro, una zona clave para la salud de las células nerviosas, y el lugar donde las células madre neurales se diferencian en neuronas, descubriendo que la restricción de la actividad física reducía las células madre neurales en un 70% (5). 

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Además, hoy conocemos que cuando una persona envejece, el peso del cerebro disminuye entre el 10 al 20%, y el flujo sanguíneo se reduce de un 30 a un 40%.  Por tanto, esta disminución afecta negativamente a la memoria, atención, aprendizaje y funciones cognitivas (6,7).

Para  combatirlo,  un grupo internacional de científicos coordinados por el Instituto Nacional australiano de Medicina tienen alternativas en su estudio publicado recientemente en la revista NeuroImage. Joseph Firth, autor principal del trabajo indica: “ los datos que hemos obtenido muestran que en vez de incrementar el tamaño del hipocampo, el ejercicio físico, principalmente dentro del sistema aeróbico, evita que ciertas zonas del cerebro se deterioren y disminuyan como consecuencia del envejecimientogracias a la liberación de un compuesto denominado Factor Neurotrófico derivado del Cerebro (BDNF), por lo que podría decirse que el ejercicio funciona como una especie de programa de rejuvenecimiento´´(8).

  1. CAMBIOS FUNCIONALES:

Están relacionados con las conexiones neuronales y su integridad.Estudios realizados con técnicas de laboratorio avanzadas no invasivas de neuroimagen como espectroscopia por resonancia magnética o electroencefalograma van colaborando en la compresión de los mecanismos involucrados en la relación positiva entre ejercicio físico y tareas cognitivas (Hillman, et al., 2008).

Durante toda nuestra vida se produce el nacimiento de nuevas neuronas (Neurogénesis), pero esto no necesariamente se relaciona con una mejora del rendimiento cognitivo sino que el factor más importante hasta ahora demostrado es que las neuronas generen conexiones óptimasentre sí y para ello, los procesos de enseñanza-aprendizaje y el ejercicio físico son los más grandes mecanismos estimuladores (Colcombe et al., 2017).

El efecto principal del ejercicio sobre las neuronas se da en el aumento y proliferación de nuevas neuronas y en cuanto a las ya existentes se ha reportado un aumento en la cantidad, fortaleza y densidad de las conexiones sinápticas.

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Además durante la práctica del ejercicio físico se produce un aumento de la densidad de los vasos sanguíneos (Angiogénesis) mediado por los factores de crecimiento en la corteza y los ganglios basales, lo que permite modificar los umbrales nociceptivos, mecanismos responsables de la percepción del dolor.

Finalmente, cabe destacar que el ejercicio físico regular es capaz de incidir directamente en el estado de la amígdala y por tanto de regular nuestras reacciones emocionales.

Los estudios sugieren que cuando nos encontramos en un estado emocional negativo, la Amígdaladirige los inputs al cerebro inferior. Mientras que cuando estamos en un estado emocional bueno, la actividad metabólica se reduce en la amígdala y se incrementa en el córtex prefrontal, lo que favorece el aprendizaje, la memoria, el grado de concentración, el buen estado de ánimo (Pawlak et al., 2003).

Alexandra Alonso Sal

Miembro del Grupo de Investigación en Dolor Musculoesquelético y Control Motor

tmouniversidadeuropea@gmail.com

 

Referencias

  1. A functional role for adult hippocampal neurogenesis in spatial pattern separation. Romberg C. et al., Science (2017).
  2. Bimonte, H.A.; Nelson, M.E. and Granholm, A.C., “Age-related deficits as working memory load increases: relationships with growth factors”, Neurobiol Aging, Nº 24, 2003, 37-48.
  3. Treadmill exercise training augments brain norepinephrine response novel stress. Dishman RK et al. in Brain Res Bull (2016).
  4. Effects of exercise and motor activity on both functions and brain structure. Acevedo-Triana César Andrés et al. Neuroscience (2017).
  5. Reduction of movement in neurological diseases: effects on neural stem cells characteristics. Raffaella Adami et al. Frontiers in Neuroscience (2018).
  6. The effectiveness of exercise on improving cognitive function in older people: a systematic review. Tseng CN, Gau BS, Lou MF. J Nurs Res 2011; 19: 119-31.
  7. Exercise-induced cognitive plasticity, implications for mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease. Foster PP, Rosenblatt KP, Kuljis RO. Front Neurol 2011; 2: 28
  8. Effects of aerobic exercise on hippocampal volume in humans: a systematic review and meta-analysis. Joseph Firth et al.  (2019) 

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