Descubren el mecanismo por el que el deporte protege el cerebro

El ejercicio físico es una herramienta accesible y de bajo coste para promover la salud integral. Hacer deporte de forma regular beneficia al sistema cardiovascular y muscular, pero además, aquellos que están activos suelen mostrar mejores resultados en pruebas de memoria, atención y aprendizaje.

Hace seis años, un equipo de investigadores de la Universidad de California en San Francisco identificó una enzima rejuvenecedora del cerebro llamada GPLD1 que los ratones producían en el hígado al hacer ejercicio. Sin embargo, no lograban comprender cómo funcionaba, ya que no podía acceder al cerebro.

Ahora, esos mismos científicos han descubierto un mecanismo que podría explicar cómo el ejercicio mejora la cognición al reforzar la barrera protectora del cerebro.

El nuevo estudio de laboratorio, publicado en Cell, explica el papel del ejercicio físico en personas mayores. Los expertos explican que con la edad, la red de vasos sanguíneos, llamada barrera hematoencefálica, se vuelve permeable, lo que permite la entrada de compuestos nocivos al cerebro. Esto causa inflamación, asociada al deterioro cognitivo y presente en afecciones como la enfermedad de Alzheimer.

Los investigadores descubrieron que la enzima rejuvenecedora del cerebro (GPLD1) funcionaba a través de otra proteína llamada TNAP. A medida que los ratones envejecen, las células que forman la barrera hematoencefálica acumulan TNAP, lo que la hace permeable. Pero cuando los ratones hacen ejercicio, sus hígados producen GPLD1. Esta viaja a los vasos sanguíneos que rodean el cerebro y elimina la TNAP de las células.

«Este descubrimiento muestra cuán relevante es el cuerpo para entender cómo se deteriora el cerebro con la edad», dijo Saul Villeda, director asociado del Instituto de Investigación sobre el Envejecimiento Bakar de la UCSF y autor principal del estudio.

Explicación científica

Para comenzar a comprender cómo funciona la enzima GPLD1 en el cerebro, el equipo explica en un comunicado, consideró su función principal: eliminar ciertas proteínas de la superficie celular. Luego, buscaron tejidos con proteínas superficiales que la enzima pudiera eliminar. Supusieron que algunos tejidos probablemente acumulaban más de estas proteínas con la edad.

Las células que componen la barrera hematoencefálica se destacaron. Tenían varias dianas de GPLD1 en su superficie, pero cuando los investigadores expusieron cada diana a GPLD1 en tubos de ensayo, solo se redujo una de ellas: TNAP. Ratones jóvenes modificados genéticamente para tener más TNAP en la barrera hematoencefálica perdieron sus capacidades cognitivas como si fueran viejos.

Cuando los investigadores utilizaron herramientas de ingeniería genética para reducir la cantidad de TNAP en ratones de 2 años –equivalente a 70 años humanos–, su barrera hematoencefálica se volvió menos permeable y la inflamación cerebral disminuyó. Los ratones también obtuvieron mejores resultados en pruebas de memoria.

Encontrar medicamentos para recortar proteínas como TNAP podría ser una nueva forma de rejuvenecer la barrera hematoencefálica

Gregor Bieri, investigador postdoctoral en el laboratorio de Villeda y coautor principal del estudio, explica: «Pudimos aprovechar este mecanismo en una etapa avanzada de la vida de los ratones y funcionó».

«Estamos descubriendo aspectos biológicos que la investigación del Alzheimer ha pasado por alto en gran medida», afirmó Villeda. «Podría abrir nuevas posibilidades terapéuticas más allá de las estrategias tradicionales que se centran casi exclusivamente en el cerebro».