En el mítico Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han demostrado, en un innovador estudio, que al ejercitar los músculos de una forma regular se producen una serie de efectos bioquímicos por los que crecen las neuronas.
Como detallan en el estudio experimental que difunde Advanced Healthcare Materials, cuando los músculos se contraen durante el ejercicio físico liberan una sopa de señales bioquímicas que se denominan mioquinas. En presencia de estas señales generadas por los músculos, las neuronas crecieron cuatro veces más en comparación con las que no estuvieron expuestas a ellas.
Sorprendentemente, los investigadores también descubrieron que las neuronas responden no solo a las señales bioquímicas del ejercicio, sino también a sus impactos físicos. Estos científicos observaron que, de manera similar a cómo los músculos se contraen y se expanden durante el ejercicio, las neuronas crecen tanto como cuando se exponen a las mioquinas de un músculo.
Si bien en trabajos anteriores se defiende un posible vínculo bioquímico entre la actividad muscular y el crecimiento nervioso, este estudio es el primero en demostrar que los efectos físicos pueden ser igualmente importantes.
Sus autores, dirigidos por la profesora Ritu Raman, arrojan luz sobre la conexión entre los músculos y los nervios durante el ejercicio y podrían contribuir a la consecución de terapias relacionadas con el ejercicio para reparar los nervios dañados y deteriorados.
Para esta experta en ingeniería mecánica, “ahora que sabemos que existe esta comunicación entre músculos y nervios, puede ser útil para tratar problemas como las lesiones nerviosas, en las que se corta la comunicación entre nervio y músculo. Tal vez si estimuláramos el músculo, podríamos impulsar la curación del nervio y restaurar la movilidad a quienes la han perdido debido a una lesión traumática o a enfermedades neurodegenerativas”.
Comunicación músculos -nervios
El año pasado, la profesora Raman protagonizó otro trabajo, que difundió Biomaterials, en el que demostraba que podrían restaurar la movilidad en murinos que habían sufrido una lesión muscular traumática.
Detallaba que, primero, implantaban tejido muscular en el lugar de la lesión y luego estimulan repetidamente el nuevo tejido con luz. Con el tiempo, descubrieron que el injerto ejercitado ayudó a los roedores a recuperar su función motora, alcanzando niveles de actividad comparables a los de ratones sanos.
Cuando los investigadores analizaron el injerto en sí, pareció que el ejercicio regular estimulaba el músculo injertado a producir ciertas señales bioquímicas, que ahora se sabe que promueven el crecimiento de nervios y vasos sanguíneos. “Siempre pensamos que los nervios controlan los músculos, pero no pensamos que los músculos respondan a los nervios”, reconoce la profesora Raman.
Ahora, en este estudio, el equipo tenía el objetivo de determinar si ejercitar los músculos tiene algún efecto directo en el crecimiento de los nervios, centrándose únicamente en el tejido muscular y nervioso.
Los investigadores hicieron crecer células musculares de murino hasta convertirlas en fibras largas, que luego se fusionaron para formar una pequeña lámina de tejido muscular maduro del tamaño de una moneda.
El equipo modificó genéticamente el músculo para que se contrajera en respuesta a la luz. Con esta alteración, el equipo podía hacer parpadear una luz repetidamente, lo que hacía que el músculo se contrajera en respuesta, de una manera que imitaba el acto de hacer ejercicio.
La profesora Raman desarrolló previamente una innovadora esterilla de microgel, sobre la que hizo crecer y ejercitar el tejido muscular. Las propiedades del gel son tales que pueden sostener el tejido muscular y evitar que se desprenda a medida que los investigadores estimulaban el músculo para que se ejercitara.
Músculos y ‘mioquinas’
Posteriormente, los científicos recogieron 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.
“Yo pensaría en las mioquinas como una sopa bioquímica de sustancias que secretan los músculos, algunas de las cuales podrían ser buenas para los nervios y otras podrían no tener nada que ver con ellos. Los músculos secretan mioquinas casi siempre, pero cuando los ejercitas, producen más”, reflexiona esta investigadora.
El equipo transfirió la solución de mioquina a un plato separado que contenía neuronas motoras, nervios que se encuentran en la médula espinal y que controlan los músculos involucrados en el movimiento voluntario. Cultivaron las neuronas a partir de células madre derivadas de murinos. Al igual que con el tejido muscular, las neuronas se cultivaron en una esterilla de gel similar.
Después de exponer las neuronas a la mezcla de mioquina, el equipo observó que comenzaron a crecer rápidamente, cuatro veces más rápido que las neuronas que no recibieron la solución bioquímica. “Crecen mucho más lejos y más rápido, y el efecto es bastante inmediato”, explica la profesora Raman.
Ahora que este equipo ha demostrado que ejercitar los músculos puede promover el crecimiento nervioso a nivel celular, el siguiente estudio que llevarán a cabo es estudiar cómo se puede utilizar la estimulación muscular dirigida para hacer crecer y sanar los nervios dañados así como restaurar la movilidad de las personas que viven con una enfermedad neurodegenerativa, como la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA).
A propósito de las ‘mioquinas’
Según explica José Alfredo Tencio Araya en un detallado trabajo publicado en la revista médica de la Universidad de Costa Rica, las mioquinas son moléculas secretadas por las células musculares esqueléticas y recientemente se han relacionado con beneficios en la salud, producto del ejercicio y/o la actividad física.
La interleuquina-6 (IL-6), la musclina, la miostatina, la folistatina, la proteína 1 similar a la folistatina, y la apelina constituyen ejemplos de mioquinas identificadas, que se asocian, principalmente, con una disminución en la resistencia a la insulina, así como con propiedades antiinflamatorias.
A pesar de que la relación causal entre la actividad física y los beneficios en la salud es clara, poco se conoce acerca de los mecanismos que median estos procesos.
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