SI HACES EJERCICIO, TUS HIJOS PODRÁN SER MÁS LISTOS

Por Creado: 27/01/2021 0 Comentarios Artículos relacionados : , , , ,

Recientemente hemos tenido la oportunidad de leer uno de los libros más completos y actualizados sobre la influencia del ejercicio físico en el cerebro que, por supuesto, recomendamos que leáis de manera exhaustiva porque indaga en profundidad en temas que no siempre se relacionan de manera directa con la práctica de ejercicio. El título del mismo es Cerebro y Ejercicio (2020), de José Luis Trejo y Coral Sanfeliu, correspondiente a la Editorial del Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) del Gobierno de España.

Sin embargo, queremos hacernos eco de un apartado del libro que hace referencia no solo a la gran cantidad de efectos directos del ejercicio físico sobre el cerebro, sino a la evidencia científica que también existe de que proporciona efectos indirectos, es decir, que la práctica de ejercicio puede beneficiar a un sujeto sin que este siquiera lo haya practicado. ¿Cómo es posible?

Estudios recientes han demostrado que los efectos cognitivos y emocionales del ejercicio en animales de laboratorio son heredables por la siguiente generación. Consideramos que cuando los efectos adquiridos tras la ejecución de una conducta (en nuestro caso, el ejercicio físico) pasan a la siguiente generación, hablamos de efectos intergeneracionales del ejercicio, mientras que si dichos efectos acabaran afectando a más de una generación, se conocerían como efectos transgeneracionales. 

La mayor parte de los estudios que han demostrado fehacientemente una transmisión intergeneracional de efectos se han enfocado en la cognición, concretamente, los trabajos que han utilizado enriquecimiento ambiental, una forma de actividad incrementada, no solo física sino también cognitiva [1], así como los que han abordado el ejercicio moderado [2] han demostrado que las camadas procedentes de padres con mayor actividad son capaces de presentar mayor capacidad de potenciación sináptica y de discriminación de estímulos, al igual que la presentaban sus padres, comparados con los padres sedentarios, y comparándose las camadas con las crías de padres sedentarios. Lo más interesante de este hallazgo es que las crías son en todo caso sedentarias, así que los únicos que hicieron ejercicio fueron los padres. 

Estos hallazgos son especialmente relevantes por cuanto se ha podido demostrar que el aumento del número de neuronas asociado al ejercicio en los padres, así como el mejor funcionamiento mitocondrial de las células del hipocampo, también fue transmitido a la descendencia, aun cuando esta era sedentaria. En otras palabras, en las crías sedentarias de padres corredores había más neuronas nuevas, que eran más activas, al igual que sus circuitos, y, en consecuencia, los sujetos tenían más capacidad de ejecutar con éxito las tareas conductuales. 

La descendencia procedente de padres con mayor actividad física es capaz de presentar mayor capacidad de potenciación sináptica y de discriminación de estímulos. En otras palabras, en las crías sedentarias de padres corredores había más neuronas nuevas, que eran más activas, al igual que sus circuitos, y, en consecuencia, los sujetos tenían más capacidad de ejecutar con éxito las tareas conductuales.

Esto supone una recapitulación de todos los cambios expuestos hasta ahora, demostrándose que los efectos del ejercicio no solo son beneficiosos para el sujeto que los practica, sino también para su descendencia. Queda para el futuro inmediato demostrar durante cuántas generaciones puede mantenerse dicho efecto y cuál sería el mecanismo que podría mediar dicha herencia transgeneracional de los beneficios del ejercicio físico. Pero, sobre todo, queda por explicar cómo se transmiten estos efectos de una generación a la inmediata.

Sin duda, exponen los autores, que la transmisión de efectos adquiridos por la práctica del ejercicio físico es epigenética. Se ha demostrado que uno de los factores que median esta transmisión son los microARN, que son diminutas secuencias de ARN producidas constantemente por nuestro organismo (Figura 1), que participan en incontables procesos biológicos y que se cuentan como uno de los mediadores de los efectos epigenéticos asociados a la dieta, a ciertos tóxicos medioambientales, al estrés y, por supuesto, al ejercicio. 

ejercicio factores
Figura 1. Los mecanismos epigenéticos median, en buena medida, la relación entre factores ambientales y los cambios fenotípicos que se producen a lo largo de toda la vida.

Específicamente, se ha demostrado que ciertos microARN viajan en los espermatozoides de los ratones más activos, y que su bloqueo en el esperma impide la transmisión de las mejoras en la potenciación neuronal. También se ha observado que esos mismos microARN inducen la expresión diferencial de ciertos genes en el hipocampo, tanto del propio padre que realiza el ejercicio, como de sus crías sedentarias que no lo hacen. Lo relevante del hallazgo es que dichos genes que se expresan diferente en las crías cuyos padres corrieron, comparados con los de las crías de los padres sedentarios, son precisamente los genes que controlan la actividad mitocondrial, la formación de nuevas neuronas, y la actividad sináptica.

¿Quiere todo ello decir que los caracteres adquiridos se heredan, como postulaba Lamarck? Aparte del hecho de que Lamarck hablaba de mecanismos de especiación, que no estamos considerando aquí, la respuesta es no. Solo se transmiten de manera intergeneracional aquellos procesos biológicos que de una manera natural están programados para experimentar una variación natural en respuesta al entorno cambiante del sujeto.

La economía del equilibrio coste/beneficio ha determinado que aquellos procesos biológicos que pueden soportar cambios durante la vida del sujeto (el número de nuevas neuronas en algunas regiones del cerebro, la potenciación neuronal, la activación mitocondrial, la expresión de ciertos genes específicos que controlan dichos parámetros, etc.) pueden transmitir a la siguiente generación dicha regulación génica y, por lo tanto, pueden hacer que sus descendientes también tengan más o menos neuronas, y más o menos potenciación o activación mitocondrial (Figura 1, anterior). 

Parece un mecanismo adaptativo de la naturaleza el hecho de que aquellos sujetos que tienen que procesar poca información ambiental y, por lo tanto, se desplazan poco y hacen poco ejercicio, teniendo por ello menor número de neuronas y menor capacidad cognitiva, tengan también descendencia con las mismas características; mientras que un aumento de la demanda de procesamiento de información, mediante un aumento del ejercicio físico, induzca mayor número de neuronas, mayor capacidad cognitiva y unos futuros hijos con las mismas capacidades.

Un aumento de la demanda de procesamiento de información mediante el aumento del ejercicio físico induce mayor número de neuronas, mayor capacidad cognitiva y unos futuros hijos con las mismas capacidades.

¿Te sorprende que los deportistas sean más listos?

El cerebro de un deportista de alto rendimiento puede estar más sano que el de una persona que lleve una vida sedentaria, pero no necesariamente más sano que el de quien realice un mínimo de actividad física requerido para la salud. La mejor funcionalidad del cerebro causada por los numerosos cambios fisiológicos beneficiosos inducidos por el ejercicio físico indica una mayor probabilidad de resiliencia frente a enfermedades cerebrales por parte de los deportistas.

Para quien no esté familiarizado con estos temas cabe decir que, el cerebro es sumamente plástico y sabemos que puede moldearse según sean las actividades físicas y mentales del individuo. Especialmente, el aprendizaje de nuevas actividades induce conexiones en circuitos neuronales que después van a activarse al repetir la actividad en cuestión, pues la práctica repetida con intensidad por largo tiempo puede inducir cambios estructurales cerebrales (Figura 2).

ejercicio cerebro
Figura 2. Actividad cerebral (niveles de atención P3) tras reposo vs tras ejercicio físico regular (20 minutos).

El deporte practicado regularmente, sin lugar a dudas, va a moldear el cerebro. Se produce un incremento de volumen de la materia gris, principalmente en las regiones cerebrales de estriado, hipocampo y corteza prefrontal, que hemos visto en actividades físicas aeróbicas de entrenamiento cardiovascular a diversas edades. 

Es interesante notar que también se han detectado cambios de actividad neuronal por determinaciones electrofisiológicas en estas regiones, que están implicadas en funciones sensorio-motoras ejecutivas y de memoria [3]. Puede haber cambios cerebrales específicos según los deportes, aunque se practiquen al mismo nivel de intensidad física. Los requerimientos sensoriales, motores y cognitivos característicos de distintos tipos de ejercicio inducirán adaptaciones y estimulaciones de las áreas cerebrales correspondientes. Por ejemplo, el encefalograma de deportistas de élite de dos actividades físicas muy diferentes como baile deportivo y juegos de pelota de movimiento rápido, presenta diferencias específicas en la actividad eléctrica cerebral. 

En general, los deportistas realizan un procesamiento más rápido y eficiente en los circuitos neuronales correspondientes a las funciones visuoespaciales y de memoria que los no deportistas [4]. También muestran mayor flexibilidad cognitiva y control ejecutivo, derivadas de mejor funcionalidad en la corteza prefrontal [5]. Todo ello les permite adaptarse anticipadamente al movimiento y tomar decisiones rápidas y flexibles (Figura 3). 

ejercicio influencia
Figura 3. Influencia de diferentes actividades deportivas sobre los procesamientos cerebrales. Actividades de seguir una pelota en un partido o sortear obstáculos en una carrera desarrollan facultades de captar y procesar la información específica y responder de la forma más rápida y precisa.

Se puede decir que, el deporte aumenta la percepción de bienestar cognitivo y emocional a todas las edades. Por ejemplo, en una encuesta con estudiantes universitarios, los que presentaban mayor actividad física tenían la percepción de que iban a obtener mejores resultados académicos y profesionales [6], algo que también aparece en los deportistas profesionales, siempre que no se trate de casos con excesiva presión psicológica o esfuerzo físico. 

Habiendo visto los beneficios intergeneracionales del ejercicio físico en el cerebro, podría surgir la pregunta de si precisamente este bienestar cognitivo y emocional, así como el buen rendimiento deportivo de un determinado sujeto está determinado también por cómo vivieron sus padres e incluso si fueron deportistas de élite del mismo deporte en el que triunfan sus hijos. La respuesta es, al menos en parte, positiva, y es que en el estado físico de cuerpo y cerebro de los deportistas de élite puede haber un componente genético, pero los logros deportivos están basados en gran parte en la fuerte motivación para el entrenamiento y en el aprendizaje de las habilidades físicas y cognitivas requeridas [7]. 

La mejor respuesta de habilidades cognitivas que hemos comentado de percepción, anticipación, memoria y toma de decisiones puede luego hacerse extensiva a otras actividades no deportivas de la vida diaria. La participación en actividades deportivas aumenta el bienestar mental y de estado de ánimo gracias a los múltiples beneficios cerebrovasculares y neurotróficos.

Sin duda, todos estos resultados y hechos fehacientes ofrecen una manera de contribuir a la sociedad y al desarrollo de la especie que muy pocos conocen, que es a través de la práctica de ejercicio físico. Los efectos beneficiosos sobre el desempeño cognitivo de nosotros mismos como practicantes y de nuestros descendientes a través del componente epigenético nos debería hacer casi moralmente obligados a practicar ejercicio de manera habitual para hacer un mundo mejor. ¡Adelante con ello!

Bibliografía y referencias

Principal: Trejo, J.L. & Sanfeliu, C. (2020). Cerebro y Ejercicio. Editorial Centro Superior de Investigaciones Científicas. Madrid.

1. Benito, E., Kerimoglu, C., Ramachandran, B., Pena-Centeno, T., Jain, G., Stilling, R. M., … & Dean, C. (2018). RNA-dependent intergenerational inheritance of enhanced synaptic plasticity after environmental enrichment. Cell reports, 23(2), 546-554.

2. McGreevy, K. R., Tezanos, P., Ferreiro-Villar, I., Pallé, A., Moreno-Serrano, M., Esteve-Codina, A., … & Montalbán, R. (2019). Intergenerational transmission of the positive effects of physical exercise on brain and cognition. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(20), 10103-10112.

3. Iso-Markku, P., Waller, K., Hautasaari, P., Kaprio, J., Kujala, U. M., & Tarkka, I. M. (2020). Twin studies on the association of physical activity with cognitive and cerebral outcomes. Neuroscience & Biobehavioral Reviews.

4. Chueh, T. Y., Huang, C. J., Hsieh, S. S., Chen, K. F., Chang, Y. K., & Hung, T. M. (2017). Sports training enhances visuo-spatial cognition regardless of open-closed typology. PeerJ, 5, e3336.

5. Verburgh, L., Scherder, E. J., van Lange, P. A., & Oosterlaan, J. (2014). Executive functioning in highly talented soccer players. PloS one, 9(3), e91254.

6. Budzynski-Seymour, E., Conway, R., Wade, M., Lucas, A., Jones, M., Mann, S., & Steele, J. (2020). Physical activity, mental and personal well-being, social isolation, and perceptions of academic attainment and employability in university students: the Scottish and British Active Students Surveys. Journal of physical activity and health, 17(6), 610-620.

7. Yarrow, K., Brown, P., & Krakauer, J. W. (2009). Inside the brain of an elite athlete: the neural processes that support high achievement in sports. Nature Reviews Neuroscience, 10(8), 585-596.