Cómo influye la microbiota en los beneficios cognitivos asociados al deporte

La microbiota intestinal afecta a todo el organismo y por ello es fundamental cuidar de este ecosistema formado por bacterias, virus, arqueas, hongos, etcétera que residen en nuestro intestino si queremos disfrutar de buena salud física y emocional. Ahora, un nuevo estudio realizado por científicos del Centro de Neurociencias Cajal (CNC) del CSIC1 ha revelado el papel que desempeñan el ejercicio físico moderado y la microbiota intestinal en los efectos cognitivos asociados al deporte.

Los investigadores observaron en modelos animales que la práctica de actividad física durante unos 40 minutos a velocidad media mejoraba la diversidad de las bacterias presentes en el intestino. En segundo lugar, comprobaron que estos cambios en la microbiota intestinal modulan en gran medida efectos beneficiosos del ejercicio físico en el cerebro, como la mejora de la memoria o la neurogénesis (el proceso por el cual se generan nuevas neuronas en el cerebro adulto).

Ya se sabía que hacer deporte tiene un impacto positivo sobre el cerebro, como mejorar su capacidad para afrontar el envejecimiento o enlentecer la progresión de enfermedades como el alzhéimer. Sin embargo, conseguir estos efectos beneficiosos depende de la hormesis, es decir, la curva que fija su evolución hasta llegar a un techo, conocido como punto de inflexión, a partir del cual el aumento de la intensidad o duración del ejercicio hace que no solo desaparezcan sus efectos, sino que empiece a ser contraproducente. La curva hormética varía en función de cada individuo, por lo que todavía se sigue estudiando la intensidad concreta que determina el punto de inflexión.

El trabajo coordinado por José Luis Trejo, investigador del Centro de Neurociencias Cajal (CNC-CSIC), ha demostrado en un modelo animal que el ejercicio moderado, con una duración de unos 40 minutos y con una velocidad media, mejora el rendimiento cognitivo, la discriminación espacial y el desarrollo de nuevas neuronas en el hipocampo, una región clave en la memoria y el aprendizaje. Los hallazgos se han publicado en la revista eBioMedicine.

Personalizar el ejercicio para potenciar los beneficios cognitivos

Por tanto, todos estos beneficios cognitivos dependen del ejercicio físico, pero, sobre todo, de que este se practique de manera moderada, ya que un aumento excesivo de la intensidad o duración provoca que pierda su eficacia, como muestran los resultados neutros observados en ratones. “Hay un punto óptimo de ejercicio desde el cual se logran beneficios, y pasarse de esa dosis puede no sólo no ayudar, sino impedir esas mejoras”, ha destacado Elisa Cintado, investigadora del CNC-CSIC y primera autora del estudio en una nota publicada por el CSIC.

Además de determinar la práctica física idónea para conseguir los efectos sobre la función cognitiva y la neurogénesis, la principal conclusión del estudio revela que estos beneficios están mediados por cambios en la composición de la microbiota intestinal. Para ello, los investigadores diseñaron distintos protocolos de ejercicio, que incluían un entrenamiento moderado, uno prolongado en el tiempo y otro de alta intensidad, y analizaron sus efectos sobre la memoria, el cerebro y la microbiota de los ratones.

La microbiota intestinal varía en función del estilo de vida. En concreto, destaca el papel del ejercicio físico moderado en el aumento de la diversidad bacteriana (indicador de una microbiota saludable) y de géneros bacterianos específicos, según observaron los investigadores. La presencia de algunos de estos géneros, como Acetatifactor o ciertas especies de la familia de bacterias Lachnospiraceae, contribuyeron positivamente con un mejor rendimiento cognitivo de los animales.

Para determinar si estos cambios microbianos eran una mera correlación o tenían un papel causal en los efectos del ejercicio, los científicos realizaron trasplantes de microbiota fecal. Tomaron muestras fecales de ratones que habían hecho ejercicio moderado o de larga duración y se las transfirieron a ratones sedentarios. El resultado fue que los animales sedentarios que recibieron la microbiota de ratones corredores (moderados) mejoraron su memoria y aumentaron la neurogénesis, igual que los animales ejercitados.

“Más ejercicio no siempre es mejor. Una práctica moderada, constante y adaptada a cada persona puede ser más eficaz tanto para el cuerpo, como para el cerebro”

Sin embargo, los que recibieron la microbiota de ratones corredores de larga duración no mostraron esta mejora. “Esto demuestra de forma causal que los efectos cognitivos del ejercicio pueden ser mediados, en gran parte, por la microbiota intestinal”, afirma Cintado.

El equipo también analizó los mecanismos cerebrales implicados en la mejora cognitiva de los animales ejercitados o de los que recibieron la microbiota de aquellos que habían realizado ejercicio moderado. Los resultados muestran que los efectos beneficiosos en el cerebro se debieron a un aumento en las células madre neuronales (progenitoras de las neuronas) y en las neuronas inmaduras del hipocampo.

“Las correlaciones estadísticas entre los niveles de ciertas bacterias intestinales y los marcadores celulares de neurogénesis fueron consistentes, lo que refuerza la hipótesis de que la microbiota intestinal actúa como moduladora de la plasticidad cerebral”, explica Trejo. Además, los investigadores comprobaron que este efecto no se limitaba al cerebro, sino que los animales ejercitados moderadamente mostraron una mejor preservación de la barrera hematoencefálica –que protege al cerebro de sustancias nocivas– y el epitelio intestinal (células que impiden el paso de toxinas y patógenos al intestino). Por el contrario, los modelos animales sometidos a prácticas físicas más intensas mostraron alteraciones en ambas barreras biológicas.

Aunque los experimentos fueron realizados en modelos animales, los resultados tienen implicaciones relevantes para la salud humana. Según los autores, el estudio respalda la idea de que el impacto del ejercicio sobre el cerebro depende profundamente del tipo, duración e intensidad de este, y que personalizar el ejercicio físico según las características fisiológicas y microbianas del individuo podría maximizar sus beneficios. “Deberíamos replantearnos la idea de que más ejercicio no siempre es mejor. Una práctica moderada, constante y adaptada a cada persona puede ser más eficaz tanto para el cuerpo, como para el cerebro”, afirma el investigador del CNC-CSIC.

Esta investigación también abre una nueva vía para desarrollar futuras terapias basadas en la microbiota. La posibilidad de utilizar la microbiota como mediador para modular funciones cerebrales constituye un campo prometedor en la neurobiología, con aplicaciones en enfermedades neurodegenerativas y trastornos cognitivos.

Fuente: Centro de Neurociencias Cajal (CNC) del CSIC