La sangre de ratones maratonianos estimula la función cerebral en sus contrapartes teleadictos
Crédito: CC0 Public Domain
El ejercicio físico es excelente para el cerebro de un ratón y para el suyo. Numerosos estudios realizados en ratones, humanos y material de vidrio de laboratorio lo han dejado claro. Ahora, un nuevo estudio muestra que es posible transferir los beneficios para el cerebro que disfrutan los ratones que corren maratones a sus compañeros sedentarios.
Investigadores de la Escuela de Medicina de Stanford han demostrado que la sangre de ratones adultos jóvenes que hacen mucho ejercicio beneficia el cerebro de ratones sedentarios de la misma edad. Una sola proteína en la sangre de los ratones que hacen ejercicio parece en gran medida responsable de ese beneficio.
El descubrimiento podría abrir la puerta a tratamientos que, al controlar la inflamación cerebral en personas que no hacen mucho ejercicio, reduzcan el riesgo de enfermedades neurodegenerativas o ralentizar su progresión.
En el estudio, que se publicará el 8 de diciembre en Nature, los investigadores de Stanford compararon muestras de sangre de ratones sedentarios y en ejercicio de la misma edad. Demostraron que las transfusiones de sangre de ratones que corrían redujeron la neuroinflamación en los ratones sedentarios y mejoraron su rendimiento cognitivo. Además, los investigadores aislaron una proteína transmitida por la sangre que parece desempeñar un papel importante en el efecto antineuroinflamatorio del ejercicio.
Inflamación y salud cognitiva
La neuroinflamación se ha relacionado fuertemente con enfermedades neurodegenerativas en humanos, dijo Tony Wyss-Coray, Ph.D., profesor de neurología y ciencias neurológicas. Los estudios en animales han indicado que la neuroinflamación precipita los trastornos neurodegenerativos y que revertir o reducir la neuroinflamación puede prolongar la salud cognitiva, dijo.
Cualquiera que haya padecido influenza puede relacionarse con la pérdida de la función cognitiva que proviene de una infección viral que provoca fiebre, dijo Wyss-Coray: «Te sientes letárgico, te sientes desconectado, tu cerebro no funciona tan bien que no lo recuerdas con tanta claridad».
Eso es el resultado, al menos en parte, de la inflamación en todo el cuerpo que sigue a la infección. A medida que su sistema inmunológico intensifica su lucha, la inflamación se extiende a su cerebro. La neuroinflamación también exacerba la progresión del Alzheimer y otras enfermedades neurodegenerativas, dijo Wyss-Coray, neuroinmunóloga que en un estudio publicado a principios de este año identificó signos de inflamación cerebral en personas que habían muerto de COVID-19.
Wyss-Coray es la autora principal del nuevo estudio. La autora principal es Zurine De Miguel, Ph.D., ex becaria postdoctoral en el grupo de Wyss-Coray que ahora es profesora asistente de psicología en la Universidad Estatal de California, Bahía de Monterey.
Ya se sabe que el ejercicio induce una serie de manifestaciones saludables en el cerebro, como una mayor producción de células nerviosas y menos inflamación.
«Hemos descubierto que este efecto del ejercicio se puede atribuir en gran medida a factores en la sangre, y podemos transferir ese efecto a una persona de la misma edad que no hace ejercicio», dijo Wyss- Coray, el profesor DH Chen II.
Maratón nocturno de ratones
A los ratones les encanta correr. Dale a un ratón enjaulado acceso a una rueda para correr de unas pocas pulgadas de diámetro y, sin entrenamiento ni indicaciones, acumulará de 4 a 6 millas por noche (duerme durante el día) con piernas mucho más cortas que las nuestras. Si bloquea la rueda, el mouse no registrará tanto ejercicio, aunque todavía es libre de deslizarse de aquí para allá alrededor de su jaula (más o menos equivalente a ir a la cocina de vez en cuando para buscar una cerveza o un bocadillo de la nevera ).
Los investigadores pusieron ruedas funcionales o bloqueadas en las jaulas de ratones de laboratorio de 3 meses de edad, que son metabólicamente equivalentes a humanos de 25 años. Un mes de carrera constante fue suficiente para aumentar sustancialmente la cantidad de neuronas y otras células en el cerebro de ratones maratonianos en comparación con los de ratones sedentarios.
Luego, los investigadores recolectaron sangre de maratonistas y, como controles , ratones sedentarios. Luego, cada tres días, inyectaron a otros ratones sedentarios con plasma (la fracción libre de células de la sangre) de ratones maratonianos o sedentarios. Cada inyección equivalía al 7% al 8% del volumen total de sangre del ratón receptor. (Una cantidad equivalente en humanos sería aproximadamente una pinta).
«Los ratones que recibieron sangre de corredor eran más inteligentes», dijo Wyss-Coray. En dos pruebas de memoria de laboratorio diferentes, los ratones sedentarios a los que se les inyectó plasma de maratonistas superaron a sus pares igualmente sedentarios que recibieron plasma de sedentario.
Además, los ratones sedentarios que recibieron plasma de ratones maratonianos tenían más células que dan lugar a neuronas nuevas en el hipocampo (una estructura cerebral asociada con la memoria y la navegación) que las que recibieron transfusiones de plasma de papas sedentadas.
Los científicos compararon los niveles de activación de miles de genes en el hipocampo de ratones sedentarios que recibieron marathoner versus aquellos recibir plasma de patata de sofá. De los aproximadamente 2000 genes cuyos niveles de activación cambiaron en respuesta al plasma de maratonista, se sabía que los 250 cuyos niveles de activación cambiaron de manera más prominente estaban más fuertemente vinculados a procesos inflamatorios, y sus cambios en el nivel de activación sugirieron una neuroinflamación más baja entre los ratones que recibieron sangre de maratonista transfusiones.
«La sangre de los corredores claramente le estaba haciendo algo al cerebro, a pesar de que había sido administrada fuera del cerebro, sistémicamente», dijo Wyss-Coray.
En cuanto a un examen de las proteínas en la sangre de los ratones maratonianos, el equipo de Stanford identificó 235 proteínas distintas, de las cuales 23 eran más escasas y 26 más abundantes en los ratones maratonianos en comparación con los ratones teleadictos. Varias de estas proteínas expresadas diferencialmente se asociaron con el conjunto cascadea del complemento de aproximadamente 30 proteínas transmitidas por la sangre que interactúan entre sí para iniciar la respuesta inmune a los patógenos. La inflamación crónica resultante de la activación aberrante del sistema del complemento, señaló Wyss-Coray, parece acelerar la progresión de muchos trastornos neurodegenerativos.
Una proteína de interés
La eliminación de una sola proteína, la clusterina , del plasma de ratones maratonianos anuló en gran medida su efecto antiinflamatorio en el cerebro de ratones sedentarios. Ninguna otra proteína que los científicos probaron de manera similar tuvo el mismo efecto.
La clusterina, un inhibidor de la cascada del complemento, fue significativamente más abundante en la sangre de los corredores de maratón que en la sangre de los adictos a la televisión.
Experimentos adicionales demostraron que la clusterina se une a los receptores que abundan en las células endoteliales del cerebro, las células que recubren los vasos sanguíneos del cerebro. Estas células están inflamadas en la mayoría de los pacientes de Alzheimer, señaló Wyss-Coray, cuya investigación ha demostrado que las células endoteliales de la sangre son capaces de transducir señales químicas de la sangre circulante, incluidas las señales inflamatorias, al cerebro.
Clusterin por sí mismo, aunque se administró fuera del cerebro, fue capaz de reducir la inflamación cerebral en dos cepas diferentes de ratones de laboratorio en los que se había inducido una inflamación aguda en todo el cuerpo o una neuroinflamación crónica relacionada con el Alzheimer.
Por separado, los investigadores encontraron que al final de un programa de ejercicio aeróbico de seis meses, 20 veteranos militares con deterioro cognitivo leve, un precursor de la enfermedad de Alzheimer, tenían niveles elevados de clusterina en la sangre.
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Wyss-Coray especuló que un fármaco que mejora o imita la unión de la clusterina a sus receptores en las células endoteliales del cerebro podría ayudar a retrasar el curso de las enfermedades neurodegenerativas asociadas con la neuroinflamación, como el Alzheimer.
Wyss-Coray es miembro del Instituto de Neurociencia Stanford Wu Tsai, Stanford Bio-X y el Instituto de Investigación de Salud Materna e Infantil de Stanford; y miembro de la facultad de Stanford ChEM-H.
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El estudio de autopsia muestra cómo la COVID daña el cerebro Más información: Tony Wyss-Coray, El plasma de ejercicio aumenta la memoria y amortigua la inflamación cerebral a través de la clusterina, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-04183-x. www.nature.com/articles/s41586-021-04183-x Información de la revista: Nature
Proporcionado por el Centro Médico de la Universidad de Stanford Cita: La sangre de ratones maratonistas aumenta función cerebral en sus contrapartes teleadictos (8 de diciembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-12-blood-marathoner-mice-boosts-brain.html Este documento está sujeto a derechos de autor . Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.