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Las neuronas dañadas se regeneran con tratamiento, ejercicio físico diario y nuevos fármacos

10/12/2010 12:06

0 Antes se creía que el hombre terminaba su vida con una embolia o un ataque parecido. Hoy, la neurobiología, ciencia casi desconocida, nos dice que no. Las neuronas se cultivan, se regeneran y viven también en edad adulta

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Hasta el siglo pasado se creía que quien sufría una hemiplejía o un ataque similar estaba condenado de por vida a sufrir la consiguiente pérdida de neuronas. Para siempre…

Después, ya en el siglo XX, se halló que tal cosa era inexacta y que tanto en los adultos como en todos los primates y en las ratas era posible el nacimiento de neuronas nuevas especialmente en el hipocampo, la región cerebral dedicada a la memoria. Un equipo de neurobiólogos del Hospital Universitario de Erlangen (Alemania) ha estudiado a 23 pacientes que sufrían epilepsia grave, de los cuales once conservaban la memoria normal y a otros doce la memoria se había deteriorado considerablemente.

Se sometió a estos pacientes a un tratamiento, y como se les practicó la ablación de ciertas partes del cerebro, los investigadores pudieron sacar muestras de células llamadas "precursoras" de su hipocampo y cultivarlas in vitro. Resultado: las células de los once pacientes con la memoria no dañada habían proliferado y se habían transformado masivamente en nuevas neuronas, sellando el lazo directo entre la memoria y la creación de nuevas neuronas.

O sea que las neuronas se puede decir casi que, como los viejos soldados, “nunca mueren”. A no ser que les dejemos morir. Hay siempre una esperanza hoy para los hemipléjicos, los epilépticos, los asaltados por el fantasma del Alzheimer…

Todo esto lo ha corroborado la importante revista Science, en un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Auckland, y de la Academia Sahlgrenska de Goteborg que ha confirmado que el cerebro humano adulto produce nuevas neuronas. Hasta la fecha se conocía que otros mamíferos eran capaces de hacerlo, pero no se había comprobado en humanos. La zona concreta donde se regeneran es en el bulbo olfatorio.

Este fenómeno, conocido como neurogénesis, continúa a lo largo de la vida en el sistema nervioso central de la mayoría de mamíferos, y se ha descubierto haciendo uso de múltiples herramientas, que incluían la microscopía de transmisión de electrones y las imágenes de resonancia magnética de alta resolución, hasta conseguir identificar esta actividad neuronal en humanos.

El ejercicio físico, un salvavidas en el océano de las neuronas

Los efectos beneficiosos del ejercicio físico sobre la función cerebral han quedado demostrados en la rata, como animal de experimentación, y en los seres humanos; “La actividad física, cuando es aeróbica y disciplinada, beneficia al cerebro”, (Blog del profesor Cristóbal Pera, 28 septiembre, 2009). Durante la última década el interés se ha centrado en averiguar cuáles son los mecanismos que transforman la actividad física en mejora de la función cognitiva cerebral.

En un texto publicado en el “New York Times”, bajo el título “Your Brain on Exercise” Gretchen Reynolds se pregunta: “What goes on inside your brain when you exercise?” (“¿Qué sucede dentro de tu cerebro cuando haces ejercicio?”), una pregunta similar a la que se formulaba Cristobal Pera en su blog el pasado año.

Los resultados de un trabajo publicado en la revista “Cell Stem Cell” por un grupo de investigadores encabezados por Fred H Gage, del Salk Institute for Biological Studies (Instituto Salk de Estudios Biológicos), La Jolla, California, científicos especialmente interesados por las células madre neuronales, resultaron revolucionarios en el campo de las neurociencias. Daban respuestas a la pregunta sobre los mecanismos moleculares de la relación entre el ejercicio físico y la mejora de la función cerebral.

Participaban en el estudio distinguidos investigadores de Institutos, centros de biología celular y universidades de Madrid, Valencia y Barcelona.

Este estudio permitía afirmar que la mejora de la función cognitiva cerebral asociada con el ejercicio físico parecen depender de la activación de las células madres neuronales, hasta entonces “quiescentes”, localizadas en el hipocampo del cerebro de los adultos, una activación que da pie al desarrollo de nuevas neuronas. Lo cual coincidía con el estudio de los científicos alemanes del Hospital Universitario de Erlangen.

Hasta que en el año 1998, el propio Fred H. Gage, en colaboración con Peter Eriksson del University Hospital de Göteburg, descubrieron que el cerebro humano produce nuevas neuronas en su vida adulta, se consideraba, casi como un dogma, que los seres humanos en el momento de nacer tenían ya en sus cerebros todas las neuronas de las que podrían disponer a lo largo de sus vidas. El ritmo de esta neurogénesis adulta sería regulado por el estilo de vida de la persona, hasta el punto de que éste podría modelar la estructura del propio cerebro.

Hoy sabemos que en el cerebro de las personas adultas las células madres neuronales se encuentran “durmientes”, sin dividirse, en un estado que ha sido calificado como de “sopor”, debido a la acción inhibidora sobre la neurogénesis de la proteína BMP (bone morphogenetic protein), una citoquina que se fija en receptores apropiados situados en la membrana de las células madres.

La proteína Noggin bloquea la antiproliferación de las células madres

Lo que ha sido demostrado ahora, por Fred H. Gage y su grupo, es que el efecto beneficioso del ejercicio físico regular sobre la función cognitiva cerebral se debe a que estimula la liberación de otra proteína, denominada Noggin (NOG), que actúa como antagonista de la BMP, ya que bloquea su efecto anti-proliferativo sobre las células madres.

Ante la presencia de la proteína NOG, las células madres, liberadas de la acción inhibidora de la BMP, se “despiertan” y comienzan a dividirse, generando nuevas neuronas. Se pone en marcha la neurogénesis, que es intermitente a lo largo de la vida adulta.

Esta intermitencia de la neurogénesis parece ser la consecuencia de un equilibrio inestable entre las acciones de ambas proteínas: mientras que la señal inhibidora de la BMP protege al cerebro de una producción excesiva de nuevas neuronas, la acción antagonista de la NOG, sin el freno de la BMP, tiende a agotar, antes de tiempo, el escaso fondo disponible de células madres en el cerebro adulto.

El ejercicio físico diario es la base de la rehabilitación personal y neuronal. La constancia y la voluntad juegan su papel y, en última instancia, están los nuevos fármacos

Es posible que se trate, además, de mantener un equilibrio entre el ejercicio, el envejecimiento y la formación de nuevas neuronas, ya que la circunvolución del hipocampo, área cerebral donde asientan la mayoría de las células madres neuronales, es especialmente vulnerable al deterioro de la vejez.

Estos interesantes hallazgos sobre los mecanismos moleculares que transforman lo que es una conducta –el ejercicio físico regular- en un beneficio biológico -la generación de nuevas neuronas en la vida adulta -, son muy relevantes cuando se apuesta por la cultura de la salud como un proyecto pedagógico.

Para que las recomendaciones y consejos que, día a día, se transmiten, acerca de como vivir una vida saludable, sean asumidas en la práctica por la población a la que van dirigidas, deben estar fundamentadas en datos obtenidos mediante una exigente metodología y publicadas en revistas de prestigio científico, y no en frívolas notas de prensa, en su mayoría cargadas de conflictos de interés.

No cabe duda que si la recomendación de hacer ejercicio físico regular para mantener la mejor función cerebral posible se hace con el fundamento de hallazgos científicos como los que hemos relatado, la probabilidad de ser aceptada y aplicada por aquellos a quienes va dirigida se incrementa de manera significativa.

Sustancias químicas que estimulan el nacimiento de nuevas neuronas

Científicos de la Universidad Suroeste de Texas, en EE.UU., identificaron una sustancia química (P7C3) que provoca el nacimiento de neuronas nuevas en el cerebro actuando, de forma específica, sobre la región del cerebro en la que se alojan el aprendizaje y la memoria.

El hallazgo, reportaba la revista "Cell Stem Cell", se logró tras probar 1.000 sustancias distintas en el cerebro de ratones. Eso daba la esperanza de crear nuevos fármacos para Alzheimer y otras demencias. Según el investigador de Texas Steven McKnight, "en realidad este equipo de investigadores no sabía si estos ensayos iban a resultar en una sustancia útil o no. Tuvieron suerte: la respuesta fue “

Para Andrew Pieper, otro de los investigadores de esta universidad, "tenían pocas opciones pero sabían que si encontraban algo tendrían la prueba de que la sustancia valía también para animales vivos".

McKnight y Pieper se inspiraron para realizar este estudio en el hecho de que el cerebro de los mamíferos continúa introduciendo nuevas neuronas en la etapa adulta. La cuestión era si había alguna forma de incentivar el crecimiento de estas células para conseguir beneficios para el organismo.

Desarrollo de una complicada investigación

Los investigadores probaron primero en ratones ocho compuestos que parecían ayudar a la formación de neuronas en una región cerebral específica -denominada circunvolución de giro- conocida por generar nuevas neuronas en adultos. De estas ocho sustancias químicas, eligieron para focalizar su atención la denominada P7C3, en base al resto de sus propiedades beneficiosas conocidas.

Para asegurarse de que funcionaba, la probaron en ratones portadores de una mutación que les hacían casi totalmente incapaces de producir nuevas neuronas en la importante región de circunvolución de giro. "Estos ratones eran malos fabricando neuronas. La cuestión era saber si eso se podía arreglar y resultó que "".

El P7C3 no sólo consiguió la formación de nuevas neuronas, sino que los registros electro fisiológicos demostraron que este proceso fue restablecido en la región de circunvolución de giro. "Así, ya tenemos pruebas de que es posible crear nuevas neuronas que funcionen", añadió McKnight.

Un tratamiento prolongado con P7C3 en ratas mayores también consiguió aumentar el nacimiento de nuevas neuronas. Según Pieper, "las ratas mayores normalmente experimentan una reducción de la neurogénesis asociada con una incapacidad para formar nuevos recuerdos y aprender a realizar nuevas tareas". Las ratas tratadas con P7C3 a diario mostraron evidencias de un aumento en la formación de nuevas neuronas y mejoras significativas en su habilidad para nadar, un test estándar de aprendizaje y memoria usado en ratas.

La clave del éxito de este tratamiento fue sobre todo proteger a las nuevas neuronas, según indicaron estos investigadores. El proceso normal por el que las nuevas neuronas son incorporadas al cerebro como células maduras es largo y arriesgado. "Pasa mucho tiempo -entre dos y cuatro semanas- desde que nace una nueva neurona hasta que se convierte en una neurona en funcionamiento", señaló McKnight, quien recuerda que "muchas mueren en el camino". El P7C3 parece, básicamente, dar mejores posibilidades a las neuronas recién nacidas. Los investigadores apuntaron que otros dos compuestos -dimebon y compuestos serono- de estructuras similares a la del P7C3- también ayudaban a la generación de nuevas neuronas.

Como vemos, siempre hay esperanza. Es lo último que hay que perder.

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