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Un estudio en ratones plantea preguntas intrigantes sobre las formas en que las hormonas influyen en el cerebro y motivan al cuerpo a moverse. El estrógeno puede cambiar la actividad cerebral de formas que podrían afectar nuestra actividad física, según un nuevo estudio notable en ratones que analizó el ADN, las hormonas y las células cerebrales.  

Utilizando tecnología avanzada para identificar y reprogramar genes y neuronas específicos en animales vivos, el estudio encontró que las oleadas de estrógenos iniciaron procesos en el cerebro del ratón que llevaron a los animales, incluso a los machos, a volverse más activos. El estudio, que se publicó recientemente en Nature, e involucró a ratones. Si bien los humanos comparten muchas de las mismas hormonas, genes y neuronas relevantes, no somos ratones y aún no podemos decir si nuestros cerebros y sistemas fisiológicos funcionan de la misma manera. Pero los hallazgos pueden abrir intrigantes vías de investigación sobre por qué las mujeres a menudo se vuelven inactivas después de la menopausia, cuando el estrógeno se desvanece. Los resultados también subrayan cómo el cerebro y los procesos biológicos internos trabajan juntos para desempeñar un papel inesperado y sustancial en si el cuerpo se levanta y se mueve o permanece casi quieto.

Moverse y aparearse

Durante casi un siglo, desde un famoso estudio de 1924 con ratas, los científicos han sabido que las hembras de mamíferos tienden a ser más activas físicamente justo antes de ovular, cuando también son más receptivas sexualmente. Este comportamiento tiene sentido evolutivo, ya que presumiblemente las hembras necesitan estar a la caza y luego a una pareja. En las décadas intermedias, los investigadores comenzaron a especular que el estrógeno debe desempeñar un papel determinante en este comportamiento, y estudios posteriores indicaron que los desplazamientos diarios de las hembras de laboratorio generalmente aumentaban y disminuían junto con sus niveles de estrógeno.

Pero, ¿cómo podría el estrógeno, que controla principalmente la ovulación y otros aspectos de la reproducción, influir en la actividad física? Ese acertijo fisiológico llamó recientemente la atención de Holly Ingraham, profesora de fisiología de la Universidad de California en San Francisco, becada Herzstein, que tiene un interés en la investigación desde hace mucho tiempo en la fisiología y el metabolismo de las mujeres. Ella y sus colaboradores se preguntaron si el estrógeno podría de alguna manera moldear la actividad genética en el cerebro, que luego activaría las células cerebrales de maneras que podrían poner en movimiento, bueno, el movimiento mismo. Para investigar esa posibilidad, los científicos primero reunieron una multitud de ratones hembras adultas sanas y bloquearon químicamente la captación de estrógeno en algunos de ellos, mientras rastreaban cuánto se movían todos los animales. Casi de inmediato, los animales sin estrógeno se volvieron notablemente más sedentarios que las otras hembras, lo que confirma que el estrógeno afecta de alguna manera la actividad física.

Encontrar las células de movimiento

A continuación, los investigadores examinaron la actividad de varios genes en el cerebro de los animales, notando que uno, en particular, bombeaba con entusiasmo proteínas adicionales cuando los cerebros de los animales estaban bañados en estrógeno, pero se volvía casi silencioso cuando el estrógeno estaba ausente. Este gen, de la melanocortina-4 o Mc4r, se había relacionado anteriormente en personas con la ingesta de alimentos y la regulación del peso corporal. Pero los científicos ahora adivinaron que también podría ser el puente entre el estrógeno y el impulso de estar físicamente activo, una idea que confirmaron mediante el uso de técnicas de mapeo genético de alta tecnología refinadas por una de las autoras del estudio, Jessica Tollkuhn, profesora asistente en Cold Spring Harbor Laboratory School of Biological Sciences en Cold Spring Harbor, Nueva York

Estas técnicas mostraron, en tiempo real, la unión de estrógenos a los genes Mc4r en ciertas neuronas, especialmente aquellas en una parte del cerebro del ratón involucrada en el gasto de energía. Estas células cerebrales también comparten conexiones con otras neuronas en otras partes del cerebro que controlan la velocidad a la que se mueven los animales. En conjunto, este experimento mostró que el estrógeno activa un gen particular que activa ciertas células cerebrales que luego deberían empujar a un animal a moverse.

Pero los científicos aún no habían visto estos genes y neuronas en acción, por lo que, como resultado final del estudio, utilizaron una técnica sofisticada conocida como quimiogenética para galvanizar directamente las neuronas relevantes en ratones hembra que habían sido criados para no producir estrógeno. Una vez físicamente lentos, estos ratones ahora exploraban, se paraban, jugaban y corrían mucho más que antes. De manera similar, cuando los científicos utilizaron una forma de tecnología de edición de genes CRISPR para aumentar la actividad del gen Mc4r en los cerebros de las hembras, los ratones se volvieron casi dos veces más activos que antes, un aumento físico que persistió durante semanas. Incluso los ratones machos se movieron más cuando CRISPR marcó la actividad del gen Mc4r, aunque no tanto como las hembras itinerantes.

Estos resultados resaltan la «complejidad del comportamiento de la actividad física», dijo la Dra. Ingraham, y cómo la voluntad de moverse espontáneamente, o no, de cualquier animal probablemente implica una intrincada interacción entre la genética, la endocrinología y la neurología, junto con la deliberación consciente. El estudio también plantea la intrigante posibilidad de que «el momento del ejercicio, para tener su impacto más beneficioso para las mujeres, podría ajustarse al considerar el entorno hormonal cambiante», incluidos los cambios hormonales de la menopausia, dijo el Dr. Tamas Horvath, un profesor de neurociencia y obstetricia, ginecología y ciencias reproductivas en la Escuela de Medicina de Yale y presidente del departamento de medicina comparada de la escuela. «Por supuesto, todas estas observaciones en ratones deben ser confirmadas para operar en nosotros, los humanos», dijo el Dr. Horvath, que no participó en la investigación actual. «Sin embargo, el hecho de que este mecanismo se encuentre en una parte antigua del cerebro sugiere que será aplicable a la mayoría de los mamíferos, incluidos los humanos».

‘El conocimiento es poder’

La Dra. Ingraham estuvo de acuerdo. «Suponemos que este circuito también está funcionando en humanos», dijo y, de ser así, el nuevo estudio y cualquier investigación posterior relacionada podrían ayudar a explicar, en parte, por qué la inactividad es tan común en las mujeres después de la menopausia y también ofrecer algo estrategias potenciales para superar el impulso hacia la lasitud. El aumento de los niveles de estrógeno en las mujeres mayores, por ejemplo, podría, en teoría, estimular más movimiento, aunque la terapia de reemplazo de estrógeno sigue siendo un tema complicado debido a los mayores riesgos de cáncer y otros problemas de salud. Sin embargo, el estudio insinúa que, eventualmente, podría ser posible evitar el estrógeno y recrear sus efectos con nuevas terapias que apuntarían directamente al gen Mc4r o las neuronas relevantes en el cerebro de las personas e imitarían los efectos del estrógeno sin la hormona en sí. Cualquiera de estos avances médicos son años en el futuro, dijo el Dr. Ingraham.

Sin embargo, al profundizar en «la interrelación entre las hormonas y la actividad física en las mujeres, este estudio tiene implicaciones significativas para la investigación humana que estudia el ciclo menstrual y los anticonceptivos hormonales y también la menopausia», dijo Paul Ansdel, profesor de fisiología del ejercicio en la Universidad de Northumbria. en Inglaterra, que no participó en el estudio pero que ha estudiado ampliamente la menstruación y el rendimiento físico. «Sabemos la importancia de hacer ejercicio en la vida posterior para promover y mantener la salud», continuó, «por lo que el desafío para nosotros ahora es comprender las mejores formas de permanecer activa durante la transición hormonal importante que es la menopausia».

“El conocimiento es poder”, concluyó el Dra. Ingraham. Señaló que debido a que muchos de nosotros vivimos más ahora, una mejor comprensión de por qué, y si decidimos movernos, puede ayudar a que esos años sean más saludables. Por ejemplo, sabiendo que la biología podría inclinarnos hacia el sofá si somos mujeres y estamos envejeciendo, podríamos usar rastreadores de actividad física o diarios de entrenamiento para ayudarnos a comparar nuestras actividades de un año a otro. O simplemente evalúe honestamente si somos tan activos ahora como nos gustaría, sea cual sea nuestra edad (o género). El cerebro es un órgano complejo y nuestras motivaciones para el ejercicio son variadas y profundas, pero siempre tenemos la opción de “decidirnos a estar activos”, dijo la Dra. Ingraham, de tomar la decisión de levantarnos y movernos.

Fuente: https://www.nytimes.com

Referencia: Krause WC, Rodriguez R, Gegenhuber B, et al. Oestrogen engages brain MC4R signalling to drive physical activity in female mice. Nature. 2021 Oct 13.