El ejercicio hace que los músculos liberen carga molecular que estimula la función y la conexión de las células cerebrales, pero el proceso no se comprende bien. Una nueva investigación de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign ha descubierto que los nervios que indican a los músculos que se muevan también les incitan a liberar más factores que estimulan el cerebro.

“Las moléculas liberadas por el músculo van al torrente sanguíneo y luego al cerebro, produciendo la llamada interferencia entre el músculo y el cerebro. Pero el músculo en sí está muy inervado.

“Entonces nos preguntamos cuál es el efecto de las neuronas en esta actividad del músculo y, más allá, en la comunicación entre el músculo y el cerebro”, anotó el profesor de ingeniería química y biomolecular, Hyunjoon Kong, líder del estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences.

“A medida que envejecemos, perdemos estas neuronas del músculo. Y algunas personas también pierden estas neuronas debido a una enfermedad o lesión. Por lo tanto, comprender su papel y cómo estos nervios del músculo afectan al cerebro es importante para las personas mayores o los pacientes con lesiones y enfermedades neuromusculares”, dijo.

La investigación sobre el ejercicio ha descubierto que los músculos secretan hormonas y vesículas extracelulares, pequeños paquetes que transportan moléculas entre las células y que contienen pequeños fragmentos de ácido ribonucleico (ARN) que mejoran la conexión, la transmisión de señales y la comunicación entre las células cerebrales.

Sin embargo, aunque se ha prestado mucha atención a la función de los factores derivados de los músculos, el papel de los nervios que estimulan el músculo no se comprende bien, apuntó el estudiante graduado Kai-Yu Huang, primer autor del estudio.

Para llenar este vacío, los investigadores compararon dos modelos de tejido muscular: uno con inervación neuronal y otro sin ella. Descubrieron que el músculo inervado producía más moléculas que promueven la actividad de las neuronas cerebrales y regulan el desarrollo muscular que el músculo sin nervios.

Luego, los investigadores estimularon los nervios con glutamato, un neurotransmisor. Descubrieron que el músculo inervado tenía una mayor expresión de un gen importante para regular la secreción.

En consecuencia, emitió niveles más altos de la hormona irisina, que se asocia con efectos beneficiosos del ejercicio, y liberó más vesículas extracelulares que el músculo simple.

“Analizamos la carga transportada en las vesículas y encontramos que había una mayor diversidad de microARN asociada con el impacto en el desarrollo neurológico”, comentó Huang.

“Estos hallazgos resaltan la importancia de la inervación neuronal. A medida que envejecemos, perdemos el suministro de nervios a los músculos y nuestros músculos comienzan a descomponerse y perder función. Y de alguna manera, esto puede resultar en una disfunción orgánica. Por eso, es muy importante comprender cómo regular o mantener el comportamiento secretor de los músculos”.

A continuación, los investigadores planean investigar más a fondo los mecanismos en la unión donde las neuronas se encuentran con las células musculares para determinar cómo los impulsos nerviosos estimulan el músculo, y si afectan la producción de factores que estimulan el cerebro o simplemente su liberación, una distinción importante para posibles tratamientos para quienes han perdido nervios o músculos.

También esperan explorar el uso de su modelo de tejido como plataforma para producir los factores de forma eficaz. En última instancia, esperan tener una imagen completa del circuito cerebro-nervio-músculo y cómo mantenerlo.

“Son nuestros órganos individuales hablando entre sí: el cerebro les dice a los nervios que estimulen el músculo, y el músculo libera moléculas beneficiosas para la función cerebral”, señaló Kong.

Subrayó también la importancia del ejercicio. “El ejercicio crea una interfaz más sólida entre las neuronas motoras y los músculos, y ahora sabemos que los nervios que envían la señal al músculo liberan moléculas y vesículas extracelulares que son beneficiosas para el cerebro”.

“Así que podríamos analizar los beneficios del ejercicio centrado en fomentar esa conexión en lugar de simplemente aumentar el volumen o la fuerza del músculo”, concluyó.

Fuente: un artículo de Liz Ahlberg Touchstone publicado en el portal neurosciencenews.com

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