Biology: El BDNF y el cerebro en ejercicio

Este metaanálisis combinó estudios que medían el factor neurotrófico derivado del cerebro periférico en torno al ejercicio en personas. Una sola sesión de ejercicio produjo un aumento moderado del BDNF circulante. El entrenamiento regular incrementó la magnitud de la respuesta del BDNF a una sesión posterior, y tuvo un efecto menor sobre las concentraciones en reposo (basales). El análisis es de un marcador en sangre, no de tejido cerebral, y la heterogeneidad entre los estudios incluidos fue considerable, por lo que la estimación combinada describe una dirección y un tamaño aproximado, no un número preciso aplicable a un protocolo concreto.

Las ratas que hicieron ejercicio mostraron mejor aprendizaje espacial y niveles más altos de proteínas relacionadas con la plasticidad en el hipocampo. Cuando se bloqueó la acción del BDNF en el hipocampo durante el periodo de ejercicio, usando una molécula que lo intercepta antes de que llegue a su receptor, esas mejoras inducidas por el ejercicio en el aprendizaje y en la señalización de plasticidad posterior desaparecieron. Se trata de un diseño de pérdida de función: muestra que el BDNF es necesario para el efecto en este modelo animal, lo cual es una evidencia causal más sólida que una correlación, pero es un estudio en ratas y la intervención es una que un experimento en humanos no puede replicar.

Este estudio midió el BDNF en sangre y en tejido cerebral en ratas, cerdos y ratones, y encontró que las concentraciones de BDNF en sangre se correlacionan con el BDNF del tejido cerebral, lo cual es la principal razón por la que el BDNF periférico se trata como un indicador indirecto utilizable. La correlación es parcial, no una relación de uno a uno, y el BDNF periférico tiene su propia biología: una gran fracción circula almacenada en las plaquetas, los valores medidos difieren entre suero y plasma, y los métodos de análisis varían. Así, un valor de BDNF en sangre aporta información real sobre el cerebro, pero es una señal indirecta ruidosa, lo cual es el punto débil de la medición en toda la narrativa del ejercicio a la cognición.

Este metaanálisis de estudios de entrenamiento con ejercicio evaluó el BDNF periférico en reposo, el nivel basal fuera de una sesión aguda. El entrenamiento aeróbico elevó el BDNF en reposo (diferencia de medias estandarizada de aproximadamente 0.66) y el efecto combinado general fue de aproximadamente 0.39; el entrenamiento de resistencia por sí solo no lo cambió de forma significativa. El efecto es más pequeño y más variable que el fiable aumento agudo posterior al ejercicio, pero esta revisión sí encontró un incremento aeróbico duradero, no una ausencia total de efecto.

El ejercicio aumentó la secreción de la proteína catepsina B por parte del músculo. En ratones, la catepsina B fue necesaria para la neurogénesis hipocampal adulta inducida por correr y para la mejora asociada de la memoria espacial, y aplicar catepsina B a las neuronas elevó la expresión de BDNF. En una pequeña cohorte humana, la condición física en cinta y la catepsina B plasmática aumentaron juntas con el ejercicio, y los cambios en la catepsina B se correlacionaron con una medida de memoria. Este es un candidato específico para el vínculo músculo-cerebro detrás del BDNF, pero la cadena causal está establecida en ratones, y la evidencia en humanos es una pequeña correlación, no un resultado controlado.

Este ensayo controlado aleatorizado asignó a adultos mayores a un programa de caminata aeróbica moderada o a un control de estiramiento y tonificación durante un año. El grupo aeróbico aumentó el volumen del hipocampo anterior en aproximadamente un 2%, frente a una disminución en el grupo control, revirtiendo de manera efectiva la pérdida relacionada con la edad esperada durante uno o dos años, y mejoró en una tarea de memoria espacial. El aumento del volumen del hipocampo se asoció con un aumento del BDNF sérico dentro del grupo de ejercicio, lo cual es la observación en humanos que conecta el mecanismo animal con un resultado medible de estructura cerebral y memoria. Se trata de un único ensayo, la relación con el BDNF es una correlación dentro del grupo más que un mediador demostrado, y las mejoras en la memoria fueron específicas, no generales.

Este trabajo caracterizó el polimorfismo Val66Met del BDNF, una variante común única del gen BDNF. En estudios celulares, la forma Met mostró una secreción dependiente de la actividad alterada y un tráfico intracelular anómalo del BDNF. En personas, portar el alelo Met se asoció con un peor rendimiento en tareas de memoria episódica y con una activación hipocampal alterada en imágenes funcionales. Es una fuente de variación individual, no un beneficio o daño de alguna práctica: ayuda a explicar por qué la respuesta del BDNF, y sus efectos posteriores, difieren entre personas, y por qué los promedios de grupo ocultan una dispersión individual real.

Esta revisión sistemática y metaanálisis combinó ensayos controlados que medían el volumen del hipocampo tras el ejercicio aeróbico. En el conjunto de los datos combinados, que abarcaba 737 participantes, el ejercicio aeróbico no aumentó de forma significativa el volumen total del hipocampo. Se informó de un efecto más específico sobre el volumen del hipocampo izquierdo, y los autores plantearon que el beneficio probable era atenuar el deterioro relacionado con la edad en el volumen del hipocampo, más que producir un crecimiento neto. Esta es la corrección al resultado del ensayo único: la dirección del beneficio es plausible y se mantiene en parte, pero la afirmación contundente de que el ejercicio hace crecer el hipocampo no sobrevive a la replicación tal como se planteó.

El BDNF bajo es un hallazgo recurrente en la depresión mayor, y el ejercicio es un tratamiento eficaz para la depresión, lo que convierte al BDNF en un candidato atractivo como mediador. Este metaanálisis examinó el BDNF periférico en reposo antes y después de intervenciones de ejercicio en personas con trastorno depresivo mayor. Incluso cuando el BDNF y el estado de ánimo se mueven ambos en la dirección esperada, ese movimiento conjunto no demuestra que el cambio en el BDNF causara el cambio en el estado de ánimo: la respuesta antidepresiva, el sueño y la activación general cambian todos juntos, y el BDNF en sangre es una señal indirecta. La hipótesis de mediación es razonable y se estudia activamente; no está resuelta.