BDNF es la molécula a la que recurren las personas al explicar por qué el ejercicio beneficia al cerebro. Esta proteína mantiene vivas a las neuronas y apoya la memoria. El ejercicio aumenta los niveles de BDNF medibles en la sangre, y la BDNF es el candidato principal para explicar cómo el movimiento ayuda al cerebro.
El punto débil es el último paso. La cadena que va desde un aumento de la BDNF en sangre hasta un pensamiento más agudo se basa en estudios con animales y correlaciones. Una medición en sangre es solo un indicador aproximado del cerebro.
Findings & Outcomes
Caminar, los intervalos de VO2 max y el entrenamiento de fuerza se consideran buenos para el cerebro, y la molécula que suele mencionarse para explicar por qué es el BDNF. Varias prácticas de ejercicio remiten a ella. El mecanismo es sólido; el último paso, desde un aumento del marcador sanguíneo hasta un pensamiento más agudo, es inferido y no se ha demostrado en personas.
Qué es el BDNF
El sistema nervioso produce BDNF, el factor neurotrófico derivado del cerebro, para sostener sus propias células. Mantiene las neuronas vivas y ayuda a que crezcan y fortalezcan las conexiones entre ellas. Eso es la plasticidad sináptica, la propiedad que sustenta el aprendizaje. También favorece la neurogénesis, el nacimiento de nuevas neuronas en el hipocampo, la región de la memoria del cerebro. Esa función celular está bien establecida. La versión popular añade una promesa que la biología no respalda: hacer una cosa, aumentar el BDNF, obtener una mente más aguda.
La evidencia más sólida de que el BDNF es causal, y no solo correlacionado, proviene de roedores. Cuando las ratas hacen ejercicio, aprenden mejor y sus señales de plasticidad hipocampal aumentan. Si se bloquea la acción del BDNF en el hipocampo durante ese ejercicio, la ganancia en el aprendizaje desaparece (Vaynman 2004). Eliminar la molécula elimina el beneficio, algo más fuerte que una correlación. Ese experimento solo puede realizarse en un animal, razón por la cual ese mismo paso sigue siendo inferido en las personas.
El ejercicio lo eleva
Una sola sesión de ejercicio eleva el BDNF en sangre, un efecto bien replicado (Szuhany 2015). Al agrupar los estudios, una sola sesión produce un aumento moderado, con una g de Hedges de aproximadamente 0.46. El entrenamiento a lo largo de varias semanas aumenta la magnitud de esa respuesta posterior a la sesión, con una g de aproximadamente 0.58. El fenómeno fiable y repetible es el pico agudo tras una sesión.
El efecto de un programa de entrenamiento sobre el BDNF en reposo, el valor basal cotidiano medido lejos de un entrenamiento, es menor, con una g de aproximadamente 0.28, e inconsistente entre estudios. El pico agudo se replica; un cambio duradero en el BDNF en reposo no. Cada uno de estos números proviene de la sangre, un indicador parcial del cerebro.
Del marcador sanguíneo al pensamiento
Se puede muestrear el BDNF en sangre. El BDNF del cerebro es el que impulsa la plasticidad, y ambos no forman el mismo conjunto. El BDNF en sangre y en cerebro se mueven juntos lo suficiente como para que la sangre sirva de indicador indirecto: en ratas, cerdos y ratones, ambos se correlacionan. La correlación es parcial, muy por debajo de una relación uno a uno. Una gran parte del BDNF en sangre se almacena en las plaquetas y se libera desde ellas, y las lecturas de suero y plasma difieren. Un aumento del BDNF en sangre indica algo real sobre el cerebro, pero la señal es indirecta y ruidosa.
Así que decir que «el ejercicio eleva el BDNF, por lo tanto el ejercicio te hace más inteligente» es más débil de lo que parece. Cada eslabón es real pero parcial: el ejercicio eleva el BDNF en sangre; el BDNF en sangre refleja en parte el BDNF cerebral; el BDNF cerebral sustenta la plasticidad y la memoria. Como cada eslabón es parcial, la inferencia completa es débil. El último paso, desde un cambio medido en el BDNF hasta una mejora medida en el pensamiento de una persona, no se ha comprobado directamente en personas.
El resultado del hipocampo
La evidencia humana más citada es un ensayo de un año en adultos mayores (Erickson 2011). Un programa moderado de caminata aumentó el volumen del hipocampo anterior en aproximadamente un 2 %, frente a un descenso en el grupo control: lo que revirtió entre uno y dos años de la reducción normal relacionada con la edad. La memoria espacial mejoró junto con ello. Dentro del grupo de ejercicio, las personas cuyo BDNF sérico aumentó más también tendieron a ganar más volumen de hipocampo. Ese único ensayo hizo famosa la historia del BDNF y vinculó el mecanismo animal a un resultado humano medible.
Ensayos posteriores intentaron repetirlo. Al agrupar a 737 participantes, el ejercicio aeróbico no aumentó de forma fiable el volumen hipocampal total. La señal que se mantuvo fue un posible beneficio para el hipocampo izquierdo y un papel plausible en la ralentización del declive del volumen de esa estructura relacionado con la edad.
Así que la afirmación que se replica es más modesta que el titular: es posible que el ejercicio ralentice el declive del hipocampo relacionado con la edad, mientras que la parte que no se replicó es la de generar tejido nuevo.
Variación individual
Las personas portan distintas versiones del gen del BDNF. Una variante común, Val66Met, reduce la liberación de BDNF dependiente de la actividad, la secreción bajo demanda cuando las neuronas están activas. Portarla se asocia con una memoria episódica ligeramente peor y una actividad hipocampal alterada en las imágenes cerebrales. La variante no tiene relevancia clínica práctica: de ella no se deriva ningún tratamiento ni elección de ejercicio. Importa por una razón: el mismo entrenamiento produce respuestas de BDNF distintas entre personas, por lo que los promedios de grupo ocultan una amplia dispersión.
El estado de ánimo y la señal del músculo al cerebro
Un BDNF bajo es un hallazgo recurrente en la depresión. El ejercicio es un tratamiento eficaz para la depresión, por lo que el BDNF se convierte en una explicación obvia de cómo el movimiento mejora el estado de ánimo. Varios ensayos han agrupado el BDNF en reposo antes y después de programas de ejercicio en personas con depresión mayor para comprobarlo. El estado de ánimo y el BDNF pueden mejorar a la vez mientras otros factores (el sueño, la activación, la respuesta al tratamiento) impulsan la mejora del ánimo. Si el cambio en el BDNF es lo que realmente mejora el estado de ánimo sigue siendo una pregunta abierta y activamente estudiada: razonable, pero no confirmada.
Existe una segunda vía que va del músculo activo al cerebro. En ratones, correr eleva una proteína secretada por el músculo, la catepsina B, que atraviesa hacia el cerebro. Es necesaria para la neurogénesis hipocampal y la memoria inducidas por el ejercicio, y eleva el BDNF en las neuronas. En una pequeña muestra humana, la condición física y la catepsina B aumentaron juntas. La catepsina B es un vínculo entre músculo y cerebro demostrado en ratones; los datos en humanos son correlacionales y escasos.
Lo que está establecido
El ejercicio protege el cerebro que envejece, y no cuesta nada. Los resultados humanos (menor declive hipocampal, mejor memoria, una depresión que mejora con el entrenamiento) se sostienen por sí mismos. Lo que sigue abierto es más concreto: si el BDNF es la molécula que hay detrás de ellos. El mecanismo es real e importante. La evidencia humana todavía no respalda la instrucción de «haz X para aumentar el BDNF y ser más inteligente».
Evidencia
The Research & Studies
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How it works
Un solo entrenamiento eleva el BDNF en sangre, y el entrenamiento hace que el aumento sea mayor
Un solo entrenamiento eleva de forma fiable el BDNF medible en la sangre, y el entrenamiento a lo largo del tiempo hace que ese aumento sea mayor. El incremento tras una sesión es la parte más clara; el cambio en el nivel en reposo es menor.
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.
The study · 1
Szuhany, Bugatti and Otto, a meta-analytic review of the effects of exercise on brain-derived neurotrophic factor · J Psychiatr Res 2015
En ratas, bloquear el BDNF del hipocampo eliminó las mejoras en el aprendizaje derivadas del ejercicio
Cuando los investigadores hicieron correr a ratas y luego bloquearon químicamente el BDNF en la parte del cerebro relacionada con la memoria, el ejercicio dejó de mejorar el aprendizaje. Esa es la señal más clara de que el BDNF realmente hace el trabajo, y no que simplemente aumenta junto con él.
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.
The study · 1
Vaynman, Ying and Gomez-Pinilla, hippocampal BDNF mediates the efficacy of exercise on synaptic plasticity and cognition · Eur J Neurosci 2004
El BDNF en sangre solo refleja parcialmente el BDNF cerebral, por lo que es un indicador indirecto aproximado
El BDNF en sangre se usa como sustituto de lo que ocurre en el cerebro porque ambos se correlacionan entre especies animales. Pero es solo un sustituto aproximado: gran parte del BDNF en sangre proviene de las plaquetas, por lo que una medición en sangre no es una ventana limpia al cerebro.
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.
The study · 1
Klein et al., blood BDNF concentrations reflect brain-tissue BDNF levels across species · Int J Neuropsychopharmacol 2011
El entrenamiento aeróbico elevó ligeramente el BDNF en reposo; el entrenamiento de resistencia no lo hizo
Un solo entrenamiento eleva claramente el BDNF durante un tiempo. Si semanas de entrenamiento mueven mucho el nivel cotidiano en reposo es mucho menos claro, y la evidencia combinada de un cambio duradero es débil.
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.
The study · 1
Dinoff et al., the effect of exercise training on resting concentrations of peripheral BDNF: a meta-analysis · PLoS One 2016
En ratones, la catepsina B producida por el músculo es necesaria para que el ejercicio genere nuevas células de memoria y eleve el BDNF
Correr hace que el músculo libere una proteína, la catepsina B, que llega al cerebro, y en ratones esta proteína es necesaria para que el ejercicio genere nuevas células de memoria y eleve el BDNF. Un pequeño estudio en humanos observó que la condición física y esta proteína aumentaban juntas.
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.
The study · 1
Moon et al., running-induced systemic cathepsin B secretion is associated with memory function · Cell Metab 2016
Cognition
Un año de caminata hizo crecer el hipocampo aproximadamente un 2% y mejoró la memoria en adultos mayores
Los adultos mayores que caminaron regularmente durante un año hicieron crecer alrededor de un 2% la parte del cerebro relacionada con la memoria, revirtiendo uno o dos años de reducción normal, y recordaron mejor. Las personas cuyo BDNF aumentó más tendieron a ser aquellas cuyo hipocampo creció.
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.
The study · 1
Erickson et al., exercise training increases size of hippocampus and improves memory · PNAS 2011
La variante común Val66Met reduce la liberación de BDNF y se asocia con una memoria ligeramente más débil
Las personas portan diferentes versiones del gen BDNF. Una versión común, llamada Val66Met, libera menos BDNF cuando las neuronas están activas y se asocia con una memoria episódica ligeramente más débil. Es una de las razones por las que una misma cantidad de ejercicio no produce lo mismo en todas las personas.
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.
The study · 1
Los ensayos combinados en 737 personas no encontraron ganancia en el volumen total del hipocampo, solo una preservación del lado izquierdo
Cuando se combinaron ensayos posteriores, el ejercicio no hizo crecer claramente el hipocampo en general de la forma que sugería el primer estudio famoso. Lo que se sostuvo fue algo más modesto: el ejercicio puede ayudar a preservar parte de él en lugar de agrandarlo.
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.
The study · 1
Firth et al., effect of aerobic exercise on hippocampal volume in humans: a systematic review and meta-analysis · NeuroImage 2018
Mood & stress
Si aumentar el BDNF es la forma en que el ejercicio mejora la depresión es una propuesta, no algo demostrado
El ejercicio ayuda con la depresión, y el BDNF bajo forma parte de la principal explicación biológica de por qué ocurre la depresión, por lo que aumentar el BDNF es una explicación atractiva. Si el cambio en el BDNF es realmente lo que mejora el estado de ánimo no se ha demostrado, solo se ha inferido.
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.
The study · 1
Dinoff, Herrmann and Lanctot, the effect of exercise on resting concentrations of peripheral BDNF in major depressive disorder: a meta-analysis · J Psychiatr Res 2018
Profundiza más
Las prácticas que actúan sobre esta biología:
- Caminar, el estímulo aeróbico más accesible, y el que está detrás del ensayo del hipocampo en adultos mayores.
- Intervalos de VO2 max, trabajo aeróbico de mayor intensidad que produce una respuesta aguda de BDNF más grande.
- Entrenamiento de fuerza, que también participa en la señalización del músculo al cerebro en torno al ejercicio.
- El músculo como órgano, la vía de la catepsina B desde el músculo activo hacia el cerebro.
- Mitocondrias y el eje del estrés.
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Thomas Dehli, Founder & Editor, Sacred Lotus
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