La fuerza de voluntad puede ser clave para levantarse del sofá y hacer ejercicio, pero las bacterias pueden ayudar. Estudios en ratones reportado hoy en Naturaleza sugieren que los microbios en el intestino pueden estar detrás de las diferencias en el deseo de hacer ejercicio. Un equipo de investigación se ha centrado en moléculas microbianas específicas que estimulan el deseo de un roedor de correr y seguir corriendo. Al revelar exactamente cómo estas moléculas se comunican con el cerebro, este grupo ha preparado el escenario para descubrir si señales similares ayudan a mantener activos a los humanos.
El trabajo «establece cuán crítico es el microbioma para el ejercicio y profundiza increíblemente en proporcionar un nuevo intestino-cerebro [connection]”, dice Aleksandar Kostic, microbiólogo de la Escuela de Medicina de Harvard y cofundador de FitBiomics, una empresa que desarrolla probióticos para mejorar el estado físico. Kostic, que no participó en la investigación, y otros especulan que las órdenes de los microbios para inducir el ejercicio podrían algún día empaquetarse en píldoras que la gente podría tomar.
Para explorar por qué a algunas personas les gusta hacer ejercicio y a otras no, el microbiólogo de la Universidad de Pensilvania, Christoph Thaiss, estudió ratones criados para tener mucha variación genética y de comportamiento. Su equipo encontró una diferencia de más de cinco veces en la distancia que los ratones corrían sobre ruedas en sus jaulas: algunos recorrieron más de 30 kilómetros en 48 horas, mientras que otros rara vez se movían sobre sus ruedas.
Los ratones activos y perezosos no mostraron diferencias significativas en su genética o bioquímica. Pero los investigadores notaron una pista: cuando se trataron con antibióticos, los ratones que normalmente tenían mucha energía tendían a hacer menos ejercicio. Los estudios de seguimiento mostraron que el tratamiento con antibióticos afectó los cerebros de los ratones anteriormente activos. La actividad de ciertos genes cerebrales disminuyó, junto con los niveles de dopamina, un neurotransmisor que se ha relacionado con el “subidón del corredor”, esa sensación de bienestar que acompaña al ejercicio prolongado.
El equipo también descubrió que los ratones «libres de gérmenes», que carecen de bacterias intestinales, se vuelven más activos cuando se les administran algunos de los microbios intestinales de ratones vigorosos. Parece que esas bacterias envían una señal que interfiere con una enzima responsable de descomponer la dopamina en el cerebro, lo que hace que el neurotransmisor se acumule en el centro de recompensa del cerebro.
Al estudiar otros ratones criados para carecer de ciertas células nerviosas y al bloquear químicamente la actividad de los nervios que transmiten mensajes desde el intestino al cerebro, el equipo determinó que la señal de aumento de la dopamina llega al cerebro a través de los nervios de la columna vertebral. Al estimular esos nervios, el equipo pudo enviar ese comando a favor del ejercicio incluso en ratones que carecían de bacterias intestinales.
En el laboratorio, Thaiss y sus colegas diseccionaron estos nervios espinales y los expusieron a subconjuntos de bacterias intestinales, así como a sustancias que producen los microbios. Cuando administraron un conjunto de estas moléculas, amidas de ácidos grasos, a ratones cuyos microbios intestinales habían sido eliminados con antibióticos, los niveles de dopamina aumentaron en los cerebros de los animales mientras hacían ejercicio. Cuando se dotó a una bacteria diferente de genes para producir amidas de ácidos grasos y se alimentó a ratones libres de gérmenes, los ratones volvieron a recibir un impulso de dopamina.
Los investigadores del microbioma llaman al trabajo un tour de force. «Rara vez se encuentran tantas capas diferentes de descubrimiento en un artículo», dice Sarkis Mazmanian, microbiólogo del Instituto de Tecnología de California.
¿Se mantendrá el hallazgo en las personas? “Sería extremadamente cauteloso al extrapolar cómo se relacionan estos resultados con la fisiología humana”, dice Juleen Zierath, fisióloga del Instituto Karolinska. Los investigadores notan que la estructura muscular y la bioquímica de los roedores difieren de las de las personas, al igual que sus patrones de actividad. Y los roedores no hacen resoluciones de Año Nuevo.
Aún así, los estudios han encontrado que los corredores de maratón tienen altos niveles de un microbio intestinal en particular, lo que sugiere una conexión con el ejercicio en las personas. Y mucho trabajo ha demostrado el papel clave que juega la dopamina en la motivación del comportamiento general. Como dice Kostic, “Este sistema de recompensa es una faceta tan central de la fisiología que es algo que casi con certeza es cierto en otros mamíferos”, incluidos los humanos.
