Felipe Ascencio Valle
ascencio@cibnnor.mx
Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S.C.
Av. Instituto Politécnico Nacional 195, Col. Playa Palo de Sta. Rita Sur, La Paz, 23090, B.C.S., México.
Hacia las vísperas del inicio de un nuevo año, es casi como una tradición que muchos de nosotros tendemos a hacer un balance de lo bueno y malo en nuestras vidas. Nos despedimos de un año que termina para entrar en otro nuevo e incluso hacemos una fiesta para celebrarlo. El cambio de año nos permite tener la sensación de volver a empezar, de tener una nueva oportunidad para mejorar, de confiar en que aquello que queremos cambiar puede darse. Uno de los propósitos más habituales por el Año Nuevo suele ser “la promesa de hacer deporte, perder peso o dejar algún vicio”. Lo que debemos recordar es que estos propósitos no se cumplen solos.
Cumplir los propósitos de Año Nuevo es mucho más que tener la predisposición o la buena intención para lograrlos. Hace falta compromiso, disciplina, pero en especial trabajo arduo para generar un cambio en nuestros hábitos personales. Pero ¿y si hubiera alguna “cápsula mágica” que nos active el cerebro y nos de la energía para hacer más fácil cumplir con este propósito?
En diciembre del 2022, Elizabeth Pennisi publicó en Science News una nota muy interesante acerca de las aplicaciones futuras de “cápsulas de probióticos” que son tema de investigación del Prof. Sarkis Mazmanian y su grupo de trabajo y que están siendo implementadas por el Prof. Aleksandar Kostic co-fundador de Fit-Biomics, quienes proponen la formulación de cápsulas de probióticos que estimulen al cerebro para hacer ejercicio. Indudablemente, el contar con este tipo de suplementos alimenticios nos podrían permitir aprovecharlos para tener ese impulso para generar el esfuerzo para alcanzar los cambios o propósitos deseados.
La nota de la Dra. Pennisi (2022) relata que algunas especies de bacterias que habitan en el intestino, pueden contribuir a generar la fuerza de voluntad y activación para hacer ejercicio, a través de la producción y liberación de moléculas microbianas específicas que estimulan el deseo de un ratón de correr y seguir corriendo. Al revelar exactamente cómo estas moléculas se comunican con el cerebro, este grupo de investigadores ha sentado las bases para descubrir si moléculas similares ayudan a mantener a los humanos activos. El trabajo “establece cuán crítico es el microbioma para el ejercicio y profundiza increíblemente en proporcionar la conexión intestino-cerebro”, dice Aleksandar Kostic, microbiólogo de la Escuela de Medicina de Harvard y cofundador de Fit-Biomics, una compañía que desarrolla probióticos para mejorar el estado físico. Kostic (que no participó en la investigación) y otros, especulan que las órdenes de los microbios que inducen el ejercicio podrían algún día empaquetarse en píldoras o cápsulas que la gente podría tomar.
Respecto a explorar por qué a algunas personas les gusta hacer ejercicio y a otras no, en el 2022 el microbiólogo de la Universidad de Pensilvania, Prof. 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. Entre los ratones activos y los perezosos no se observaron diferencias en su genética o bioquímica. Pero los investigadores notaron un detalle: 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 la "euforia del corredor", esa sensación de bienestar que acompaña al ejercicio prolongado. El equipo también descubrió que los ratones que carecen de bacterias intestinales (“libres de gérmenes”), se vuelven más activos cuando se les administran algunas de las bacterias intestinales de ratones vigorosos. Parece ser que esas bacterias envían una señal que interfiere con la enzima responsable de descomponer la dopamina en el cerebro, lo que hace que el neurotransmisor se acumule en el centro de recompensa del cerebro, bloqueando la actividad de los nervios que transmiten mensajes desde el intestino hasta el cerebro. El equipo determinó que la señal que aumenta 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 (Dohnalová et al. 2022). En el laboratorio, Thaiss y sus colegas disectaron estos nervios espinales y los expusieron a subconjuntos de bacterias intestinales, así como a sustancias que producen dichas bacterias. Cuando administraron un conjunto de estas moléculas (amidas de ácidos grasos) a ratones cuyas bacterias intestinales habían sido eliminadas con antibióticos, los niveles de dopamina aumentaron en los cerebros de los ratones 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.

“Rara vez se encuentran tantas capas diferentes de descubrimiento en un artículo”, dice Sarkis Mazmanian, microbiólogo del Instituto de Tecnología de California. Sin embargo, al formular la pregunta de si lo que ocurre en ratones pudiera ocurrir también en personas, la Prof. Juleen Zierath, fisióloga del Instituto Karolinska dice que hay que ser extremadamente cauteloso al extrapolar cómo se relacionan estos resultados con la fisiología humana. Los investigadores señalan que la estructura muscular y la bioquímica de los roedores difieren de las de las personas, al igual que sus patrones de actividad. Aún así, los estudios han encontrado que los corredores de maratón tienen altos niveles de una especie bacteriana intestinal en particular, lo que sugiere una conexión con el ejercicio en las personas. Y hay que tener en cuenta también todo el trabajo encaminado a demostrar 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.
Referencias
Bramhachari P.V.(Ed.). 2021. Editor Microbiome in Human Health and Disease. Springer Nature Singapore Pte Ltd. Singapore. 296p.
Dohnalová L., Lundgren P., Carty J.R.E., Goldstein N., Wenski S.L., Nanudorn P., Thiengmag S., Huang K-P., Litichevskiy L., Descamps H.C., Chellappa K., Glassman A., Kessler S., Kim J., Cox T.O., Dmitrieva-Posocco O., Wong A.C., Allman E.L., Ghosh S., Sharma N., Sengupta K., Cornes B., Dean N., Churchill G.A., Khurana T.S., Sellmyer M.A., FitzGerald G.A., Patterson A.D., Baur J.A., Alhadeff A.L., Helfrich E.J.N., Levy M., Betley J.N., Thaiss C.A. 2022. A microbiome-dependent gut-brain pathway regulates motivation for exercise. Nature. 2022. 612(7941):739-747.
Food and Agriculture Organization (FAO). 2002. Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food, Report of a Joint FAO/WHO Working Group on Drafting Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food: FAO.
Pennisi E.. 2022. Exercise-crazy mice have their gut microbes to thank. Science 378(6625):1157. (https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg2856).
Pennisi E.. 2022. Exercise-crazy mice have their gut microbes to thank. Science 378(6625):1157. doi: 10.1126/science.adg2856.
Glosario
Probiótico: La última definición fue formulada latado en 2002 por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO) y World Health Organización Mundial de la Salud (OMS), y establece “cepas vivas de microorganismos estrictamente seleccionados, que cuando se administran en cantidades adecuadas, confieren un beneficio para la salud del huésped” (FAO 2002).
Microbioma: Las bacterias, arqueas, virus, protozoos y hongos son los microbios más comunes que viven dentro o sobre nuestros cuerpos. Este fascinante grupo microbiano se conoce colectivamente como nuestra microbiota. Los microbiomas no son microorganismos que viven uno al lado del otro, sino que forman comunidades organizadas estructural y funcionalmente complejas, altamente reguladas y unidas a las superficies como biopelículas que contribuyen a su estabilidad ecológica a través de inter-especies y la colaboración entre especies microbianas. La microbiota del cuerpo humano se clasifica en microbioma central y microbioma variable. El microbioma central es el habitual y universal para todos los individuos, mientras que el microbioma variable esta conformado por especies de microorganismo distintos y únicos para cada persona en función de sus variaciones de carácter fisiológico y de estilo de vida. La función y composición de la microbiota varían según la edad, el género, la raza y la dieta. La composición del microbioma es distinta en cada individuo, siendo la diferencia más sustancial en los individuos que las diferencias bioquímicas que eventualmente ocurren dentro de un ser humano (Bramhachari, 2021).
Dopamina: La dopamina es un neurotransmisor, es decir, una molécula que se encarga de llevar un mensaje desde las neuronas que lo producen hacia otras células. Por eso interviene en una gran cantidad de procesos como el control del movimiento, la memoria, la recompensa cerebral -ese mecanismo de nuestro cerebro que nos refuerza a repetir una conducta- o el aprendizaje. También influye en numerosas funciones fuera del cerebro como la motilidad gastrointestinal, la liberación de hormonas, la presión arterial e incluso en la actividad de las células del sistema inmune (https://www.bbc.com/mundo/noticias-61067620).
Sobre el autor

Dr. Felipe Ascencio.
Investigador Titular D y profesor en el CIBNOR, SNI III. Responsable del Laboratorio de Patogénesis Microbiana, adscrito a la Coordinación de Acuicultura, Línea estratégica Biología y Desarrollo de Tecnologías para el Cultivo de Peces. Loop: 264286; Scopus: 57247070500; ORCI: 0000-0003-3515-8708