Martha Pérez Domínguez y Leonor Pérez Martínez

La Dra. Leonor Pérez Martínez es líder académica del consorcio de Neuroinmunobiología en el Departamento de Medicina Molecular y Bioprocesos del IBt. Busca definir los mecanismos moleculares que subyacen a la inflamación para propiciar el envejecimiento y el desarrollo de enfermedades crónico-degenerativas como la diabetes tipo 2 y la enfermedad de Alzheimer. La Dra. Martha Pérez Domínguez es investigadora posdoctoral del consorcio de Neuroinmunobiología en el Departamento de Medicina Molecular y Bioprocesos del IBt.

La población mundial envejece a un ritmo sin precedentes (Figura 1). Ante esta realidad, las Naciones Unidas han declarado el periodo 2021-2030 como la Década del Envejecimiento Saludable, con el fin de crear conciencia sobre este desafío. Según la Organización Mundial de la Salud, el envejecimiento saludable se define como “el proceso de desarrollo y mantenimiento de la capacidad funcional que permite el bienestar en la vejez”.

El objetivo consiste en mantener y mejorar la salud física y mental a lo largo de la vida, para prevenir o retrasar enfermedades crónico-degenerativas, como la diabetes, las enfermedades cardiovasculares, el cáncer y las enfermedades neurodegenerativas. Estas afecciones suelen desarrollarse con el tiempo y están influenciadas por factores de riesgo modificables, como el estilo de vida y el estado de salud general (Figura 2).

Pero ¿cómo podemos lograrlo? La respuesta es más sencilla de lo que creemos. Como si estuviéramos leyendo sobre la piedra filosofal en un libro de fantasía o leyendo un cómic en el que se aísla el factor de curación mutante, la ciencia ha redescubierto una clave fundamental: el ambiente enriquecido.

La plasticidad cerebral y el ambiente enriquecido

La plasticidad cerebral es la asombrosa capacidad del sistema nervioso para modificarse a sí mismo a lo largo de la vida, tanto en su función como en su estructura. Esto implica la capacidad de reorganizar las funciones de diferentes áreas en respuesta a nuevas demandas o lesiones, así como de cambiar la arquitectura del cerebro mediante la formación de nuevas conexiones neuronales (sinapsis) o el fortalecimiento de las ya existentes por remodelación sináptica (Figura 3).

En neurociencias, el campo de la ciencia que estudia al sistema nervioso, la idea de ambiente enriquecido (AE) ha ganado relevancia debido a su capacidad para promover la plasticidad cerebral. Un AE es un entorno que proporciona una amplia estimulación sensorial, motora, cognitiva y social, es decir, una experiencia compleja que, si es lo suficientemente novedosa y desafiante, puede provocar modificaciones benéficas y, lo que es más importante, duraderas en el funcionamiento cerebral, lo que contribuye a un envejecimiento saludable.

Actualmente, en los laboratorios de investigación científica se estudian los efectos del AE utilizando cajas grandes que pueden alojar varios ratones. Estas cajas contienen diferentes combinaciones de objetos novedosos, como juguetes, túneles, material para madrigueras e incluso ruedas para correr, creando así un entorno complejo que promueve la estimulación física, cognitiva y social (Figura 4).

Un poco de historia

Desde la época de Santiago Ramón y Cajal, reconocido neurocientífico español del siglo XIX y padre de las neurociencias, ya se intuía la necesidad de cambios cerebrales para procesos como el aprendizaje. Sin embargo, la base del concepto actual sobre la plasticidad neuronal inducida por AE proviene de los trabajos pioneros de Donald Hebb, un psicólogo canadiense que revolucionó la neuropsicología. Fue durante la década de 1940, de manera fortuita, cuando descubrió que las ratas que tenía como mascotas en su casa resolvían mejor tareas de aprendizaje y memoria que las ratas de laboratorio.

Para la década de 1960, ya se habían identificado los cambios químicos en el cerebro asociados al AE, pero fue Marian Diamond, científica estadounidense y una de las fundadoras de las neurociencias modernas, quien descubrió los cambios físicos inducidos en el cerebro por el AE, tanto en las neuronas como en la glía (otro tipo de células del sistema nervioso que desempeñan un papel crucial en el soporte, protección y funcionamiento de las neuronas), demostrando que el sistema nervioso no está limitado solo por la genética (Figura 5). Ella compartió su receta para mantener el cerebro en buena forma a lo largo de la vida: simplemente hay que usarlo, desafiarlo con nuevas experiencias, buscar la novedad, cultivar el amor, mantener una buena alimentación y hacer ejercicio físico (Figura 6).

Hacia dónde vamos

Casi 80 años después de los hallazgos de Hebb, sabemos que los beneficios del AE son más complejos y no se limitan al sistema nervioso. Por ejemplo, estudios han revelado que la exposición temprana al AE tiene efectos duraderos, incluso si dicha exposición fue temporal y, sorprendentemente, estos efectos positivos pueden ser heredados a las siguientes generaciones.

Investigaciones recientes en neuroinmunología, demuestran que el AE también influye en el sistema inmune, el metabolismo e incluso la microbiota intestinal, así como en la interacción entre estos sistemas. En cuanto al sistema inmune, el AE tiene un impacto positivo al reprogramar las respuestas inflamatorias hacia un contexto antinflamatorio. Por ejemplo, el envejecimiento se caracteriza por un estado de inflamación crónica de bajo grado, niveles elevados constantes de factores proinflamatorios, y la exposición a este tipo de estímulos retrasa la aparición de signos como la neurodegeneración. Además, el AE provoca un incremento de factores de crecimiento y neurotróficos (sustancias que ayudan al buen funcionamiento del sistema nervioso) en órganos periféricos como los músculos. Estas biomoléculas viajan a través del cuerpo hasta el cerebro y promueven el funcionamiento y sobrevivencia neuronal contribuyendo así a la plasticidad cerebral, lo que demuestra que el cuerpo y el cerebro están conectados de diferentes maneras y se influyen mutuamente.

Nuestro laboratorio ha aportado evidencias que indican que el AE disminuye las alteraciones metabólicas inducidas por la ingesta de una dieta alta en grasa. Estudiantes del laboratorio observaron que el AE en ratones con obesidad mejora el funcionamiento del hígado, el tejido adiposo y el hipotálamo, una región cerebral clave que regula la ingesta y el gasto energético. De manera interesante, estudios previos demuestran que la microbiota intestinal, conformada por las comunidades de microorganismos que habitan en nuestros intestinos, también tiene un papel importante en los efectos positivos del AE. Actualmente, el laboratorio está explorando si la transferencia de microbiota de ratones con obesidad que fueron expuestos al AE puede provocar una mejora metabólica en ratones que no tuvieron dicha estimulación. Otros trabajos del grupo encontraron que el AE protege contra el desarrollo de colitis y de la Enfermedad de Alzheimer en modelos animales.

El mensaje a casa

En el caso de los humanos, algunos de los hallazgos de la investigación básica han sido aplicados a la medicina. Trabajos publicados indican que las personas que aprendieron otro idioma o practicaron música tienen menos deterioro cognitivo en la vejez y que incluso el AE promueve mejorías en tareas de aprendizaje y memoria en personas mayores. Aún falta realizar más estudios sobre los diferentes efectos del AE en la salud, pero definitivamente el panorama es alentador.

Siguiendo la idea de Santiago Ramón y Cajal, quien afirmó que «todo hombre puede ser, si se lo propone, escultor de su propio cerebro», el mensaje central de este artículo es que cada persona, si se lo propone, puede ser escultora de su propio bienestar.

El campo de la neuroinmunología nos ofrece herramientas para comprender cómo el AE puede influir en nuestra salud a corto y largo plazo. A medida que avanzamos en esta área, nos acercamos cada vez más a descubrir la clave de la eterna juventud o, mejor dicho, del envejecimiento saludable.

Lecturas recomendadas

1. Información general sobre la Década del Envejecimiento Saludable. Organización Panamericana de la Salud (2024). Envejecimiento saludable. paho.org/es/envejecimiento-saludable
2. Información sobre la plasticidad cerebral. DGDC Ciencia UNAM. (2022). La plasticidad cerebral nos permite cambiar y aprender a lo largo de la vida. ciencia.unam.mx/leer/1278/la-plasticidad-cerebral-nos-permite-cambiar-y-aprender-a-lo-largo-de-la-vida
3. Información sobre las aportaciones científicas de Marian Diamond. BBC News Mundo (2019). Marian Diamond, la extraordinaria científica que estudió el cerebro de Albert Einstein y nos dejó excelentes noticias sobre nuestro propio cerebro. bbc.com/mundo/noticias-47870801
4. Artículo de investigación científica de nuestro grupo de investigación sobre los efectos benéficos del ambiente enriquecido en modelos animales de obesidad. Diaz de Leon-Guerrero,S., Salazar-Leon,J., Meza-Sosa,K.F., Valle-Garcia,D., Aguilar-Leon,D., Pedraza-Alva,G., Perez-Martinez,L. (2022). An enriched environment reestablishes metabolic homeostasis by reducing obesity-induced inflammation. Disease Models and Mechanisms, 15 (6). DOI: 10.1242/dmm.048936.

Fuente: biotecmov.ibt.unam.mx