Efectos neurobiológicos del ejercicio físico
Efectos neuronales, cognitivos y conductuales del ejercicio físico

Efectos neurobiológicos del
ejercicio físico
Terapia de ejercicios  : intervención médica
Imagen de una mujer corriendo
Una mujer haciendo ejercicio aeróbico (trotar)
CIE-9-CM93,19
MallaD005081
LOINC73986-2
Medicina electrónica324583
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Los efectos neurobiológicos del ejercicio físico implican posibles efectos interrelacionados sobre la estructura cerebral, la función cerebral y la cognición . [1] [2] [3] [4] La investigación en humanos ha demostrado que el ejercicio aeróbico constante (p. ej., 30 minutos todos los días) puede inducir mejoras en ciertas funciones cognitivas , neuroplasticidad y plasticidad conductual ; algunos de estos efectos a largo plazo pueden incluir un mayor crecimiento neuronal , mayor actividad neurológica (p. ej., señalización de c-Fos y BDNF ), mejor afrontamiento del estrés, mayor control cognitivo del comportamiento , mejor memoria declarativa , espacial y de trabajo , y mejoras estructurales y funcionales en las estructuras y vías cerebrales asociadas con el control cognitivo y la memoria. [5] [6] [7] Los efectos del ejercicio sobre la cognición pueden afectar el rendimiento académico en niños y estudiantes universitarios, mejorar la productividad de los adultos, preservar la función cognitiva en la vejez, prevenir o tratar ciertos trastornos neurológicos y mejorar la calidad de vida en general . [8] [9] [10] [11]

En adultos sanos, se ha demostrado que el ejercicio aeróbico induce efectos transitorios en la cognición después de una sola sesión de ejercicio y efectos persistentes en la cognición después de un ejercicio constante a lo largo de varios meses. [1] [7] [12] Las personas que realizan regularmente un ejercicio aeróbico (por ejemplo, correr, trotar , caminar a paso ligero, nadar y andar en bicicleta) tienen puntuaciones mayores en las pruebas de función y rendimiento neuropsicológico que miden ciertas funciones cognitivas, como el control de la atención , el control inhibitorio , la flexibilidad cognitiva , la actualización y capacidad de la memoria de trabajo , la memoria declarativa , la memoria espacial y la velocidad de procesamiento de la información . [5] [7] [12] [13] [14]

El ejercicio aeróbico tiene efectos a corto y largo plazo sobre el estado de ánimo y los estados emocionales al promover el afecto positivo , inhibir el afecto negativo y disminuir la respuesta biológica al estrés psicológico agudo . [12] El ejercicio aeróbico puede afectar tanto la autoestima como el bienestar general (incluidos los patrones de sueño) con una participación constante y a largo plazo. [15] El ejercicio aeróbico regular puede mejorar los síntomas asociados con los trastornos del sistema nervioso central y puede usarse como terapia adjunta para estos trastornos. Existe cierta evidencia de la eficacia del tratamiento con ejercicios para el trastorno depresivo mayor y el trastorno por déficit de atención con hiperactividad . [9] [16] [17] [18] La guía de práctica clínica de la Academia Estadounidense de Neurología para el deterioro cognitivo leve indica que los médicos deben recomendar ejercicio regular (dos veces por semana) a las personas a las que se les ha diagnosticado esta afección. [19]

Algunas evidencias preclínicas y evidencia clínica emergente respaldan el uso del ejercicio como terapia complementaria para el tratamiento y la prevención de las adicciones a las drogas . [20] [21] [22] [23]

Las revisiones de evidencia clínica también apoyan el uso del ejercicio como terapia complementaria para ciertos trastornos neurodegenerativos , en particular la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson . [24] [25] El ejercicio regular puede estar asociado con un menor riesgo de desarrollar trastornos neurodegenerativos. [26]

Efectos a largo plazo

Neuroplasticidad

La neuroplasticidad es el proceso por el cual las neuronas se adaptan a una perturbación a lo largo del tiempo, y ocurre con mayor frecuencia en respuesta a la exposición repetida a estímulos. [27] El ejercicio aeróbico aumenta la producción de factores neurotróficos [nota 1] (p. ej., BDNF , IGF-1 , VEGF ) que median mejoras en las funciones cognitivas y varias formas de memoria al promover la formación de vasos sanguíneos en el cerebro, la neurogénesis adulta , [nota 2] y otras formas de neuroplasticidad. [2] [5] [29] [30] El ejercicio aeróbico constante durante un período de varios meses induce mejoras clínicamente significativas en las funciones ejecutivas y un mayor volumen de materia gris en casi todas las regiones del cerebro, [31] y los aumentos más marcados se producen en las regiones cerebrales que dan lugar a las funciones ejecutivas. [1] [5] [6] Las estructuras cerebrales que muestran las mayores mejoras en el volumen de materia gris en respuesta al ejercicio aeróbico son la corteza prefrontal , el núcleo caudado y el hipocampo ; [1] [5] Se producen aumentos menos significativos en el volumen de materia gris en la corteza cingulada anterior , la corteza parietal , el cerebelo y el núcleo accumbens . [5] La corteza prefrontal, el núcleo caudado y la corteza cingulada anterior se encuentran entre las estructuras cerebrales más significativas en los sistemas de dopamina y noradrenalina que dan lugar al control cognitivo. [32] La neurogénesis inducida por el ejercicio (es decir, los aumentos en el volumen de materia gris) en el hipocampo se asocia con mejoras mensurables en la memoria espacial . [33] [34] Las puntuaciones más altas de aptitud física , medidas por el VO 2 máx ., se asocian con una mejor función ejecutiva, una velocidad de procesamiento de información más rápida y un mayor volumen de materia gris del hipocampo, el núcleo caudado y el núcleo accumbens. [1]

Crecimiento estructural

Las revisiones de estudios de neuroimagen indican que el ejercicio aeróbico constante aumenta el volumen de materia gris en casi todas las regiones del cerebro, [31] con aumentos más pronunciados en las regiones cerebrales asociadas con el procesamiento de la memoria, el control cognitivo, la función motora y la recompensa ; [1] [5] [31] las ganancias más destacadas en el volumen de materia gris se observan en la corteza prefrontal, el núcleo caudado y el hipocampo, que apoyan el control cognitivo y el procesamiento de la memoria, entre otras funciones cognitivas. [1] [6] Además, las mitades izquierda y derecha de la corteza prefrontal, el hipocampo y la corteza cingulada parecen volverse más interconectadas funcionalmente en respuesta al ejercicio aeróbico constante. [1] Tres revisiones indican que se producen mejoras marcadas en el volumen de materia gris prefrontal e hipocampal en adultos sanos que realizan regularmente ejercicio de intensidad media durante varios meses. [1] [35] Otras regiones del cerebro que demuestran ganancias moderadas o menos significativas en el volumen de materia gris durante las neuroimágenes incluyen la corteza cingulada anterior , la corteza parietal , el cerebelo y el núcleo accumbens . [5] [36]

Se ha demostrado que el ejercicio regular contrarresta la contracción del hipocampo y el deterioro de la memoria que se produce naturalmente en la adultez tardía. [5] Los adultos sedentarios mayores de 55 años muestran una disminución del 1-2% en el volumen del hipocampo anualmente. [37] Un estudio de neuroimagen con una muestra de 120 adultos reveló que participar en ejercicio aeróbico regular aumentó el volumen del hipocampo izquierdo en un 2,12% y el hipocampo derecho en un 1,97% durante un período de un año. [37] Los sujetos del grupo de estiramiento de baja intensidad que tenían niveles de aptitud física más altos al inicio mostraron una menor pérdida de volumen del hipocampo, lo que proporciona evidencia de que el ejercicio protege contra el deterioro cognitivo relacionado con la edad. [37] En general, las personas que hacen más ejercicio durante un período determinado tienen mayores volúmenes hipocampales y mejor función de la memoria. [5] También se ha demostrado que el ejercicio aeróbico induce el crecimiento de los tractos de materia blanca en el cuerpo calloso anterior , que normalmente se encogen con la edad. [5] [35]

Las diversas funciones de las estructuras cerebrales que muestran aumentos en el volumen de materia gris inducidos por el ejercicio incluyen:

Efectos persistentes sobre la cognición

En concordancia con los roles funcionales de las estructuras cerebrales que exhiben volúmenes aumentados de materia gris, se ha demostrado que el ejercicio regular durante un período de varios meses mejora de manera persistente numerosas funciones ejecutivas y varias formas de memoria. [5] [6] [44] [45] En particular, se ha demostrado que el ejercicio aeróbico constante mejora el control de la atención , [nota 3] la velocidad de procesamiento de la información , la flexibilidad cognitiva (p. ej., cambio de tareas ), el control inhibitorio , [nota 4] la actualización y capacidad de la memoria de trabajo , [nota 5] la memoria declarativa , [nota 6] y la memoria espacial . [5] [6] [7] [44] En adultos jóvenes y de mediana edad sanos, los tamaños del efecto de las mejoras en la función cognitiva son mayores para los índices de funciones ejecutivas y pequeños a moderados para los aspectos de la memoria y la velocidad de procesamiento de la información. [1] [7] Puede ser que en los adultos mayores, las personas se beneficien cognitivamente al participar en ejercicios aeróbicos y de resistencia de al menos intensidad moderada. [47] Las personas que tienen un estilo de vida sedentario tienden a tener funciones ejecutivas deterioradas en comparación con otras personas más activas físicamente que no hacen ejercicio. [6] También se ha observado una relación recíproca entre el ejercicio y las funciones ejecutivas: las mejoras en los procesos de control ejecutivo, como el control de la atención y el control inhibitorio, aumentan la tendencia de un individuo a hacer ejercicio. [6]

Mecanismo de efectos

Señalización BDNF

Uno de los efectos más significativos del ejercicio en el cerebro es el aumento de la síntesis y expresión de BDNF , un neuropéptido y hormona , lo que resulta en un aumento de la señalización a través de su receptor tirosina quinasa , el receptor de tropomiosina quinasa B (TrkB). [4] [50] [51] Dado que el BDNF es capaz de cruzar la barrera hematoencefálica , una mayor síntesis periférica de BDNF también aumenta la señalización de BDNF en el cerebro. [30] Los aumentos inducidos por el ejercicio en la señalización de BDNF se asocian con una mejor función cognitiva, un mejor estado de ánimo y una mejor memoria. [29] [50] Además, la investigación ha proporcionado un gran apoyo al papel del BDNF en la neurogénesis hipocampal, la plasticidad sináptica y la reparación neuronal. [5] [50] La participación en ejercicio aeróbico de intensidad moderada a alta, como correr, nadar y andar en bicicleta, aumenta la biosíntesis de BDNF a través de la señalización de mioquinas , lo que resulta en un aumento de hasta tres veces en los niveles de plasma sanguíneo y BDNF; [4] [50] [51] La intensidad del ejercicio está correlacionada positivamente con la magnitud del aumento de la biosíntesis y la expresión de BDNF. [4] [50] [51] Un metaanálisis de estudios que involucraron el efecto del ejercicio en los niveles de BDNF encontró que el ejercicio constante también aumenta modestamente los niveles de BDNF en reposo. [29] Esto tiene implicaciones importantes para el ejercicio como un mecanismo para reducir el estrés, ya que el estrés está estrechamente relacionado con la disminución de los niveles de BDNF en el hipocampo. De hecho, los estudios sugieren que el BDNF contribuye a los efectos reductores de la ansiedad de los antidepresivos. El aumento en los niveles de BDNF causado por el ejercicio ayuda a revertir la disminución inducida por el estrés en el BDNF, que media el estrés en el corto plazo y amortigua las enfermedades relacionadas con el estrés en el largo plazo. [52]

Señalización de IGF-1

El IGF-1 es un péptido y factor neurotrófico que media algunos de los efectos de la hormona del crecimiento ; [53] El IGF-1 produce sus efectos fisiológicos al unirse a un receptor específico de tirosina quinasa , el receptor IGF-1 , para controlar el crecimiento y la remodelación de los tejidos. [53] En el cerebro, el IGF-1 funciona como un factor neurotrófico que, como el BDNF , desempeña un papel importante en la cognición, la neurogénesis y la supervivencia neuronal. [50] [54] [55] La actividad física está asociada con mayores niveles de IGF-1 en el suero sanguíneo , que se sabe que contribuye a la neuroplasticidad en el cerebro debido a su capacidad para cruzar la barrera hematoencefálica y la barrera sangre-líquido cefalorraquídeo ; [5] [50] [53] [54] en consecuencia, una revisión señaló que el IGF-1 es un mediador clave de la neurogénesis adulta inducida por el ejercicio, mientras que una segunda revisión lo caracterizó como un factor que vincula la "aptitud corporal" con la "aptitud cerebral". [53] [54] La cantidad de IGF-1 liberada en el plasma sanguíneo durante el ejercicio se correlaciona positivamente con la intensidad y la duración del ejercicio. [56]

Señalización VEGF

El VEGF es una proteína de señalización neurotrófica y angiogénica (es decir, que promueve el crecimiento de los vasos sanguíneos) que se une a dos receptores de tirosina quinasas, VEGFR1 y VEGFR2 , que se expresan en neuronas y células gliales del cerebro. [55] La hipoxia , o el suministro inadecuado de oxígeno celular, regula positivamente en gran medida la expresión del VEGF y el VEGF ejerce un efecto neuroprotector en las neuronas hipóxicas. [55] Al igual que el BDNF y el IGF-1 , se ha demostrado que el ejercicio aeróbico aumenta la biosíntesis del VEGF en el tejido periférico que posteriormente cruza la barrera hematoencefálica y promueve la neurogénesis y la formación de vasos sanguíneos en el sistema nervioso central . [30] [57] Se ha demostrado que los aumentos inducidos por el ejercicio en la señalización del VEGF mejoran el volumen sanguíneo cerebral y contribuyen a la neurogénesis inducida por el ejercicio en el hipocampo. [5] [57]

Irisina

Un estudio en ratones con el gen FNDC5 inactivado y una elevación artificial de los niveles circulantes de irisina demostró que la irisina confiere efectos cognitivos beneficiosos al ejercicio físico y que puede actuar como mimético del ejercicio en ratones en los que podría "mejorar tanto el déficit cognitivo como la neuropatología en modelos de ratón con enfermedad de Alzheimer ". Por lo tanto, se está investigando el mediador y su sistema regulador para posibles intervenciones destinadas a mejorar (o mejorar aún más) la función cognitiva o aliviar la enfermedad de Alzheimer en humanos. [58] [59] [60] Los experimentos indican que la irisina puede estar vinculada a la regulación del BDNF y la neurogénesis en ratones. [61]

Efectos a corto plazo

Efectos transitorios sobre la cognición

Además de los efectos persistentes sobre la cognición que resultan de varios meses de ejercicio diario, se ha demostrado que el ejercicio agudo (es decir, una única sesión de ejercicio) mejora transitoriamente una serie de funciones cognitivas. [12] [62] [63] Las revisiones y metaanálisis de investigaciones sobre los efectos del ejercicio agudo sobre la cognición en adultos jóvenes y de mediana edad sanos han concluido que la velocidad de procesamiento de la información y una serie de funciones ejecutivas (incluida la atención, la memoria de trabajo, la resolución de problemas, la flexibilidad cognitiva, la fluidez verbal, la toma de decisiones y el control inhibitorio) mejoran durante un período de hasta 2 horas después del ejercicio. [12] [62] [63] Una revisión sistemática de estudios realizados en niños también sugirió que algunas de las mejoras inducidas por el ejercicio en la función ejecutiva son evidentes después de sesiones únicas de ejercicio, mientras que otros aspectos (por ejemplo, el control de la atención) solo mejoran después de un ejercicio constante de forma regular. [44] Otras investigaciones han sugerido mejoras performativas inmediatas durante el ejercicio, como mejoras simultáneas con el ejercicio en la velocidad de procesamiento y la precisión durante las tareas de atención visual y memoria de trabajo. [64] [65]

Euforia inducida por el ejercicio

El ejercicio continuo puede producir un estado transitorio de euforia  –un estado emocional que implica la experiencia de placer y sentimientos de profunda satisfacción, júbilo y bienestar– que se conoce coloquialmente como “ euforia del corredor ” en las carreras de larga distancia o “euforia del remero” en el remo . [66] [67] [68] [69]

Efectos sobre la neuroquímica

β-feniletilamina

Vías biosintéticas de catecolaminas y aminas traza en el cerebro humano [70] [71] [72]
La imagen de arriba contiene enlaces en los que se puede hacer clic.
En los seres humanos, las catecolaminas y las aminas traza fenetilaminérgicas se derivan del aminoácido L-fenilalanina .

La β-feniletilamina , comúnmente conocida como fenetilamina , es una amina traza humana y un potente neuromodulador catecolaminérgico y glutamatérgico que tiene efectos psicoestimulantes y euforizantes similares y una estructura química similar a la de la anfetamina . [73] Se ha demostrado que treinta minutos de ejercicio físico de intensidad moderada a alta inducen un enorme aumento del ácido β-fenilacético urinario , el principal metabolito de la fenetilamina. [74] [75] [76] Dos revisiones señalaron un estudio en el que la concentración media de ácido β-fenilacético urinario de 24 horas entre los participantes después de solo 30 minutos de ejercicio intenso aumentó en un 77% en relación con las concentraciones iniciales en los sujetos de control en reposo; [74] [75] [76] las revisiones sugieren que la síntesis de fenetilamina aumenta bruscamente mientras un individuo hace ejercicio, tiempo durante el cual se metaboliza rápidamente debido a su corta vida media de aproximadamente 30 segundos. [74] [75] [76] [77] En estado de reposo, la fenetilamina se sintetiza en las neuronas de catecolamina a partir de L - fenilalanina por la descarboxilasa de aminoácidos aromáticos (AADC) aproximadamente a la misma velocidad a la que se produce la dopamina . [77]

A la luz de esta observación, el artículo original y ambas revisiones sugieren que la fenetilamina desempeña un papel destacado en la mediación de los efectos eufóricos que mejoran el estado de ánimo de la euforia del corredor, ya que tanto la fenetilamina como la anfetamina son potentes euforizantes. [74] [75] [76]

β-endorfina

La β-endorfina (denominada "morfina endógena") es un neuropéptido opioide endógeno que se une a los receptores opioides μ , lo que a su vez produce euforia y alivio del dolor . [78] Una revisión metaanalítica encontró que el ejercicio aumenta significativamente la secreción de β-endorfina y que esta secreción se correlaciona con mejores estados de ánimo. [78] El ejercicio de intensidad moderada produce el mayor aumento en la síntesis de β-endorfina , mientras que las formas de ejercicio de mayor y menor intensidad se asocian con aumentos más pequeños en la síntesis de β-endorfina . [78] Una revisión sobre la β-endorfina y el ejercicio señaló que el estado de ánimo de un individuo mejora durante el resto del día después del ejercicio físico y que el estado de ánimo de uno está correlacionado positivamente con el nivel general de actividad física diaria. [78]

Sin embargo, estudios en humanos han demostrado que el bloqueo farmacológico de las endorfinas endógenas no inhibe la euforia del corredor, mientras que el bloqueo de los endocannabinoides puede tener tal efecto. [79]

Anandamida

La anandamida es un cannabinoide endógeno y un neurotransmisor retrógrado que se une a los receptores cannabinoides (principalmente CB 1 ), lo que a su vez produce euforia. [68] [80] Se ha demostrado que el ejercicio aeróbico provoca un aumento en los niveles plasmáticos de anandamida, donde la magnitud de este aumento es más alta en la intensidad del ejercicio moderado (es decir, hacer ejercicio a ~⁠70⁠–⁠80⁠% de la frecuencia cardíaca máxima). [80] Los aumentos en los niveles plasmáticos de anandamida se asocian con efectos psicoactivos porque la anandamida puede cruzar la barrera hematoencefálica y actuar dentro del sistema nervioso central. [80] Por lo tanto, debido a que la anandamida es un euforizante y el ejercicio aeróbico se asocia con efectos eufóricos, se ha propuesto que la anandamida media en parte los efectos de mejora del estado de ánimo a corto plazo del ejercicio (p. ej., la euforia del subidón de un corredor) a través de aumentos inducidos por el ejercicio en su síntesis. [68] [80]

El cortisol y la respuesta al estrés psicológico

Diagrama del eje HPA
Diagrama del eje hipotálamo-hipofisario-suprarrenal

La "hormona del estrés", el cortisol , es un glucocorticoide que se une a los receptores de glucocorticoides . [81] [82] [83] El estrés psicológico induce la liberación de cortisol de la glándula suprarrenal activando el eje hipotálamo-hipofisario-suprarrenal (eje HPA). [81] [82] [83] Los aumentos a corto plazo en los niveles de cortisol se asocian con mejoras cognitivas adaptativas, como un mayor control inhibitorio; [82] [83] sin embargo, la exposición excesivamente alta o la exposición prolongada a altos niveles de cortisol causa deterioro en el control cognitivo y tiene efectos neurotóxicos en el cerebro humano. [83] Por ejemplo, el estrés psicológico crónico disminuye la expresión de BDNF , lo que tiene efectos perjudiciales en el volumen del hipocampo y puede conducir a la depresión. [81]

Como factor estresante físico, el ejercicio aeróbico estimula la secreción de cortisol de una manera dependiente de la intensidad; [82] sin embargo, no produce aumentos a largo plazo en la producción de cortisol ya que este efecto inducido por el ejercicio sobre el cortisol es una respuesta al balance energético negativo transitorio . [nota 7] [82] El ejercicio aeróbico aumenta la aptitud física y reduce la reactividad neuroendocrina (es decir, eje HPA ) y, por lo tanto, reduce la respuesta biológica al estrés psicológico en humanos (p. ej., liberación reducida de cortisol y respuesta atenuada de la frecuencia cardíaca ). [12] [84] El ejercicio también revierte las disminuciones inducidas por el estrés en la expresión y señalización de BDNF en el cerebro, actuando así como un amortiguador contra enfermedades relacionadas con el estrés como la depresión. [81] [84]

Glutamato y GABA

El glutamato , uno de los neuroquímicos más comunes en el cerebro, es un neurotransmisor excitatorio involucrado en muchos aspectos de la función cerebral, incluyendo el aprendizaje y la memoria. [85] Con base en modelos animales, el ejercicio parece normalizar los niveles excesivos de neurotransmisión de glutamato al núcleo accumbens que ocurre en la adicción a las drogas. [21] Una revisión de los efectos del ejercicio en la función neurocardíaca en modelos preclínicos señaló que la neuroplasticidad inducida por el ejercicio de la médula ventrolateral rostral (RVLM) tiene un efecto inhibidor en la neurotransmisión glutamatérgica en esta región, reduciendo a su vez la actividad simpática ; [86] la revisión planteó la hipótesis de que esta neuroplasticidad en la RVLM es un mecanismo por el cual el ejercicio regular previene la enfermedad cardiovascular relacionada con la inactividad . [86]

Exerquinas y otros compuestos circulantes

Las exerquinas son supuestas "fragmentos de señalización liberados en respuesta al ejercicio agudo y/o crónico, que ejercen sus efectos a través de vías endocrinas , paracrinas y/o autocrinas ". [87]

Efectos en los niños

Se ha demostrado que la participación en actividades físicas activas tiene efectos positivos en la salud mental de los niños y adolescentes, [88] mejora su rendimiento académico, [89] potencia la función cognitiva, [90] y disminuye la probabilidad de obesidad y enfermedades cardiovasculares entre este grupo demográfico. [91] Establecer rutinas de ejercicio constantes con una frecuencia y duración regulares es fundamental. [92] [93] [94] Cultivar hábitos de ejercicio beneficiosos y mantener una actividad física adecuada puede favorecer el bienestar físico y mental general de los jóvenes. Por lo tanto, identificar los factores que impiden o fomentan las conductas de ejercicio podría ser una estrategia importante para promover el desarrollo de hábitos de ejercicio saludables entre los niños y adolescentes.

Un metaanálisis de 2003 encontró un efecto positivo del ejercicio en los niños sobre las habilidades perceptivas, el coeficiente intelectual, el rendimiento, las pruebas verbales, las pruebas matemáticas y la preparación académica. [95] La correlación fue más fuerte para los rangos de edad de 4 a 7 y de 11 a 13 años. [95]

Un metaanálisis de 2010 sobre el efecto de la actividad en la función ejecutiva de los niños encontró que el ejercicio aeróbico puede ayudar brevemente a la función ejecutiva de los niños y también influir en mejoras más duraderas en la función ejecutiva. [96] Otros estudios sugirieron que el ejercicio no está relacionado con el rendimiento académico, tal vez debido a los parámetros utilizados para determinar exactamente qué es el logro académico. [97] Esta área de estudio ha sido un foco de atención para las juntas educativas que toman decisiones sobre si la educación física debe implementarse en el currículo escolar, cuánto tiempo debe dedicarse a la educación física y su impacto en otras materias académicas. [95]

Otro estudio concluyó que los estudiantes de sexto grado que participaban en actividades físicas intensas al menos tres veces por semana tenían las puntuaciones más altas en comparación con aquellos que participaban en actividades físicas moderadas o ninguna actividad física. Los niños que participaban en actividades físicas intensas obtuvieron tres puntos más, en promedio, en su prueba académica, que consistía en matemáticas, ciencias, inglés y estudios mundiales. [98]

Los estudios de neuroimagen indican que el ejercicio puede influir en los cambios en la estructura y función cerebral. [97] Algunas investigaciones han vinculado los bajos niveles de aptitud aeróbica en los niños con un deterioro de la función ejecutiva cuando son adultos, pero la falta de atención selectiva, inhibición de la respuesta y control de interferencias también pueden explicar este resultado. [99]

Efectos sobre los trastornos del sistema nervioso central

El ejercicio como prevención y tratamiento de las adicciones a las drogas

La evidencia clínica y preclínica indica que el ejercicio aeróbico constante, especialmente el ejercicio de resistencia (p. ej., correr maratones ), en realidad previene el desarrollo de ciertas adicciones a las drogas y es un tratamiento complementario eficaz para la adicción a las drogas, y la adicción a los psicoestimulantes en particular. [20] [21] [22] [23] El ejercicio aeróbico constante, de manera dependiente de la magnitud (es decir, por duración e intensidad), puede reducir el riesgo de adicción a las drogas, lo que parece ocurrir a través de la reversión de la neuroplasticidad relacionada con la adicción inducida por las drogas. [21] [22] Además, el ejercicio aeróbico disminuye la autoadministración de psicoestimulantes, reduce el restablecimiento (es decir, la recaída) de la búsqueda de drogas e induce efectos opuestos en la señalización del receptor de dopamina D 2 (DRD2) estriatal (aumento de la densidad de DRD2) a los inducidos por el uso patológico de estimulantes (disminución de la densidad de DRD2). [21] [22] En consecuencia, el ejercicio aeróbico constante puede conducir a mejores resultados del tratamiento cuando se utiliza como tratamiento complementario para la adicción a las drogas. [21] [23] A partir de 2016 , aún se necesita más investigación clínica para comprender los mecanismos y confirmar la eficacia del ejercicio en el tratamiento y la prevención de la adicción a las drogas. [20][update]

Resumen de la plasticidad relacionada con la adicción
Forma de neuroplasticidad
o plasticidad conductual		Tipo de reforzadorFuentes
OpiáceosPsicoestimulantesAlimentos ricos en grasas o azúcarRelaciones sexualesEjercicio físico
(aeróbico)
Enriquecimiento ambiental
Expresión de ΔFosB en MSN de tipo D1
del núcleo accumbens Información sobre herramientas: neuronas espinosas medianas		↑↑↑↑↑↑[22]
Plasticidad conductual
Aumento de la ingestaSíSíSí[22]
Sensibilización cruzada a psicoestimulantes
SíNo aplicableSíSíAtenuadoAtenuado[22]
Autoadministración de psicoestimulantes
↑↑↓↓↓[22]
Preferencia de lugar condicionada por psicoestimulantes
↑↑↓↑↓↑[22]
Restablecimiento de la conducta de búsqueda de drogas↑↑↓↓[22]
Plasticidad neuroquímica
CREBProteína de unión al elemento de respuesta de AMPc fosforilación
en el núcleo accumbens		↓↓↓↓↓[22]
Respuesta dopaminérgica sensibilizada
en el núcleo accumbens		NoSíNoSí[22]
Señalización dopaminérgica estriatal alterada↓ DRD2 , ↑ DRD3↑ DRD1 , ↓ DRD2 , ↑ DRD3↑ DRD1 , ↓ DRD2 , ↑ DRD3↑ DRD2↑ DRD2[22]
Señalización opioide estriatal alteradaSin cambios o
↑ receptores μ-opioides		↑ receptores opioides μ
↑ receptores opioides κ		↑ Receptores μ-opioides↑ Receptores μ-opioidesSin cambiosSin cambios[22]
Cambios en los péptidos opioides estriatales↑ dinorfina
Sin cambios: encefalina		↑ dinorfina↓ encefalina↑ dinorfina↑ dinorfina[22]
Plasticidad sináptica mesocorticolímbica
Número de dendritas en el núcleo accumbens↓↑↑[22]
Densidad de espinas dendríticas
en el núcleo accumbens		↓↑↑[22]

Trastorno por déficit de atención e hiperactividad

El ejercicio físico regular, en particular el ejercicio aeróbico, es un tratamiento complementario eficaz para el TDAH en niños y adultos, en particular cuando se combina con medicación estimulante (es decir, anfetamina o metilfenidato ), aunque actualmente no se conocen la mejor intensidad y el tipo de ejercicio aeróbico para mejorar los síntomas. [18] [100] En particular, los efectos a largo plazo del ejercicio aeróbico regular en personas con TDAH incluyen mejor comportamiento y habilidades motoras, funciones ejecutivas mejoradas (incluida la atención, el control inhibitorio y la planificación , entre otros dominios cognitivos), mayor velocidad de procesamiento de la información y mejor memoria. [18] Las calificaciones de padres y maestros de los resultados conductuales y socioemocionales en respuesta al ejercicio aeróbico regular incluyen: mejor función general, reducción de los síntomas del TDAH, mejor autoestima, reducción de los niveles de ansiedad y depresión, menos quejas somáticas, mejor comportamiento académico y en el aula y mejor comportamiento social. [18] Hacer ejercicio mientras se toma medicación estimulante aumenta el efecto de la medicación estimulante sobre la función ejecutiva. [18] Se cree que estos efectos a corto plazo del ejercicio están mediados por una mayor abundancia de dopamina sináptica y noradrenalina en el cerebro. [18]

Trastorno depresivo mayor

Varias revisiones médicas han indicado que el ejercicio tiene un efecto antidepresivo marcado y persistente en los seres humanos, [5] [16] [101] [17] [102] [103] un efecto que se cree que está mediado por una señalización mejorada del BDNF en el cerebro. [17] Varias revisiones sistemáticas han analizado el potencial del ejercicio físico en el tratamiento de los trastornos depresivos . La revisión de la Colaboración Cochrane de 2013 sobre el ejercicio físico para la depresión señaló que, basándose en evidencia limitada, es más eficaz que una intervención de control y comparable a las terapias psicológicas o con fármacos antidepresivos. [102] Tres revisiones sistemáticas posteriores de 2014 que incluyeron la revisión Cochrane en su análisis concluyeron con hallazgos similares: una indicó que el ejercicio físico es eficaz como tratamiento complementario (es decir, tratamientos que se utilizan juntos) con la medicación antidepresiva; [17] las otras dos indicaron que el ejercicio físico tiene efectos antidepresivos marcados y recomendaron la inclusión de la actividad física como tratamiento complementario para la depresión leve a moderada y la enfermedad mental en general. [16] [101] Una revisión sistemática señaló que el yoga puede ser eficaz para aliviar los síntomas de la depresión prenatal . [104] Otra revisión afirmó que la evidencia de los ensayos clínicos respalda la eficacia del ejercicio físico como tratamiento para la depresión durante un período de 2 a 4 meses. [5] Estos beneficios también se han observado en la vejez , y una revisión realizada en 2019 encontró que el ejercicio es un tratamiento eficaz para la depresión diagnosticada clínicamente en adultos mayores. [105]

Un metaanálisis de julio de 2016 concluyó que el ejercicio físico mejora la calidad de vida general de las personas con depresión en comparación con los controles. [9] [106]

Enfermedad cerebrovascular

El ejercicio físico desempeña un papel importante en la prevención y el tratamiento del accidente cerebrovascular . Está bien establecido que la actividad física disminuye el riesgo de accidente cerebrovascular isquémico y hemorragia intracerebral . [107] [108] [109] Se ha descubierto que realizar actividad física antes de sufrir un accidente cerebrovascular tiene un impacto positivo en la gravedad y los resultados del accidente cerebrovascular. [110] El ejercicio tiene el potencial de aumentar la expresión de VEGF, caveolina y angiopoyetina en el cerebro. Estos cambios pueden promover la angiogénesis y la neovascularización que contribuyen a mejorar el suministro de sangre a las áreas del cerebro afectadas por el accidente cerebrovascular. [111] [112] [113] El ejercicio puede afectar la activación de la óxido nítrico sintasa endotelial (eNOS) y la posterior producción de óxido nítrico (NO). [114] [115] [116] El aumento de la producción de NO puede conducir a un mejor flujo sanguíneo cerebral posterior al accidente cerebrovascular, lo que garantiza un suministro suficiente de oxígeno y nutrientes al cerebro. La actividad física se ha asociado con una mayor expresión y activación del factor inducible por hipoxia 1 alfa (HIF-1α), proteínas de choque térmico y factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF). [117] [118] [119] Estos factores desempeñan papeles cruciales en la promoción de la supervivencia celular, la neuroprotección y los procesos de reparación en el cerebro después de un accidente cerebrovascular. El ejercicio también inhibe las actividades del glutamato y la caspasa , que están involucradas en las vías de muerte neuronal. [120] [121] [122] [123] Además, puede promover la neurogénesis en el cerebro. Estos efectos contribuyen colectivamente a la reducción del infarto cerebral y el edema, lo que lleva a posibles mejoras en los resultados neurológicos y funcionales. Las propiedades neuroprotectoras de la actividad física en relación con los accidentes cerebrovasculares hemorrágicos están menos estudiadas. La actividad física previa al accidente cerebrovascular se ha asociado con mejores resultados después de hemorragias intracerebrales. [124] Además, la actividad física puede reducir el volumen de hemorragias intracerebrales. [125] [126] Estar físicamente activo después de un accidente cerebrovascular también mejora la recuperación funcional. [127] [128] [129]

Deterioro cognitivo leve

La actualización de enero de 2018 de la guía de práctica clínica para el deterioro cognitivo leve de la Academia Estadounidense de Neurología establece que los médicos deben recomendar ejercicio regular (dos veces por semana) a las personas a las que se les ha diagnosticado esta afección. [19] Esta guía se basa en una cantidad moderada de evidencia de alta calidad que respalda la eficacia del ejercicio físico regular (dos veces por semana durante un período de 6 meses) para mejorar los síntomas cognitivos en personas con deterioro cognitivo leve. [19]

Trastornos neurodegenerativos

Enfermedad de Alzheimer

La enfermedad de Alzheimer es un trastorno neurodegenerativo cortical y la forma más frecuente de demencia , representando aproximadamente el 65% de todos los casos de demencia; se caracteriza por deterioro de la función cognitiva, anomalías del comportamiento y una capacidad reducida para realizar actividades básicas de la vida diaria . [24] Dos revisiones encontraron evidencia de posibles efectos positivos del ejercicio físico sobre la función cognitiva, la tasa de deterioro cognitivo y la capacidad para realizar actividades de la vida diaria en personas con enfermedad de Alzheimer. [24] Una revisión posterior encontró que niveles más altos de actividad física pueden estar asociados con un riesgo reducido de demencia y deterioro cognitivo. [26]

Enfermedad de Parkinson

Los síntomas de la enfermedad de Parkinson reflejan diversas deficiencias y limitaciones funcionales, como inestabilidad postural , alteración de la marcha , inmovilidad y caídas frecuentes. Algunas evidencias sugieren que el ejercicio físico puede reducir el riesgo de enfermedad de Parkinson. [130] Un estudio de 2017 encontró que el entrenamiento de fuerza y ​​resistencia en personas con enfermedad de Parkinson tuvo efectos positivos que duraron varias semanas. [131] Una revisión Cochrane de 2023 sobre los efectos del ejercicio físico en personas con enfermedad de Parkinson indicó que el ejercicio acuático podría reducir la gravedad de los síntomas motores y mejorar la calidad de vida. [132] Además, el entrenamiento de resistencia , el entrenamiento funcional y el entrenamiento multidominio (es decir, participar en varios tipos de ejercicio) pueden proporcionar mejoras. [132]

Véase también

Notas

  1. ^ Los factores neurotróficos son péptidos u otras proteínas pequeñas que promueven el crecimiento, la supervivencia y la diferenciación de las neuronas al unirse a sus tirosina quinasas asociadas y activarlas . [28]
  2. ^ La neurogénesis adulta es el crecimiento postnatal (después del nacimiento) de nuevas neuronas, una forma beneficiosa de neuroplasticidad. [27]
  3. ^ El control de la atención permite a un individuo centrar su atención en una fuente específica e ignorar otros estímulos que compiten por su atención, [32] como en el efecto cóctel .
  4. ^ El control inhibitorio es el proceso de alterar las respuestas conductuales aprendidas, a veces llamadas "respuestas prepotentes", de manera que sea más fácil completar un objetivo particular. [38] [46] El control inhibitorio permite a los individuos controlar sus impulsos y hábitos cuando es necesario o deseado, [38] [46] por ejemplo, para superar la procrastinación .
  5. ^ La memoria de trabajo es la forma de memoria que utiliza un individuo en un momento dado para procesar información de forma activa, [32] como cuando lee o escribe un artículo de una enciclopedia. La memoria de trabajo tiene una capacidad limitada y funciona como un búfer de información, análogo al búfer de datos de una computadora , que permite la manipulación de la información para la comprensión, la toma de decisiones y la orientación del comportamiento. [38]
  6. ^ La memoria declarativa, también conocida como memoria explícita , es la forma de memoria que se refiere a hechos y eventos. [39]
  7. ^ En individuos sanos, este déficit energético se resuelve simplemente comiendo y bebiendo una cantidad suficiente de alimentos y bebidas después de hacer ejercicio.

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