Herencia intergeneracional de los efectos del ejercicio físico sobre el aprendizaje y la memoria. Mecanismos celulares y moleculares

Resumen

El ejercicio físico produce efectos positivos en el cerebro. El presente trabajo demuestra que la actividad física paterna influye en la fisiología cerebral y la cognición de su descendencia. Para analizar la herencia intergeneracional de los efectos positivos del ejercicio, se implementaron tres estrategias patrilineales: primero, se compararon camadas de padres sedentarios con las camadas de los mismos padres tras realizar ejercicio físico; segundo, se compararon las camadas de padres sedentarios con las camadas de otros padres ejercitados; finalmente, se comprobó que la transmisión intergeneracional tuvo lugar a través de la vía germinal mediante técnicas de la fertilización in vitro y trasferencia embrionaria. Tras la evaluación de la conducta, se comprobó que el ejercicio físico tuvo efectos positivos en el aprendizaje y la memoria de los padres ejercitados y su descendencia. El análisis de la fisiología mitocondrial en el hipocampo sugirió una reprogramación específica de la fisiología mitocondrial del hipocampo en la descendencia de padres corredores. Debido a su estrecha relación con el aprendizaje y la memoria, así como con el ejercicio, se analizó la Neurogénesis Hipocampal Adulta (NHA). Los resultados mostraron un aumento en la proliferación de células del giro dentado del hipocampo tanto en los padres ejercitados como en sus crías. Mediante el análisis de expresión diferencial del hipocampo adulto de padres ejercitados y sus crías, se pudo identificar genes significativamente diferencialmente expresados en el hipocampo. No obstante, no se hallaron genes comunes a ambas generaciones, lo que sugiere que detrás de un mismo fenotipo cognitivo se encuentran perfiles de cambio de expresión génica hipocampal diferentes. El análisis genómico funcional reveló que realizar ejercicio físico afecta a la expresión de genes asociados a la transmisión sináptica del hipocampo, mientras que, en la descendencia, altera genes asociados a la regulación de la transcripción de las células hipocampales. Además, este análisis mostró numerosos conjuntos de genes enriquecidos relacionados con la proliferación y ciclo celular, las mitocondrias, los factores de crecimiento, el metabolismo y los micro ARNs, tanto en padres ejercitados como en su descendencia. Por último, no se hallaron diferencias en la metilación del ADN del esperma de padres ejercitados. Estos resultados sugieren que hay otros mecanismos epigenéticos involucrados como la modificación de histonas o ARNs no codificantes. Dado que, en el análisis genómico funcional se encontraron numerosos conjuntos de genes enriquecidos relacionados con genes asociados a micro ARNs en el hipocampo, los micro ARNs podrían estar detrás de la transmisión intergeneracional.