Una hormona del hueso se
une a las neuronas para disminuir
la ansiedad y la depresión y potenciar el aprendizaje y la memoria
la ansiedad y la depresión y potenciar el aprendizaje y la memoria
El hueso es un tejido vivo que constantemente se renueva. En la remodelación intervienen dos tipos de células: los osteoclastos se deshacen del hueso viejo y los osteoblastos lo reemplazan con nuevo tejido. Muchos factores pueden afectar este proceso continuo de remodelación y hacer que los huesos sean menos densos y más frágiles; entre ellos, la edad avanzada, la falta de exposición solar (fundamental para la producción de vitamina D, que ayuda a fijar el calcio), dieta baja en calcio o alta en sodio, (que incrementa la pérdida de calcio del cuerpo a través de la orina), el tabaco o la falta de ejercicio.
Esta misma hormona es
decisiva para el desarrollo del cerebro durante la gestación y posteriormente
de algunas de sus importantes funciones, como la memoria y el aprendizaje.
Antes de que el embrión
pueda sintetizarla, la osteocalcina materna atraviesa la placenta y evita la
muerte neuronal en el feto.
Después del nacimiento,
la osteocalcina, producida ahora por el esqueleto del neonato, sigue siendo
decisiva. Capaz de atravesar la barrera hematoencefálica que aísla al cerebro,
se une a las neuronas del tronco cerebral, el mesencéfalo y el hipocampo y
produce cambios en la química cerebral, regulando la producción de
neurotransmisores, lo que a su vez influye en los niveles de ansiedad y
depresión, así como en la memoria y el aprendizaje.
El estudio buscaba en un
primer momento una relación entre las hormonas generadas en los tejidos óseos y
las producidas en los ovarios (estrógenos). Para asombro de los investigadores,
sus experimentos con ratones transgénicos no arrojaron resultados en el caso de
las hembras, como pretendían en un primer momento, pero sí en el de los machos.
Los
ratones cuyas mutaciones les hacían tener más osteocalcina tenían más
descendencia – y las crías eran de un tamaño ligeramente mayor – tras aparearse
con hembras normales. Por el contrario, aquellos machos que tenían inhibida
genéticamente la producción de la hormona acusaban más dificultades para
fecundar a las hembras.
Descubrieron que los
huesos controlan la reproducción, pero sólo en machos. En mujeres, la relación
que se conoce es la contraria, el estrógeno afecta al hueso.
En un estudio anterior
(2010), el equipo de Gerard Karsenty había demostrado que el cerebro es un
potente inhibidor de la acumulación de masa ósea. Se planteó la pregunta de si
el hueso enviaba también señales al cerebro para limitar esta influencia
negativa. Y si esto era así, ¿qué señales usa y cómo funcionan? Una rara
enfermedad ósea, denominada displasia cleidocraneal, hacía esta duda razonable.
Esta patología que afecta a la clavícula y los huesos del cráneo a menudo se
acompaña de déficits cognitivos y está relacionada con una mutación en un gen
regulador de la osteocalcina.
Durante el embarazo la osteocalcina de la madre atraviesa la placenta y promueve la formación del hipocampo
y el desarrollo de la memoria y el aprendizaje espacial en el embrión. Después del nacimiento (derecha) la hormona
actúa sobre el cerebro y produce cambios en el nivel de neurotransmisores, lo que ayuda a prevenir la ansiedad y la depresión.
y el desarrollo de la memoria y el aprendizaje espacial en el embrión. Después del nacimiento (derecha) la hormona
actúa sobre el cerebro y produce cambios en el nivel de neurotransmisores, lo que ayuda a prevenir la ansiedad y la depresión.
La mayor parte de esta hormona se incorpora al hueso, pero pequeñas cantidades se liberan a la sangre y pueden actuar sobre otros órganos, como el páncreas, incrementando la concentración de insulina.
Para determinar si
actuaba también en el cerebro, Karsenty y su equipo trabajaron con ratones
genéticamente diseñados para no producir esa hormona. Así demostraron que la
osteocalcina atraviesa la barrera hematoencefálica y se une a las neuronas del
tronco del cerebro, el mesencéfalo y el hipocampo. Además vieron que promueve
el nacimiento de nuevas neuronas y aumenta la síntesis de varios
neurotransmisores, incluyendo la serotonina, dopamina y otras catecolaminas.
También vieron que los ratones sin ostecocalcina tenían un hipocampo
anormalmente pequeño.
Pudieron comprobar
también cómo la acción de esta hormona ósea sobre los neurotransmisores del
cerebro se reflejaba en la conducta de los roedores. Los ratones que carecían
de osteocalcina tenían mayores niveles de ansiedad y depresión que los ratones
normales. Además tenían problemas de aprendizaje y memoria.
Esos cambios, apuntan los
investigadores, recuerdan a los que se producen durante el envejecimiento y
podrían deberse a la disminución de la osteocalcina con la edad. Un nuevo
enfoque que podría aportar nuevas pistas para contrarrestar los efectos
negativos del envejecimiento sobre la capacidad cognitiva, como la pérdida de
memoria.
La
osteocalcina actúa antes del nacimiento
El esqueleto materno influye en la formación del hipocampo, la sede de la memoria y el aprendizaje |
Para llegar a esta
conclusión, los investigadores modificaron genéticamente a los ratones para
impedir la acción de la calcitonina después del nacimiento. Como era de
esperar, los ratones se mostraban ansiosos y deprimidos, pero en este caso su
hipocampo era normal, lo que significaba que la hormona tenía un papel decisivo
antes del nacimiento. Para que no quedara duda alguna, inyectaron osteocalcina
en ratas manipuladas que carecían de esta hormona, lo que permitió que el
tamaño del hipocampo de las crías fuera el adecuado.
Este hallazgo llevado a
cabo en ratones explicaría por qué las madres con problemas de nutrición tienen
con mayor frecuencia bebés con trastornos metabólicos y psiquiátricos. La
desnutrición disminuye la actividad de las células óseas; como resultado, las
madres desnutridas tienen baja masa ósea, que afecta la producción de
osteocalcina. Esto tiene relevancia clínica incluso hoy en día, en los países
en desarrollo, donde la malnutrición materna es todavía común.
Hay una relación estrecha
entre movimiento, cerebro, músculo, huesos y neurotransmisores
Ver :
La dieta de los padres influye en la salud de los futuros hijos
La oxitocina procede el cerebro del neonato
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Desarrollo cerebral del feto
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