¿Podría su estado físico aumentar la capacidad cerebral de sus hijos?
Los padres pueden transmitir la capacidad de aprendizaje mejorada que proviene de la actividad física y mental a través de cambios moleculares en su esperma, según una nueva investigación de Alemania.
En un artículo publicado en la revista Informes de celda, investigadores del Centro Alemán de Enfermedades Neurodegenerativas (DZNE) y del Centro Médico Universitario de Göttingen, también en Alemania, explican cómo llegaron a esta conclusión tras estudiar ratones.
Descubrieron que la exposición a un entorno estimulante con mucho ejercicio no solo aumentaba la capacidad de aprendizaje en ratones machos adultos, sino que también su descendencia heredaba este beneficio.
Otras pruebas revelaron que el efecto se transmitía a través de cambios en las moléculas de ARN en el esperma de los padres.
Los investigadores identificaron dos moléculas de microARN específicas, llamadas miARN212 y miARN132, como las principales responsables. Los microARN son un grupo de moléculas que controlan la actividad de los genes sin cambiar el ADN subyacente.
El nuevo estudio proporciona más evidencia de un proceso "epigenético" de herencia en el que las habilidades se pueden transmitir a la siguiente generación sin involucrar al ADN.
Herencia epigenética
En su artículo, el autor principal del estudio, André Fischer, profesor del Departamento de Psiquiatría y Psicoterapia de la DZNE, y sus colegas recapitulan la evidencia reciente de los “mecanismos no genéticos” de la herencia.
Los mecanismos se refieren al campo emergente de la epigenética, en el que los científicos están recopilando cada vez más evidencia de cómo los factores ambientales, como el estilo de vida y la dieta, de una generación afectan el desarrollo biológico, la salud y la enfermedad de la próxima generación.
Los mecanismos epigenéticos alteran la expresión génica sin alterar el ADN. Influyen en la actividad celular activando y desactivando genes y cambiando los patrones de producción de proteínas, por ejemplo.
Estudios recientes sugieren que los cambios epigenéticos pueden transmitirse a través de los espermatozoides. La investigación que se presentó recientemente en una conferencia, por ejemplo, mostró que la exposición a una vida de estrés leve puede alterar el esperma en ratones machos de tal manera que da forma al desarrollo cerebral de su descendencia.
Ejercicio y "plasticidad sináptica"
El profesor Fischer y sus colegas señalan que se sabe que el ejercicio físico combinado con el entrenamiento cognitivo, al que se refieren como "enriquecimiento ambiental", reduce el riesgo de diversas enfermedades, incluidas las que afectan al cerebro.
En particular, los estudios en ratas y humanos han demostrado que el enriquecimiento ambiental puede impulsar la "plasticidad sináptica", que determina qué tan bien se comunican las células cerebrales y también se reconoce como la base biológica del aprendizaje.
Sin embargo, aunque los estudios también han revelado que criar ratones en entornos enriquecidos puede conducir a una mayor plasticidad sináptica en su descendencia, no está claro si esto también es cierto si la exposición solo ocurre en la edad adulta.
Además, el mecanismo a través del cual se hereda el aumento de la plasticidad sináptica es poco conocido, señalan los autores.
Para su estudio, los científicos tomaron dos grupos de ratones machos. Permitieron que un grupo experimentara un enriquecimiento ambiental, que incluía mucho ejercicio, durante 10 semanas, mientras que el otro grupo permanecía en "jaulas caseras".
Descubrieron que en comparación con los ratones enjaulados (los controles), los ratones que habían experimentado un enriquecimiento ambiental mostraron un "aumento significativo" en la actividad sináptica en el hipocampo, que es un área del cerebro que es importante para el aprendizaje.
El beneficio se transmite a través del ARN de los espermatozoides.
En la siguiente fase del estudio, los investigadores tomaron otros dos grupos de ratones machos adultos y los sometieron al mismo régimen, excepto que después de 10 semanas, los aparearon con hembras enjauladas en casa.
Los resultados del equipo revelaron que la descendencia de los ratones machos que habían experimentado un enriquecimiento ambiental en la edad adulta también había aumentado la actividad sináptica del hipocampo, en comparación con la descendencia de los controles machos.
Los autores señalan que dado que las madres nunca habían experimentado un enriquecimiento ambiental, el beneficio debe haberse transmitido a través de los padres.
En experimentos posteriores, extrajeron ARN del esperma de los padres y lo inyectaron en óvulos de ratón fertilizados.
Se descubrió que la descendencia de óvulos con ARN de esperma de ratones que habían estado expuestos a enriquecimiento ambiental durante la edad adulta tenía una “plasticidad sináptica mejorada y capacidad de aprendizaje” en comparación con la descendencia de óvulos con ARN de esperma de ratones de control.
Los investigadores concluyeron que el enriquecimiento ambiental, o ser más activo física y mentalmente, en la edad adulta puede aumentar la capacidad cognitiva en la descendencia, y que esto se transmite a través del ARN de los espermatozoides.
Usando inyecciones más precisas de ARN, el equipo buscó identificar las moléculas de ARN exactas responsables de la herencia epigenética de la capacidad de aprendizaje mejorada. Descubrieron que miRNA212 y miRNA132 representaban la mayor parte.
"Por primera vez, nuestro trabajo vincula específicamente un fenómeno epigenético con ciertos microARN".
Prof. André Fischer
