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“Por qué el ejercicio físico es bueno
          para el cerebro”.
¿Qué tiene que ver el ejercicio físico con el
cerebro?

       “Mens sana in corpore sano”

  La especie humana ha evolucionado
  para llevar una vida física muy activa.

   Nuestros genes estan hechos para
        mantener una actividad
               física alta
Cerebro y ejercicio

Existen datos anecdóticos mas o menos
bien conocidos:

El ejercicio produce una clara sensación de bienestar


               Hay datos científicos muy sólidos:

               El ejercicio (incluso ejercicio moderado) produce claras mejoras
               en la capacidad intelectual. Esto se ha visto especialmente en
               personas mayores
Hay dos tejidos en el cuerpo que presentan
    una especial flexibilidad funcional




                     =
   Cerebro                     Musculatura
Si ejercitamos los músculos……….




   ¿Qué pasa con el cerebro?
Capacidad de aprender




    10 años
Tiempo
Envejecimiento
Funciones intelectuales




                          Normal



                                     Deterioro Cognitivo Ligero



                                                                  Demencia Senil




                                                        Tiempo
Acciones del ejercicio sobre el cerebro


- Formación de nuevas neuronas
- Mejora del metabolismo
- Mejora del riego sanguíneo
- Mantenimiento de las capacidades cognitivas
- Una gran protección frente a enfermedades
  degenerativas
-Terapéutico para enfermedades
  como la depresión o el Alzheimer
El gimnasio en el laboratorio
Los vasos sanguíneos en el
cerebro son muy abundantes
El cerebro forma nuevas neuronas
durante toda la vida: el ejercicio físico
es un estimulante muy potente de la
formación de nuevas neuronas




           Neuronas nuevas
Sano



                      Enfermo




Enfermo + Ejercicio
¿Qué sabemos de los mecanismos por los que
        el ejercicio es beneficioso?
El eje GH - IGF-I
Cerebro                           Hipófisis
                                                      Músculo


                           GH
                                                      IGF-I
   IGF-I


          Hígado
                                              Hueso
                                IGF-I

             IGF-I
            Torrente
            circulatorio
~10 IGFs
                                                                                    ~10 receptores
                       >40 IGFs                         7 IGFs
                       1 receptor (daf2)                1 receptor (dlnR)


          C. elegans                  D. melanogaster                       H. sapiens

Tipo principal: Neuronas, intestino             Neurona, cuerpo graso                    Hígado




     600 M años


  Ancestro común                                La familia de la
                                                insulina a lo largo de
                                                la evolución
El IGF-I es muy importante para
ue el cerebro crezca


  Mucho IGF-I


     Poco IGF-I
Anatomical localization of IGF-I receptors supports passage
           of blood-borne IGF-I into the brain

IGF-I Receptor
            Tight Junctions                                                          Endothelium




                                                                    IGF-I receptor




                                  Glial End-feet
                                                   IGF-I receptor



                              IGF-I Receptor
Systemic IGF-I accumulates
                               in the choroid plexus

                                     Saline   Dig-IGF-I

Saline          Dig-IGF-I                                    Inferior olive



                       IO           IO            IO




                 *
150                         IGF-I   DIGOXIGENIN        DIG- IGF-I

100
                                                        …..in the brain
50




      Saline   IGF-I   …..in the CSF
La actividad fisica es un potente modulador
              del eje GH-IGF-I


     Ejrcicio                   IGF-I

                                        IGF-I
                    GH
                            ?
        IGFBP-1
        IGF-I ?     IGF-I




                                    MecIGF-I
                                    IGF-I
Exercise increases IGF-I
         immunoreactivity
             in the brain

Str                RN
          Cx
                         Sedentary


                   RN
Str       Cx


                         Exercise

Str       Cx       RN


                         IGF-I
               i
El ejercicio estimula la entrada de
           IGF-I al cerebro


                IGF-I
                IGF-I
Si se impide la entrada de IGF-I
                                                                                     Ejercicio
al cerebro, se bloquea el efecto
del ejercicio                                                               B     24 h post-BrdU
                                                                          8000




                                                      Brdu+ Cells / mm3
                                                                                         *
                                                                          7000
                                                                          6000
                                                                          5000
                                                                          4000                 **
           c-Fos                                                          3000
                                                                          2000
                                                                          1000
                                   Neuronas hipocampales                    0
                                       (giro dentado)
                                         BrdU+ cells                        C    2 weeks post-BrdU
                                                                          8000




                                                      BrdU+ Cells / mm3
                                                                          7000
                                                                          6000            *
                                                                          5000

        Ejer cicio + NRS                                                  4000                  **
                                                                          3000                          ***
                                                                          2000
                                                                          1000
                                                                            0
                                                                                 Control
                                                                                 NRS + exercise
                                                                                 anti-IGF1 + exercise
                                                                                 anti-IGF1



   Ejercicio + Anti-IGF-I
Pcd (poco afectados)
                                        Pcd Ex
                                        Control
Tiempo en el rota-rod (seg)

                                        Pcd Ex +Anti-IGF-I
                              400
                                    *
                              300


                              200



                                    0   1      2    3          4
                                            Semanas
Factores que sabemos que regulan
          los niveles de IGF-I

La edad
                             Enfermedades
El ciclo sueño-vigilia
                             Estrés
Dieta
                             Nivel social
Hormonas

Actividad física

La genética
Cajal Group

IGF-I in the brain



                     Collaborators:
                     *Angel Nuñez
                     (Univ. Autonoma, Madrid)
                     •Alexandre Muller
                     •(Univ Porto Alegre, Brazil)
                     *Friedrich Metzger
                     (Roche, Basel)
                     *Hideaki Soya
                     Univ Tsukuba, Tsukuba)

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Ciencia con chocolate ita

  • 1. “Por qué el ejercicio físico es bueno para el cerebro”.
  • 2. ¿Qué tiene que ver el ejercicio físico con el cerebro? “Mens sana in corpore sano” La especie humana ha evolucionado para llevar una vida física muy activa. Nuestros genes estan hechos para mantener una actividad física alta
  • 3.
  • 4. Cerebro y ejercicio Existen datos anecdóticos mas o menos bien conocidos: El ejercicio produce una clara sensación de bienestar Hay datos científicos muy sólidos: El ejercicio (incluso ejercicio moderado) produce claras mejoras en la capacidad intelectual. Esto se ha visto especialmente en personas mayores
  • 5. Hay dos tejidos en el cuerpo que presentan una especial flexibilidad funcional = Cerebro Musculatura
  • 6. Si ejercitamos los músculos………. ¿Qué pasa con el cerebro?
  • 7. Capacidad de aprender 10 años Tiempo
  • 8. Envejecimiento Funciones intelectuales Normal Deterioro Cognitivo Ligero Demencia Senil Tiempo
  • 9. Acciones del ejercicio sobre el cerebro - Formación de nuevas neuronas - Mejora del metabolismo - Mejora del riego sanguíneo - Mantenimiento de las capacidades cognitivas - Una gran protección frente a enfermedades degenerativas -Terapéutico para enfermedades como la depresión o el Alzheimer
  • 10. El gimnasio en el laboratorio
  • 11. Los vasos sanguíneos en el cerebro son muy abundantes
  • 12. El cerebro forma nuevas neuronas durante toda la vida: el ejercicio físico es un estimulante muy potente de la formación de nuevas neuronas Neuronas nuevas
  • 13. Sano Enfermo Enfermo + Ejercicio
  • 14. ¿Qué sabemos de los mecanismos por los que el ejercicio es beneficioso?
  • 15. El eje GH - IGF-I Cerebro Hipófisis Músculo GH IGF-I IGF-I Hígado Hueso IGF-I IGF-I Torrente circulatorio
  • 16. ~10 IGFs ~10 receptores >40 IGFs 7 IGFs 1 receptor (daf2) 1 receptor (dlnR) C. elegans D. melanogaster H. sapiens Tipo principal: Neuronas, intestino Neurona, cuerpo graso Hígado 600 M años Ancestro común La familia de la insulina a lo largo de la evolución
  • 17. El IGF-I es muy importante para ue el cerebro crezca Mucho IGF-I Poco IGF-I
  • 18. Anatomical localization of IGF-I receptors supports passage of blood-borne IGF-I into the brain IGF-I Receptor Tight Junctions Endothelium IGF-I receptor Glial End-feet IGF-I receptor IGF-I Receptor
  • 19. Systemic IGF-I accumulates in the choroid plexus Saline Dig-IGF-I Saline Dig-IGF-I Inferior olive IO IO IO * 150 IGF-I DIGOXIGENIN DIG- IGF-I 100 …..in the brain 50 Saline IGF-I …..in the CSF
  • 20. La actividad fisica es un potente modulador del eje GH-IGF-I Ejrcicio IGF-I IGF-I GH ? IGFBP-1 IGF-I ? IGF-I MecIGF-I IGF-I
  • 21. Exercise increases IGF-I immunoreactivity in the brain Str RN Cx Sedentary RN Str Cx Exercise Str Cx RN IGF-I i
  • 22. El ejercicio estimula la entrada de IGF-I al cerebro IGF-I IGF-I
  • 23. Si se impide la entrada de IGF-I Ejercicio al cerebro, se bloquea el efecto del ejercicio B 24 h post-BrdU 8000 Brdu+ Cells / mm3 * 7000 6000 5000 4000 ** c-Fos 3000 2000 1000 Neuronas hipocampales 0 (giro dentado) BrdU+ cells C 2 weeks post-BrdU 8000 BrdU+ Cells / mm3 7000 6000 * 5000 Ejer cicio + NRS 4000 ** 3000 *** 2000 1000 0 Control NRS + exercise anti-IGF1 + exercise anti-IGF1 Ejercicio + Anti-IGF-I
  • 24. Pcd (poco afectados) Pcd Ex Control Tiempo en el rota-rod (seg) Pcd Ex +Anti-IGF-I 400 * 300 200 0 1 2 3 4 Semanas
  • 25. Factores que sabemos que regulan los niveles de IGF-I La edad Enfermedades El ciclo sueño-vigilia Estrés Dieta Nivel social Hormonas Actividad física La genética
  • 26. Cajal Group IGF-I in the brain Collaborators: *Angel Nuñez (Univ. Autonoma, Madrid) •Alexandre Muller •(Univ Porto Alegre, Brazil) *Friedrich Metzger (Roche, Basel) *Hideaki Soya Univ Tsukuba, Tsukuba)