Activar los músculos abdominales puede modificar el movimiento cerebral y la circulación de fluidos, según un estudio

Un estudio de la Universidad Estatal de Pensilvania concluyó que la activación de los músculos abdominales puede modificar en fracciones de segundo el flujo sanguíneo cerebral. La investigación, realizada con ratones, identificó que movimientos comunes alteran la presión de vasos conectados al cerebro y desencadenan una respuesta rápida en sus venas.

El trabajo fue publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences. Sus autores plantean que el cerebro, pese a estar protegido por el cráneo, recibe de manera constante el efecto de fuerzas mecánicas que se originan en otras zonas del cuerpo. El hallazgo amplía el conocimiento sobre los mecanismos que regulan la circulación sanguínea dentro de la cabeza.

El equipo observó que, cuando los músculos del abdomen se contraen, aumenta la presión en vasos sanguíneos que se comunican con el cerebro a través de la columna vertebral.

Esa modificación coincide con una constricción en grandes venas cerebrales y con un incremento momentáneo de la cantidad de sangre que circula por el cerebro.

Los científicos estudiaron en particular el seno sagital superior, una vena de gran tamaño situada en la parte superior del cerebro, y las venas puente que desembocan en él. Ambas estructuras se encuentran en la duramadre, la membrana que protege el sistema nervioso central dentro del cráneo.

La respuesta venosa se produjo en aproximadamente una décima de segundo, una velocidad superior a la que suele registrarse en las arterias. Estas últimas pueden tardar uno o varios segundos en contraerse o relajarse para cambiar el volumen de sangre que permiten pasar.

Los científicos observaron una respuesta rápida de las venas cerebrales

La regulación del flujo sanguíneo cerebral suele explicarse a partir del papel de las arterias y los capilares. Las arterias transportan sangre oxigenada desde los pulmones, mientras que los capilares permiten el intercambio de oxígeno, nutrientes y productos de desecho con las células. Las venas devuelven la sangre hacia los pulmones para completar el ciclo.

Como las arterias y los capilares tienen una capa muscular más desarrollada, los estudios los han considerado los principales reguladores del suministro de sangre. Si una zona cerebral aumenta su actividad, las señales químicas locales pueden hacer que esos vasos se relajen y permitan una mayor entrada de sangre.

Los resultados obtenidos por el grupo de Penn State apuntan a una función más activa de las venas en ese proceso. “Las venas no son simples conductos pasivos”, afirmó Qingguang Zhang, primer autor del estudio y profesor asistente de fisiología en la Universidad Estatal de Michigan. “Lo que le sucede a la sangre al salir del cerebro puede ser igual de dinámico y fisiológicamente importante”.

La rapidez de la reacción fue uno de los aspectos que llamó la atención de los investigadores. El patrón apareció de forma reiterada cuando los animales activaban la musculatura abdominal durante sus movimientos normales, lo que permitió asociar ambos fenómenos.

El cerebro recibe el efecto mecánico de acciones cotidianas

Caminar, correr, respirar con esfuerzo, reír o toser producen cambios transitorios en la presión del cuerpo. El estudio propone que esas variaciones no quedan limitadas al tórax o al abdomen, sino que alcanzan también a los vasos que conectan esas regiones con el cráneo.

“El cerebro puede estar protegido dentro del cráneo, pero no está aislado de las fuerzas mecánicas generadas por el resto del cuerpo”, señaló Zhang. La observación sugiere que la circulación cerebral responde tanto a la actividad de las propias neuronas como a señales físicas que se generan fuera de la cabeza.

El equipo ya había informado en una investigación anterior que las contracciones abdominales pueden producir cambios de presión capaces de mover suavemente el cerebro. Ese mecanismo favorece el desplazamiento del líquido cefalorraquídeo, que rodea al órgano y cumple funciones de protección y transporte. El nuevo trabajo vincula aquella dinámica con cambios directos en la circulación de la sangre.

Patrick Drew, profesor de biología, ingeniería, mecánica, neurocirugía e ingeniería biomédica en la Universidad Estatal de Pensilvania, comparó la necesidad de regular el flujo sanguíneo con una red de agua urbana. Cada órgano requiere una cantidad distinta de sangre según su nivel de actividad, por lo que el sistema debe ajustar su distribución de forma continua.

Las venas examinadas se ubican en la duramadre, una capa que posee receptores vinculados con la percepción del dolor. El tejido cerebral no cuenta con esos receptores, pero las membranas y vasos que lo rodean intervienen en los mecanismos relacionados con cefaleas y migrañas.

Los autores consideran que la relación entre actividad muscular, presión vascular y circulación podría aportar elementos para entender por qué ciertos dolores de cabeza se agravan cuando una persona se mueve, hace ejercicio o tose. El trabajo no establece una causa directa de las migrañas, pero señala un mecanismo fisiológico que podrá ser analizado en estudios posteriores.

Drew indicó que comprender cómo se controla el flujo en el cerebro puede facilitar la identificación de alteraciones en el futuro. El objetivo del grupo es describir los procesos básicos que intervienen en la circulación cerebral antes de evaluar posibles aplicaciones clínicas.

La investigación se llevó a cabo con ratones, por lo que sus conclusiones no pueden trasladarse de forma automática a los seres humanos. Sin embargo, los autores sostienen que las estructuras fisiológicas que participaron en el experimento son similares en ambas especies y plantean que la relación entre contracción abdominal y circulación cerebral podría ser comparable.

Las próximas investigaciones deberán comprobar si las venas humanas responden con la misma velocidad a los cambios de presión que acompañan al movimiento. También será necesario determinar la magnitud de esas variaciones durante actividades físicas de distinta intensidad y su relación con trastornos neurológicos o vasculares.