El objetivo del presente estudio es realizar una revisión sistemática para conocer el efecto del ejercicio físico sobre el sistema serotoninérgico y la conducta en animales.

En esta revisión bibliográfica se realizó una búsqueda de la literatura científica en marzo de 2017, centrándose en el efecto del ejercicio físico sobre el sistema serotoninérgico y su traducción sobre la conducta en roedores. Para su realización, se lanzó la búsqueda en las siguientes bases de datos y buscadores: Pubmed, Medline, Cinahl, Sport Discus, Scopus, Web of Science, Cochrane library y Plos One.

Las búsquedas se realizaron con los términos: “Serotonin”, “Anxiety”, “Exercise” y los descriptores Mesh: “Serotonin”, “Anxiety disorders” y “Exercise” utilizando el operador boleano AND.

También se emplearon las ecuaciones: ((“Serotonin”[Mesh]) AND “Anxiety Disorders”[Mesh]) AND “Exercise”[Mesh] en Pubmed y “Serotonergic system” AND “Anxiety” AND “Exercise” en Medline, Cinahl y Sport Discus sin la obtención de artículos acordes al estudio.

Tras el lanzamiento de la búsqueda, se establecieron los siguientes criterios: se incluyeron ensayos y estudios de investigación publicados desde enero de 2012 a febrero de 2017, con el fin de recabar la literatura más actual ya que en ciencias de la salud se aconseja que los estudios utilizados no tengan más de 5 años de antigüedad. Asimismo, se excluyeron aquellos cuya muestra fuese humanos, los estudios duplicados y los que no se ajustaban al tema de estudio. Finalmente se obtuvieron un total de 12 artículos válidos para esta revisión, tal como se muestra en la Figura 1.

Figura 1.

PRISMA 2009 Flow Diagram.

(0,31MB).

Para evaluar la calidad y validez metodológica de las investigaciones fueron sometidas a la escala JADAD (véase Tabla 1), La escala JADAD evalúa los ensayos clínicos; es sencilla, fácil y rápida con preguntas sobre la aleatorización, el enmascaramiento de los pacientes y del investigador al tratamiento y la descripción de las pérdidas de seguimiento. La puntuación oscila de 0 a 5 puntos, considerándose de baja calidad aquellos estudios que obtienen una puntuación inferior a 3 puntos (Clark et al., 1999).

Los 12 artículos que se obtuvieron en esta revisión estudian los efectos del ejercicio en roedores. Para inducir estrés en la muestra se utilizaron descargas eléctricas, la exposición a un elemento agresor, el cambio de entorno o la manipulación sustancias bloqueantes de determinados receptores. Tras la exposición a estas fuentes de estrés, los animales realizaron ejercicio físico y posteriormente se estudiaron los cambios a nivel conductual y a nivel cerebral en función de los diferentes receptores.

La información más relevante de cada investigación se ha expuesto en la Tabla 2, en ella se muestra el tipo de ejercicio físico realizado, los resultados de cada estudio en cuanto a los cambios en las concentraciones de 5-HT y conductuales, además de las conclusiones de los diferentes autores.

En primer lugar centrándose en la calidad de los trabajos de esta revisión se observa que todos los estudios son estudios controlados aleatorizados, excepto cuatro que son ensayos clínicos controlados no aleatorizados (Christianson, Drugan, Flyer, Watkins y Maier, 2013; Fuss et al., 2013; Lee et al., 2016; Shim et al., 2014). De los 12 artículos analizados, sólo el de Rogers et al. (2016) no tiene grupo control (GC), y otros como en el de Fuss et al. (2013) y Shim et al. (2014), los roedores controles reciben tratamiento placebo, por lo que deduce que existe validez interna y los resultados pueden ser extrapolables. En la evaluación de la calidad metodológica, solamente un artículo obtuvo la puntuación de 4 (8,33%) (Rogers et al. 2016), dos obtuvieron 3 puntos (16,67%) (Greenwood et al., 2012; Otsuka et al., 2016), dos con 2 puntos (16,67%) (Christianson et al., 2013; Clark et al., 2015), cuatro con 1 punto (33,33%) (Loughridge, Greenwood, Day, McQueen y Fleshner, 2013; Otsuka, Shiuchi, Chikahisa, Shimizu y Séi, 2015; Park, Lee, Cho, Park y Kim, 2017; Seo et al., 2013) y tres con 0 puntos (25%) (Fuss et al., 2013; Lee et al., 2016; Shim et al., 2014). En función de esto, sólo el 25% de los estudios obtendrían una buena calidad metodológica. El tamaño muestral es muy variable, siendo en el 58,3% superior a 40 (Christianson et al., 2013; Clark et al., 2015; Fuss et al., 2013; Greenwood et al., 2012; Loughridge et al., 2013; Park et al., 2017; Shim et al., 2014), el trabajo de Greenwood et al. (2012) el mayor con 165 ratones, lo que favorece su validez externa.

Con respecto al ejercicio realizado en los diferentes artículos analizados, la modalidad utilizada fue correr en rueda en todos ellos, excepto en el trabajo de Christianson et al. (2013) en el cual el método escogido fue la natación.

Atendiendo al tiempo de realización existe una gran heterogeneidad, desde una sola sesión como en los estudios de Otsuka et al. (2016) y Christianson et al. (2013) hasta 12 semanas con sesiones diarias en el caso de Park et al. (2017). Pese a la diversidad temporal, no aparecieron diferencias en los resultados debidas a este aspecto, ya que se obtienen diferencias incluso con una sola sesión. En función de la duración de las sesiones se pueden dividir los estudios en dos grupos; aquellos que dejan correr a los roedores de manera voluntaria (Clark et al., 2015; Fuss et al., 2013; Greenwood et al., 2012; Loughridge et al., 2013; Otsuka et al., 2015; Rogers et al., 2016), y aquellos en donde corren durante 30 minutos (Lee et al., 2016; Otsuka et al., 2016; Seo et al., 2013). Como excepción los trabajos de Park et al. (2017) que no establecen un tiempo fijo, sino que lo incrementan progresivamente desde los 30 a los 50 minutos; Christianson et al. (2013) utilizan tiempos de 5, 10 y 15 minutos y Shim et al. (2014) de 5 minutos. No se encontró relación directa entre la duración de la sesión y los resultados para la ansiedad.

La intensidad del ejercicio también es diversa en los estudios no pudiéndose valorar en la mayoría de ellos debido a la realización voluntaria del mismo. En cambio, en la investigación de Shim et al. (2014), Seo et al. (2013) y Lee et al. (2016) emplearon una intensidad de carrera media-baja, que se correlacionaría con ejercicio de carácter aeróbico. En el trabajo de Otsuka et al. (2016) se centra en el efecto de la intensidad del ejercicio sobre la ansiedad, las ratas corrieron a una intensidad baja o alta y solamente el ejercicio de baja intensidad mejoró la conducta ansiosa. Esto concuerda con el trabajo de Mello-Portugal et al. (2013) en el cual menciona que la intensidad óptima para producir cambios beneficiosos en estos trastornos es aquella que esté cerca del umbral ventilatorio y podría ser que las intensidades mayores sean percibidas como amenazantes, por lo tanto, ansiogénicas. En esta misma línea Barbosa y Lima (2016) concluyeron que el ejercicio físico a intensidad 5% mostró efectos ansiolíticos, mientras que a intensidad 50% ansiogénico.

Siguiendo en la línea de condicionantes del efecto ansiolítico del ejercicio, Park et al. (2017) observaron que las ratas obesas presentaron un grado de ansiedad superior que los controles. Dividiendo las grasas en saturadas e insaturadas, Nemeth, Millesi, Wagner y Wallner, (2014), descubrieron que la dieta alta en ácidos grasos insaturados es ansiogénica en un estudio con muestra animal aunque se trataba de cerdos. Christianson et al. (2013) es el único que escoge la natación como ejercicio en función de las condiciones ambientales, no consiguiendo reducciones de la ansiedad en bajas temperaturas, pero sí en altas temperaturas, por lo que se podría deducir que este ejercicio es ansiolítico, pero en temperaturas medias-cálidas. Por otro lado, solamente en el artículo de Lapmanee, Charoenphandhu, Krishnamra y Charoenphandhu (2012), comparan la efectividad del ejercicio con el tratamiento farmacológico en ratas y descubrieron que el ejercicio obtuvo mejores resultados que el diazepam y la fluoxetina en la conducta ansiosa. Por tanto, podría ser una herramienta complementaria al tratamiento farmacológico.

En relación a la medición de los síntomas de ansiedad, el test más utilizado fue el de laberinto elevado (Lee et al., 2016; Otsuka et al., 2016; Park et al., 2017; Rogers et al., 2016; Seo et al., 2013) por ser el más eficaz para ello. El test de suspensión en cola fue realizado en menor medida (Otsuka et al., 2015; Park et al., 2017; Shim et al., 2014), por no ser tan específico como el anterior.

El primero demostró una conducta menos ansiosa después del ejercicio, con una mayor estancia en los brazos descubiertos en todos los experimentos excepto en el de Rogers et al. (2016) esta diferencia podría estar provocada por el bloqueo del receptor 5HT1A postsináptico de la muestra, lo cual podría explicar la inefectividad a nivel conductual. En el mismo test Lee et al. (2016), observaron que la descendencia del G estrés + EF no presentó una conducta menos ansiosa; deduciéndose que los posibles cambios en la expresión genética de los marcadores no fueron transmitidos a su descendencia.

Adentrándose en la fisiopatología, se analizan distintos marcadores: 5-HT (Clark et al., 2015; Otsuka et al., 2015; Otsuka et al., 2016), receptor 5-HT1A (Fuss et al., 2013; Lee et al., 2016; Rogers et al., 2016), 5-HT2c (Christianson et al., 2013; Greenwood et al., 2012), triptófano (Loughridge et al., 2013; Shim et al., 2014) y Park et al. (2017) y Seo et al. (2013), que miden varios en el mismo estudio. Centrando la atención en 5-HT, existen diferentes premisas: Clark et al. (2015) y Seo et al. (2013) afirman que el ejercicio redujo los niveles de 5-HT en el cuerpo estriado y NRD respectivamente, por lo que tendría un efecto ansiogénico. Sin embargo, Otsuka et al. (2016) y Otsuka et al. (2015) obtuvieron que el ejercicio aumentó dichos niveles en las mismas estructuras anatómicas, por lo que su efecto sería ansiolítico. Estas discrepancias podrían justificarse por la provocación de estrés postraumático al que sometieron a la muestra los primeros autores, lo que provocaría una hipersensibilización de las neuronas serotoninérgicas y en consecuencia, un aumento brusco en los niveles 5-HT de manera compensatoria, tal como ha demostrado Graeff el estrés aumenta la síntesis y liberación de 5-HT. El problema aparece cuando los receptores no consiguen asimilar esas altas cantidades 5-HT, ya que quedaría libre en la hendidura sináptica (Christianson et al., 2013; Clark et al., 2015; Greenwood, Foley, Burhans, Maier y Fleshner, 2005; Seo et al., 2013).

Coppen afirmó que el aumento de serotonina en la hendidura sináptica conlleva una conducta antidepresiva (Olivier, 2015), pero parece que este incremento en el NRD no siempre es ansiolítico, de manera que en la parte medial tendría un efecto ansiogénico y en la parte lateral ansiolítico (Hale et al., 2008; Lowry et al., 2008). También, habría que tener en cuenta las múltiples conexiones del NRD con otras estructuras anatómicas como el hipocampo, cuerpo estriado y amígdala, conocidas a su vez por estar involucradas en la conducta y estados de ánimo (Curran y Chalasani, 2012b; Zangrossi y Graeff, 2014). Las zonas del SNC seleccionadas para la medición de los marcadores fueron principalmente el NRD (Loughridge et al., 2013; Otsuka et al., 2016; Park et al., 2017; Seo et al., 2013) y el hipocampo (Fuss et al., 2013; Lee et al., 2016; Otsuka et al., 2015; Rogers et al., 2016). Curran y Chalasani, (2012) y Zangrossi y Graeff, (2014), argumentaron este hecho porque la mayor parte de la inervación serotoninérgica dirigida hacia el prosencéfalo se origina en el NRD y, en menor medida, en el NRM. Correlacionando los marcadores y las zonas mencionadas se encuentra que los autores que exploraron el hipocampo midieron el receptor 5-HT1A postsináptico, y, los que exploraron el NRD, midieron los niveles de 5-HT o sus precursores y metabolitos. Esto es debido a que el hipocampo es una zona rica en este tipo de receptor (Fuss et al., 2013) y en el NRD se encuentra la gran mayoría de neuronas productoras de 5-HT (Curran y Chalasani, 2012b; Zangrossi y Graeff, 2014).

Fuss et al. (2013), Rogers et al. (2016) y Lee et al. (2016) analizaron el receptor postsináptico 5-HT1A. Todos concluyeron en la necesidad de un buen funcionamiento del mismo en las distintas partes del SNC para no padecer ansiedad. El ejercicio aumentó sus niveles, mejorando su dinámica en los trabajos de Rogers et al. (2016) y Lee et al. (2016) Sin embargo, Fuss et al. (2013) tuvo un efecto contrario disminuyendo el nivel de este receptor en el hipocampo ventral. Esto se pudo deber a que los sujetos corrieron de manera voluntaria, sin testar la intensidad, pues tal como refiere Otsuka et al. (2016) el ejercicio de alta intensidad no obtiene beneficios fisiológicos o conductuales en la ansiedad. Además, la calidad metodológica de este estudio es muy baja. Dos artículos, Greenwood et al. (2012) y Christianson et al. (2013), indagaron sobre los efectos del recetor 5-HT2c. Ambos concluyen que este receptor incrementa la ansiedad provocando crisis de pánico en los sujetos. En el trabajo de Greenwood et al. (2012) el ejercicio aumentó la resistencia a un agonista del receptor, de modo que necesitaron dosis más altas para provocar pánico y el segundo demostró que inyectando en antagonista del 5-HT2c bloqueó el efecto ansiogénico de nadar en agua fría.

Conforme a los resultados obtenidos se concluye que el ejercicio físico en modelos animales ejerce cambios a nivel conductual y cerebral.

Con respecto al efecto del ejercicio sobre el neurotransmisor 5-HT no existe unanimidad en los resultados obtenidos en esta revisión, aunque se deduce que su efecto podría depender de la zona, es decir, sería ansiogénico en la parte medial y ansiolítico en la parte lateral del núcleo rafe dorsal. El ejercicio aumenta los niveles de 5HT1a postsináptico, que provocaría un efecto ansiolítico y finalmente parece aumentar la resistencia a la acción ansiogénica del 5HT2c

Tras la revisión se evidencia el efecto positivo del ejercicio, si lo extrapolamos a humanos existen metaanálisis que avalan el beneficio del ejercicio físico en la ansiedad y depresión (Rethorst y Trivedi, 2013; Wipfli, Rethorst y Landers, 2008). Lo que prueba que puede ser una alternativa coadyuvante para el tratamiento de estos trastornos psicológicos con reducidos costes y sin efectos colaterales (Lapmanee, Charoenphandhu, Krishnamra y Charoenphandhu, 2012; Nevels et al., 2016). Parece que el ejercicio podría conseguir niveles óptimos de serotonina asegurando un correcto metabolismo de ésta, aunque no queda claro su mecanismo cabría la posibilidad de su inclusión en el abanico de herramientas para el tratamiento de este tipo de desórdenes.

Como limitaciones de este trabajo destacan la baja calidad metodológica de algunos de los estudios. Además el sistema serotoninérgico destaca por su complejidad, y tal y como se ha hecho referencia anteriormente, se han descrito 14 receptores de 5-HT. Sin embargo, en los estudios examinados tan solo se estudian tres de ellos, lo que ya por sí mismo podría ser una limitación para comprender el funcionamiento de este sistema. Esto muestra que, a pesar de los numerosos avances y descubrimientos científicos, son necesarios más estudios para comprender exactamente su fisiología y funcionamiento y, de este modo, mejorar el tratamiento de estos trastornos.

Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.