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La energía cerebral: clave para entender los trastornos mentales

La incapacidad de generar la energía que las células del cerebro necesitan es la causa de múltiples enfermedades mentales, como la depresión
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gustavo diex
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Cada segundo de cada día, cada una de sus 37 billones de células trabaja duro para mantenernos vivos. Todo este trabajo requiere energía. Nuestro metabolismo establece nuestras necesidades energéticas, que se cubren con los alimentos que ingerimos y el aire que respiramos, esencialmente. La energía que entra es igual a la que sale.

El cerebro, con solo el 2% del peso corporal, consume más del 20% de la energía total del cuerpo. Esto demuestra la enorme cantidad de recursos que nuestro cerebro necesita para poder funcionar correctamente.

Un cerebro sano depende del metabolismo energético para mantener su función, y si no puede suministrar la energía suficiente a las 100.000 millones de neuronas y al menos 10 veces más de células gliales, desarrollará disfunciones notables.

Cristopher M. Palmer, en su último libro Brain Energy, trata de avanzar hacia una teoría unificada que reúna todas las condiciones dispares que categorizamos como "trastornos mentales". En resumen: el metabolismo energético cerebral es la causa de múltiples enfermedades mentales, como depresión, trastorno bipolar, esquizofrenia y autismo. Hay mucha evidencia acumulada de cómo el estrés, el sedentarismo, la mala alimentación, los traumas infantiles o la exposición a contaminantes ambientales son factores relacionados con los múltiples trastornos mentales, pero lo que intenta Palmer es generar un marco teórico más amplio para comprenderlos mejor y diseñar estrategias de tratamiento integrales. Su teoría defiende que la causa subyacente a todo trastorno mental está relacionada con una incapacidad de generar la energía que las células del cerebro necesitan.

Las mitocondrias son las grandes fábricas de energía de las células. También regulan la función cerebral a través del estrés oxidativo y la apoptosis. Son sensibles a una amplia gama de alteraciones. Entre ellas se encuentran las toxinas ambientales, las deficiencias nutricionales, las infecciones y la inflamación; los problemas circulatorios, los desequilibrios hormonales, las lesiones cerebrales traumáticas, la resistencia a la insulina y el estrés; los hábitos sedentarios, la privación de sueño, e incluso las interacciones con el microbioma intestinal.

Si el organismo no puede suministrar la energía que requieren las neuronas, el cerebro presentará una disfunción. En depresión y demencia se ven grandes áreas cerebrales claves poco activas. Los estados de hiperactividad, como ocurre en la manía bipolar, el TDAH o la ansiedad, pueden explicarse por una falta de inhibición. Las áreas cerebrales tienen efectos inhibidores y reguladores sobre otras regiones, por lo que pueden frenar la impulsividad, la agresividad o los pensamientos obsesivos. Cuando estos centros de control funcionan mal debido a un metabolismo energético subóptimo, desencadenan comportamientos anormales. Lo vemos en ciertas formas de demencia, cuando la degeneración del córtex prefrontal provoca una desinhibición que lleva a los afectados a la falta de tacto, la grosería o la ofensa.

Como profesor de Harvard y psiquiatra en ejercicio, Palmer constata la ineficacia de las terapias actuales. Todas tratan de paliar síntomas y no abordan las causas profundas (aunque tampoco se conocen todavía). La teoría de la deficiencia metabólica para explicar los trastornos mentales puede tener "recorrido en el futuro" al menos porque:
Una dieta cetogénica mejora el metabolismo mitocondrial, la función de los neurotransmisores, el estrés oxidativo y la inflamación, y esto aumenta la estabilidad de las redes neuronales y la función cognitiva en pacientes con enfermedades mentales graves.

Las alteraciones de las funciones mitocondriales, como la fosforilación oxidativa (OXPHOS) y la polaridad de la membrana, que aumentan el estrés oxidativo y la apoptosis, podrían preceder al desarrollo de síntomas depresivos o del trastorno bipolar.


El equilibrio dinámico entre excitación e inhibición (E:I) es vital para el funcionamiento de los circuitos neuronales. Se ha demostrado que las fluctuaciones en el equilibrio E:I influyen en el cálculo neuronal, la memoria de trabajo y el flujo de información. Los cambios más drásticos o los patrones aberrantes de E:I están implicados en numerosos trastornos neurológicos y psiquiátricos. El desequilibrio entre excitación e inhibición puede, sin duda, tener una causa energética.

El hecho de que el ejercicio físico, la buena alimentación, la calidad de sueño, o la regulación del estrés tenga una influencia tan notable en síntomas de estrés, ansiedad o depresión podría también explicarse por esta teoría.

Todavía queda mucho camino para poder validar esta hipótesis de trabajo, pero sin duda, merece la pena, por el bien de muchas personas que sufren a diario, tomar estas hipótesis en serio y analizarlas experimentalmente.

En nuestro laboratorio, junto con el equipo de Carmelo Vázquez, de la Universidad Complutense, e Iñaki Martín Subero, del IDIBAPS, estamos estudiando (en parte) esta hipótesis.
Hasta ahora era muy difícil medir el equilibrio E:I en las personas. Los métodos eran demasiado invasivos. Pero tras el trabajo de Voytek y sus colegas, ahora disponemos de una forma no invasiva de medirlo tomando como fuente los registros de electroencefalografía.

En concreto, estamos evaluando los cambios en el equilibrio cerebral a lo largo de 7 días, en 50 personas que participaron el verano pasado en un retiro de mindfulness y factores del estilo de vida (sueño, alimentación y ejercicio físico).
Referencias
  1. Palmer CM. Brain energy: a revolutionary breakthrough in understanding mental health--and improving treatment for anxiety, depression, OCD, PTSD, and more. Dallas, TX: BenBella Books, Inc; 2022. 340 p.
  2. Giménez-Palomo A, Dodd S, Anmella G, Carvalho AF, Scaini G, Quevedo J, et al. The Role of Mitochondria in Mood Disorders: From Physiology to Pathophysiology and to Treatment. Front Psychiatry. 2021 Jul 6;12:546801.
  3. Allen J, Romay-Tallon R, Brymer KJ, Caruncho HJ, Kalynchuk LE. Mitochondria and Mood: Mitochondrial Dysfunction as a Key Player in the Manifestation of Depression. Front Neurosci. 2018 Jun 6;12:386.
  4. Voytek B, Kramer MA, Case J, Lepage KQ, Tempesta ZR, Knight RT, et al. Age-Related Changes in 1/f Neural Electrophysiological Noise. Journal of Neuroscience. 2015 Sep 23;35(38):13257–65.

Escrito por Gustavo Diex

Director del Instituto Nirakara,
Físico Teórico (UAM). Máster en Neurociencia (UAB). Máster en Inteligencia Artificial (UPM). TDI en el Centro de Mindfulness de la Universidad de Massachusetts. Codirector del MBSR (Mindfulness-Based Stress Reduction) de la Universidad Complutense de Madrid y Codirector del Máster en Mindfulness en Contextos de Salud de la UCM. Investigador y profesor de Intervenciones basadas en Mindfulness.

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