Tomar el sol mejora el aprendizaje y la memoria

Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China han descubierto que una exposición moderada a los rayos solares (una causa importante del cáncer de piel)  mejora los comportamientos neurológicos diarios, como el estado de ánimo, el aprendizaje y la memoria.

Esta investigación, que combinó la técnica de etiquetado isotópico de espectrometría de masa de células individuales, descubrió una novedosa ruta biosintética de glutamato activada por la luz solar en el cerebro de ratones. El glutamato es un neurotransmisor que interviene en distintos procesos del sistema nervioso central. Los resultados se publican en la revista Cell.

Según explica el director de esta investigación, XIONG Wei, en un comunicado, “los ratones sin exposición a los rayos UV normalmente requieren 6 rondas de entrenamiento para adaptarse a la varilla giratoria, sin embargo, para los ratones expuestos a los rayos UV, se vuelven más inteligentes y sólo requieren 4 rondas de entrenamiento".

Utilizando técnicas interdisciplinarias, esta investigación descubrió que la exposición moderada a los rayos UV eleva el ácido urocánico en sangre (UCA), que luego se convierte en glutamato (GLU) en las células cerebrales (neuronas).

El ácido urocánico es una molécula producida durante el metabolismo (llamada metabolito) que se produce por la degradación de la histidina, un aminoácido esencial en animales. Ya se sabía que el ácido urocánico  interfiere en el proceso inmunitario en presencia de radiación ultravioleta.

El GLU sintetizado por el ácido urocánico contribuye a la capacidad de aprendizaje mejorada de los ratones, señalan los investigadores. Además del aprendizaje, dicha síntesis de GLU desencadenada por los rayos UV podría contribuir a más cambios neuroconductuales inducidos por la luz solar, como la memoria y el estado de ánimo.

Por casualidad

Xiong Wei explica también, en declaraciones a The Scientist, que el hallazgo de produjo por casualidad. En realidad, estaban utilizando una técnica de espectrometría de masas para analizar el contenido molecular de neuronas individuales, cuando sus resultados revelaron la presencia inesperada de ácido urocánico, una molécula poco conocida producida en la piel en respuesta a la luz ultravioleta, que es capaz de filtrar una pequeña parte de la radiación solar.

A continuación decidieron ver si la luz ultravioleta también podría aumentar los niveles de ácido urocánico en el cerebro. Expusieron ratones afeitados a una dosis baja de UVB-responsable de las quemaduras solares en humanos- durante 2 horas, y realizaron una espectrometría de masas en las células cerebrales individuales de los animales. Comprobaron que los niveles de ácido urocánico aumentaron en las neuronas de los animales expuestos a la luz, pero no en los de los animales de control.

Luego, el equipo demostró que la luz ultravioleta mejoraba la transmisión eléctrica entre neuronas glutaminérgicas (las que segregan glutamato) en cortes de cerebro tomados de animales expuestos a UV, pero no en aquellos de animales de control, así como que el ácido urocánico fue el causante de que las neuronas secretaran glutamato.

Por último, el equipo observó que los ratones expuestos a la radiación UV se desempeñaban mejor en las tareas de aprendizaje motor (el aprendizaje asociado a la práctica y la experiencia) y en la memoria de reconocimiento (que permite identificar algo aprendido anteriormente), que los ratones no expuestos a la radiación solar.

Asimismo, comprobó que la administración de ácido urocánico directamente a animales no expuestos a la luz ultravioleta también estimuló el aprendizaje y las mejoras de memoria similares a las logradas con la exposición a los rayos UV.

Queda por determinar si los resultados obtenidos en ratones, que son nocturnos y raramente ven el sol, son válidos para los humanos.

Los científicos chinos no dan respuesta a esta cuestión, pero  David Fisher, del Hospital General de Massachusetts y la Escuela de Medicina de Harvard, consultado por The Scientist, señala que, si los resultados se confirman plenamente, el descubrimiento de que el ácido urocánico puede mejorar el aprendizaje y la memoria podría sugerir "una forma de utilizar esta información para beneficiar a las personas sin exponerlas a los efectos dañinos de los rayos UV".

Referencia

Moderate UV Exposure Enhances Learning and Memory by Promoting a Novel Glutamate Biosynthetic Pathway in the Brain. Cell, DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.04.014.