Importancia de la Dieta Hipocalórica Para el Aumento De Longividad
Introducción
Uno de los principales estudios que concentran la atención de un gran número de científicos es el del efecto de una dieta hipocalórica en la longevidad. Desde hace un periodo de tiempo considerable, se conoce que este tipo de dieta aumenta la longevidad. El mecanismo es el broche que le queda a esta teoría, aunque en los últimos años se han hecho grandes avances. Resulta interesante hacer mención que en el presente trabajo, ya se ha comentado que las levaduras en la respuesta retrógrada “optan” por una dieta hipocalórica, constituyendo esta una de las vías que le llevan a aumentar su longevidad.
Desarrollo
Se muestra representado el porcentaje de supervivencia (eje de ordenadas) frente a la edad en meses (eje de abscisas). Esta corresponde a un experimento que se realizó con ratones a los que se les proporcionó una dieta diferente. Unos ratones recibieron una alimentación normal, un segundo grupo de ratones recibió una alimentación con una restricción calórica del 10%; otro grupo, una alimentación con una restricción calórica del 50 %; y un último grupo, con una restricción del 60%. Como se puede observar, a medida que aumenta la restricción calórica.
Se produce un incremento de la vida media que alcanzan los ratones. Ya en el momento de la realización del experimento, sorprendieron los resultados, pero quedaba como asignatura pendiente la determinación de los procesos y mecanismos fisiológicos que llevan a esto. Hasta el momento, lo que se ha concluido y parece más probable, es lo siguiente: Como se ve en la imagen, la restricción calórica, por un lado, hace que se reduzcan los niveles de insulina y del factor de crecimiento insulínico, lo que lleva a la activación de AKT (proteína serina/treonina quinasa) y esto a su vez, a la inhibición de mTOR.
Por otro lado, la ausencia de glucosa generada por la restricción calórica, activa a AMPK (proteína quinasa activada por AMP), la cual inhibe a mTOR. Finalmente, la restricción calórica también genera un aumento de la concentración de NAD+, lo que activa a Sirt-1 (sirtuina), que activa a su vez la autofagia. Todas estas vías, tienen como resultado final el aumento de la longevidad. Se muestra la explicación de cada una de las vías que aparecen en la imagen: mTOR: el mecanismo objetivo de la rapamicina aparece en dos de las vías.
Esta molécula recibe su nombre del hecho de que es inhibida por la rapamicina (medicamento). Hay dos tipos de mTOR: mTORC1, del que se sabe que su inhibición aumenta la longevidad; y mTORC2, cuya inhibición es peligrosa, pues controla la supresión de la gluconeogénesis hepática mediada por insulina. De hecho, el tratamiento con rapamicina aumentó la longevidad de los ratones que se utilizaron en un experimento. Se sabe que lo que realmente hace esta molécula es retrasar la aparición de las enfermedades asociadas a la edad, y es de esta manera de la que aumento la longevidad.
mTORC1 controla la Ser / Thr kinasa ULK1, que regula la formación de autofagosomas y el flujo autofágico mTORC1 suprime activamente la autofagia mediante la fosforilación de ULK1 y, en consecuencia, la inhibición de mTORC1 induce la autofagia. Esto, lo que permite es que se eliminen los orgánulos dañados y se puedan sustituir por nuevas estructuras, lo cual conlleva a la prevención de las enfermedades degenerativas asociadas al envejecimiento. mTORC inhibe la traducción de ARNm, ya que fosforila unos inhibidores de traducción.
La inhibición de esta molécula también aumenta la longevidad por el hecho de que disminuye la traducción de ARNm, con la reducción del estrés oxidativo que eso conlleva. La inhibición de mTORC1 se usa como terapia inmunosupresora para limitar la activación de células T y prevenir el rechazo de trasplantes después del trasplante de órganos. Por el contrario, la inhibición de mTORC1 aumenta las respuestas de memoria de las células T CD8 + que son críticas para la defensa viral. En resumen, estos son todos los efectos que genera mTORC1.
Sirt1: las sirtuinas son enzimas, más concretamente desacetilasas de histonas dependientes de NAD, las cuales regulan la longevidad de dos maneras. Esta enzima se activa en presencia de NAD+ y se inhibe en presencia de NADH. Por tanto, cuando se produce una restricción calórica se aumenta la respiración como método de obtención de energía, para suplir la disminución de la concentración de glúcidos en el organismo. Como resultado de esta respiración se produce un desplazamiento del equilibrio hacia la producción de NAD+, que activa a esta enzima.
La activación de esta enzima, lo que hace es promover la autofagia, que contribuye a la degradación de las estructuras rotas o viejas, y su sustitución por nuevos orgánulos, y de esta manera evitar la aparición de enfermedades degenerativas. Esta sirtuina es un homólogo en mamíferos de la enzima Sir2, que sigue el mismo mecanismo, pero en este caso, en levaduras y nematodos. Aparte de este homólogo, en mamíferos existen otros 6. Aparte de lo anteriormente explicado sobre la enzima que codifica el gen SIRT1, también resulta necesario comentar que tiene un efecto global sobre el organismo muy positivo.
Por ejemplo, se conoce que en el cerebro y en el sistema nerviosos central, disminuye la neurodegeneración, interaccionando con FOXO y p65 entre otros. En cuanto al corazón, se sabe que disminuye la inflamación y aumenta la cardioprotección. En el hígado aumenta la oxidación de ácidos grasos y la gluconeogénesis, interaccionado con LXR, PGC-1α y PPARα. Por otro lado, en el tejido adiposo blanco disminuye la lipogénesis mediante su interacción con PPARγ. En el páncreas, aumenta la secreción de insulina, mediante la interacción con FOXO y UCP2.
Por último, en el músculo esquelético provoca un aumento de la sensibilidad a insulina y de la oxidación de insulina. Todo esto, aparece resumido en la siguiente imagen: Todos estos efectos, contribuyen en su conjunto a aumentar la protección global del organismo, retrasando y evitando muchas de las enfermedades degenerativas como son el Párkinson, Alzheimer, etc. Medicamentos, hasta el día de hoy, han surgido posibles medicamentos o fármacos que se relacionan con el aumento de la longevidad.
Algunos de los más destacados son los siguientes: Resveratrol: es un producto químico obtenido a partir de plantas naturales que sufren una lesión o que son atacadas por insectos u hongos, más concretamente, un estilbenoide que se puede obtener de la piel de la uva (además de otros frutos), encontrándose por ejemplo en el vino. Curiosamente, esta es una de las explicaciones del porqué se recomienda tomar una copa de vino al día. Este medicamento se cree que puede prolongar la vida útil de los animales. La investigación más importante con este medicamento, se realizó en los peces Nothobranchius guentheri.
La vida media de este organismo es de 12 meses y al tratarlos con este fármaco se consiguió aumentar esta cifra, sin presentar efectos secundarios. También se quería comprobar el efecto de este fármaco en la capacidad cognitiva y locomotora, y mediante distintos experimentos diseñados para ello, se comprobó que los peces tratados con este fármaco mostraban mejor rendimiento en este aspecto que los peces que no habían sido tratados con este. Además de proteger contra las enfermedades neurodegenerativas, el resveratrol.
También mostraba la cualidad de demorar los marcadores histológicos que se asocian al envejecimiento, en la formación de lipofucsina y la actividad β-galactosidasa de la senescencia. El funcionamiento de este medicamento, de forma resumida, es la activación de SIRT131 y PGC-1α, además mejora el funcionamiento de las mitocondrias; por lo que seguiría el mecanismo indicado anteriormente en el apartado 5. En el siguiente diagrama se muestran los numerosos efectos que se asocian a este fármaco: Metformina: este medicamento es muy conocido.
Pues es utilizado para el tratamiento de la diabetes tipo 2 y el síndrome metabólico. Se sospechó que este medicamento podía ser utilizado para la longevidad por el hecho de que los enfermos de síndrome metabólico presentan un envejecimiento prematuro, con la aparición de enfermedades degenerativas, tanto cardiovasculares como trastornos inflamatorios, e incluso cáncer. Este medicamento reduce el riesgo de padecer cáncer por parte de los pacientes, además de las enfermedades asociadas a la edad. La metformina activa la proteínas quinasa AMPK, que fue mencionada en el apartado de la restricción calórica.
Por lo que supondría un efecto similar. Se sabe que también puede actuar por otras vías, aunque esta es la mejor conocida. La metformina inhibe parcialmente el complejo I de cadena de transporte electrónico, lo que lleva a una alteración de la actividad de la mitocondria, que reduce los niveles de ATP, en favor de AMP. Por tanto, los niveles energéticos de la célula disminuyen y para poder mantener el metabolismo celular, lo que se hace es promover la glucólisis para contrarrestar esta deficiencia. Por otro lado, también da lugar a la expresión de genes antioxidantes como SKN-1 / Nfr2 por activación de sus factores de transcripción.
Además de esto, se ha comprobado que este medicamento no produce la formación de especies reactivas de oxígeno (ROS), lo que resulta muy esperanzador. A través de AMPK, se seguiría el efecto comentado en el apartado de dieta hipocalórica. Se han comprobado estos efectos tanto en Caenorhabditis elegans, como en ratones de laboratorio. Todo esto, a modo de recordatorio y resumen, aparece en el siguiente diagrama: En este apartado simplemente aparecerán algunas ventajas, de hecho las más destacadas: Una mayor longevidad evidente conlleva la supervivencia de cada persona.
Algo que la humanidad lleva codiciando desde hace mucho tiempo, por detrás eso sí, de la inmortalidad. Lo que se persigue con el Proyecto de los Genes de la Longevidad, es conseguir un envejecimiento exitoso. Este concepto lo que quiere decir es evitar o en su defecto, retrasar el envejecimiento tal y como se conoce a día de hoy, y sustituirlo por un envejecimiento en el que se mantengan las facultades cognitivas y locomotoras sin ningún tipo de deterioro, a la vez que prevenir todas las enfermedades asociadas a la edad.
Conseguir detectar la relación de los genes silvestres con enfermedades degenerativas como Alzheimer o Párkinson, y mediante el conocimiento de los “mecanismos de longevidad” poder tratar estas enfermedades. Incovenientes de una mayor longevidad, ya se han tratado las ventajas y aspectos positivos que se desprenden de este avance tan importante, pero no sería adecuado pasar por ello sin mencionar los puntos o aspectos negativos, ya que como todo en la vida, existen cosas buenas y cosas malas. Economía: uno de los problemas que más destacan es el del sector económico, pues en un país como España.
Donde existe un mermado sistema de pensiones, sería casi imposible poder mantener este tipo de sistema. Teniendo en cuenta que se produciría un aumento casi exponencial de la población inactiva, sería necesario un aumento igual en la población activa, lo cual supondría un problema muy grave, ya que nos aproximaríamos a una superpoblación aún más profunda. Planeta Tierra: un mayor número de población conviviendo al mismo tiempo, llevaría a un mayor consumo de todo tipo de recursos, ya sea para la obtención de energía, alimentos, materia prima para la industria, etc.
Esto minaría seriamente la integridad de nuestro planeta, a lo cual se sumaría la abismal contaminación ligada a los procesos de obtención de estos recursos, lo que tendría consecuencias nefastas, como la aceleración del cambio climático, entre otros. Salud: uno de los mayores interrogantes de este aumento, es el cómo afectará este cambio al ser humano, es decir, el organismo debe adaptarse a todos estas modificaciones. Esto se traduciría en un retraso del envejecimiento y quizás una prolongación de la juventud.
Lo cual se produciría por un cambio generalizado en cuanto a la acción de hormonas, ciclos celulares, procesos fisiológicos, etc. Otro interrogante a este aspecto, es saber cómo afectará una mayor longevidad al desarrollo y funcionamiento de los órganos y tejidos humanos, ya que tendrían que mantenerse operativos durante más tiempo, y como han señalado algunos científicos, esto podría dar lugar a enfermedades muy graves como resultado de la exposición de las células a un mayor estrés oxidativo, motivado por una mayor actividad de estas, conllevando innumerables lesiones.
Empleo: centrándonos en España, donde el desempleo es un gran problema, esto llevaría al retraso de edad de jubilación, hecho que provocaría una necesidad creciente de la producción de empleo, y un mayor desempleo por parte de la población, presumiblemente de la región más joven de los jóvenes, y por otra, de la población más anciana de los mayores. Posible rechazo de la población: al igual que ocurre actualmente con los alimentos transgénicos, a los que se les muestra un rechazo unilateral por una gran masa de población mundial, se da la posibilidad de que la manipulación de los genes humanos para la consecución de este hito.
Conclusión
Para el ser humano fuera declinada por grandes olectivos que se oponen firmemente a la modificación del genoma humano. Aunque hay más factores negativos derivados de la mayor esperanza de vida, se han destacado los más serios. Pero este apartado no tiene que incitar un miedo a esta posibilidad, a pesar de que en un primer momento pueda parecer que se dibuja un escenario caótico. Como ocurre siempre, de forma paralela a la experimentación y el proceso científico en su conjunto, existe un organismo o comisión que se encarga de diseñar un sistema compatible con este avance, así como soluciones que contrarresten todos estos problemas.
