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Cómo la dieta de restricción frena el envejecimiento

Desvelan cómo la dieta de restricción frena el envejecimiento y favorece la salud

Una nueva investigación dirigida por el profesor asociado James Mitchell, Ph.D., y el becario de investigación profesor Christopher Hine, Ph.D., en el Departamento de Genética y Enfermedades Complejas de la Escuela de Salud Pública (HSPH) en la Universidad de Harvard, Massachusetts, EE. UU., ha identificado los mecanismos moleculares clave detrás de los beneficios de la dieta de restricción, o reducción de la ingesta de alimentos sin desnutrición, también llamada restricción calórica, conocida por la capacidad para frenar el envejecimiento en animales de laboratorio, encontrando que la restricción en la dieta de dos aminoácidos —cisteína y metionina—, trae como consecuencia el incremento de la producción de sulfuro de hidrógeno (H2S) en los tejidos, y la protección frente a lesiones por isquemia-reperfusión —un grave estrés oxidativo e inflamatorio que daña los tejidos luego de la interrupción-restauración del flujo sanguíneo—, como el que ocurre durante el trasplante de órganos y el accidente cerebrovascular. El aumento de la producción de H2S, durante la dieta de restricción, también se ha asociado con una larga vida en otros organismos como los gusanos, las moscas y la levadura.



Aunque el sulfuro de hidrógeno (H2S) en altas concentraciones es un gas extremadamente tóxico, en forma natural se producen bajos niveles de H2S, que desde hace tiempo se sabe tienen efectos benéficos para la salud. Las células de mamíferos también producen bajos niveles de H2S, pero ésta es la primera vez que el H2S se ha vinculado directamente a los beneficios de la dieta de restricción. "Estos hallazgos sugieren que el H2S es una de las moléculas clave responsables de los beneficios de la dieta de restricción en mamíferos, y también en organismos inferiores. Si bien se requieren más experimentos para comprender cabalmente cómo el H2S ejerce sus efectos beneficiosos, esto ya nos da una nueva perspectiva de los patrones moleculares involucrados, dirigiendo nuestros esfuerzos hacia objetivos terapéuticos destinados a combatir la enfermedad y el envejecimiento humano", dijo el profesor James Mitchell.

La dieta de restricción es un tipo de intervención que puede incluir la disminución de los alimentos en general, la disminución del consumo de macronutrientes particulares, tal como la proteína, o episodios intermitentes de ayuno. Se sabe que tiene efectos beneficiosos para la salud, incluyendo la protección frente a la lesión tisular y el mejoramiento del metabolismo. También se ha demostrado que prolonga la vida útil de múltiples organismos modelo, que van desde la levadura hasta los primates. Las explicaciones moleculares de estos efectos no se conocen, sin embargo se cree que la protección antioxidante requiere de la activación de una respuesta a un leve estrés oxidativo causado por la dieta de restricción.

En la investigación se ha demostrado que sólo una semana después de la restricción dietética, aumentaron las respuestas antioxidantes y la protección contra la lesión por isquemia-reperfusión hepática en ratones, pero sorprendentemente, el efecto de esta protección se presentó incluso en animales que no podrían organizar una respuesta antioxidante. En su lugar, los investigadores encontraron que el incremento en la producción de H2S era necesario para mantener adecuados niveles de protección al estrés, hecho que se produjo luego de reducir la ingesta de los aminoácidos azufrados, cisteína y metionina. Cuando se añadieron a la dieta estos dos aminoácidos, se detuvo el incremento de la producción de H2S y se perdieron los beneficios para la salud.

Los investigadores también encontraron que los genes involucrados en la producción de H2S en mamíferos, eran también requeridos en otros organismos, tales como la levadura, los gusanos y las moscas, para lograr frenar el envejecimiento mediante la dieta de restricción.

"Estos resultados nos dan una mejor comprensión de cómo las intervenciones dietéticas prolongan la esperanza de vida y protegen contra las lesiones por estrés. Más inmediatamente, esto podría tener una importante aplicación en la planificación dietética del qué comer, o el qué no comer antes de un estrés agudo como la cirugía, cuando el factor de riesgo por lesión isquémica pudiera ser relativamente alto", dijo el profesor Hine.



Publicación de la investigación - Cell Journal
"La producción de sulfuro de hidrógeno endógeno es esencial para los beneficios de la dieta de restricción"

Resumen:

La restricción dietética (RD), sin desnutrición, comprende numerosos regímenes con beneficios sobreañadidos que incluyen la longevidad y la resistencia al estrés, sin embargo aún no se unifican los mecanismos moleculares y nutricionales implicados.

En un modelo de ratón para la resistencia al estrés mediada por RD, se ha encontrado que la restricción de un aminoácido azufrado (SAA) —cisteína y/o metionina—, incrementa la expresión de una vía metabólica de transulfuración (TSP) de la enzima cistationina gamma liasa (CGL) —que es una enzima catalizadora de la conversión de cistationina en cisteína y alpha-ketobutirato—, dando por resultado el aumento de la producción de sulfuro de hidrógeno (H2S) y de la protección frente a una lesión por isquemia subsecuente a la reperfusión hepática.

La suplementación con un aminoácido azufrado (cisteína y/o metionina), activa el mTORC1 —un complejo proteínico que tiene funciones de nutriente, energética, sensor redox y de control de la biosíntesis de proteínas—, o química y/o genéticamente inhibe a la enzima CGL, reduciendo la producción de H2S, que da por resultado el bloqueo de la resistencia al estrés mediada por RD.

In vitro, la proteína mitocondrial SQR fue requerida para la protección del H2S producido durante la privación de nutrientes/oxígeno. Finalmente, se observaron los modelos de longevidad dependiente de RD en levadura, gusanos, moscas de la fruta, y roedores. En conjunto, estos datos son consistentes con la conservación evolutiva del sulfuro de hidrógeno (H2S) mediada por transulfuración, como un mediador de los beneficios de la RD, con amplias implicaciones hacia su aplicación clínica.


La investigación fue financiada por subvenciones de National Institutes of Health (NIH), la Glenn Foundation, el Austrian Science Fund (FWF), la American Heart Association, Canadian Institutes of Health Research, y otros más. La investigación se ha publicado el 23 de diciembre 2014 en la revista científica Cell.


Harvard University http://www.hsph.harvard.edu/news/press-releases/molecular-mechanism-behind-health-benefits-of-dietary-restriction-identified/
Cell Journal http://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674%2814%2901525-6

Trad. / Ed.
Gabriel T. E.

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