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La nutrición como terapia antienvejecimiento.

Desde hace mucho tiempo se ha relacionado la nutrición con el envejecimiento. Esta relación se ha centrado, básicamente, en los estudios de restricción calórica y en la suplementación con sustancias antioxidantes. Más recientemente se han realizado estudios encaminados a estudiar el papel de las grasas en las dieta, desde el punto de vista del estrés oxidativo como terapia antienvejecimiento.

Restricción calórica.

Como se ha descrito antes, la restricción calórica aumenta la vida media en un amplio rango de especies y disminuye la velocidad con que aparecen determinadas enfermedades relacionadas con la edad. Este efecto se lleva a cabo a través de una reducción en el estrés oxidativo. Esto se sustenta, entre otras pruebas, en la observación de que ratones calóricamente restringidos generan un menor estrés oxidativo que sus homólogos alimentados ad libitum, produciendo además un menor índice de oxidación de lípidos, proteínas, y ADN.

La restricción calórica, además previene mucho de los cambios que se produce en relación a la expresión génica durante el envejecimiento, ente los que se incluyen la elevación  en la expresión de las proteínas de shock término y la atenuación de la expresión de la proteína inducida por estrés Hsp70.

La restricción calórica podría ser una potente arma terapéutica para lucha contra el envejecimiento, ya que en un principio cumple con los requisitos exigibles de efectividad frente a la reducción del estrés oxidativo y el retraso del envejecimiento, así como contra las enfermedades asociadas a éste. No obstante, la posible aplicación de la restricción calórica como terapia antienvejecimiento en la población humana acarrea tales dificultades éticas y de tipo práctico que hacen prácticamente inviable su puesta en marcha.

Antioxidantes.

Como se ha puesto de manifiesto en los apartados anteriores, el estrés oxidativo desempeña un papel muy significativo en el proceso global de envejecimiento y, por lo tanto, la suplementación con antioxidantes podría ser de utilidad como posible terapia antienvejecimiento. Entre los primeros estudios cabe destacar los de Miquel y Ecónomos en relación a la capacidad del carbosilato de tiazolidina de aumentar la vitalidad y programar la vida media en ratones.

Posteriormente, Furukawa y cols. Mostraron el papel protector de la administración oral del glutatión frente al declive de la función inmunológica asociada al envejecimiento. Muchos otros antioxidantes han sido probados en relación al envejecimiento, con resultados más o menos positivos.

Entre dichos antioxidantes cabe destacar las vitaminas E y C, la coenzima Q, extractos herbales ricos en flavonoides y polifenoles, entre otros. Si bien los resultados obtenidos con estos antioxidantes han sido exitosos atenuación del estrés oxidativo mediado por la edad o por enfermedades asociadas a éstas, han tenido poco o ningún éxito en relación al aumento de la longevidad.

Tal vez para tener un mayor éxito con la terapia basada en antioxidantes se debería profundizar en el conocimiento de las propiedades farmacológicas de las sustancias empleadas, sobre todo en lo concerniente a la absorción, la distribución tisular y el metabolismo de estas. Además, no debe olvidarse el papel que las ROS tienen en la señalización celular, de modo que la dosis de antioxidante debe ser muy bien ajustada para evitar cambios en el estado redox que podrían alterar la función celular. Los problemas anteriores estas siendo solucionados, en parte, mediante el uso de una nueva generación de sustancias antioxidantes sintéticas, mimñeticos de la superóxido dismultasa y la catalasa. Estas sustancias están siendo ensayadas con cierto éxito, habiéndose mostrado efectivas en el aumento de la longevidad en ratones y C. elegans.

Dentro del grupo de polifenoles merece especial atención el resveratrol. Esta sustancia ha demostrado extender la vida media en diversos organismos, así como ejercer un efecto positivo en múltiples enfermedades, como el cáncer, enfermedad cardiovascular, Alzheimer, enfermedades metabólicas, entre otras. Su principal mecanismo de acción es mediante la activación de la SIRT1 (miembro de la familia denominada sirtuinas), mimetizando así el efecto  de restricción calórica sobre el envejecimiento. Estudios recientes muestran otra diana directa del reveratrol, la PI3K (fosfatidilinositol-3-quinasa), representándose asi otra via central de control de la vida máxima independiente de situinas.

Ácidos grasos de la dieta.

El tipo de grasa de la dieta condiciona de manera importante numerosos parámetros bioquímicos en la membrana mitocondrial. La importancia del tipo de ácidos grasos de la dieta reside en el hecho de que la membrana mitocondrial (y, en general, todas las membranas biológicas) es capaz de adaptar la composición de sus fosfolípidos a la grasa ingerida de forma mayoritaria. De este modo, si un individuo ingiere mayoritariamente grasa de origen animal, sus membranas serán más ricas en ácidos grasos saturados que las de otro individuo cuya fuente grasa mayoritaria sea de origen vegetal.

Por otro lado, se ha descrito de forma contundente cómo se producen las adaptaciones del sistema de transporte electrónico mitocondrial  en relación al tipo de grasa en la dieta, con mayor o menor repercusión sobre los diversos complejos del sistema. Además el estrés  oxidativo está relacionado con la composición lipídica de las membranas biológicas, de modo que una fuente grasa poliinsaturada (p. ej., aceite de girasol) generará membranas más susceptibles al daño oxidativo que una fuente saturada (grasa animal) o monoinsaturada (aceite de oliva), lo cual ha sido ampliamente demostrado en numerosas situaciones fisiológicas y patológicas, empleando numerosos modelos animales y humanos.

Los resultados obtenidos en este campo apuntan las siguientes conclusiones: el envejecimiento, entendido como un proceso endógeno y progresivo, provoca a lo largo de la vida alteraciones en la mitocondria y sus componentes, como el mtDNA (alteraciones que tienen un elevado comportamiento oxidativo). Estas alteraciones deterioran la estructura y la función mitocondriales, y, dependiendo de la capacidad del tejido en concreto para reparar el daño o eliminar la célula alterada, la función tisularar se verá afectada en mayor o menor grado.

Así, los tejidos con capacidad regenerativa, como el hígado, parecen ser capaces de remediar el daño ocasionado, como lo siguiente la ausencia de pérdida de función mitocondrial en términos de actividad citocomo axidasa. Sin embargo, se produce una pérdida de función en los tejidos posmitóticos, como el musculo esquelético o el corazón, sin capacidad para reemplazar células y, probablemente, con un sistema de reparación de daño menos efectivo (existen diferencias entre el hígado y el corazón, en relación al sistema de reparación del mtDNA). Esta pérdida de función se refleja en el descenso brusco de la actividad citocromo oxidasa, lo que da lugar a un desacoplamiento de la CTEmt, con la consiguiente ineficacia bioenergética y el aumento en la producción de ROS.

Las mitocondrias de los tejidos posmitóticos tratan de atenuar la situación desfavorable mediante el aumento de otros componentes de la CTEmt, como el citocromo b, o por medio de aumentos en el grado de poliinsaturación probablemente para intentar aumentar la fluidez y la actividad de la citocromo oxidasa restante mediante la presencia de una cardiolipina más poliinsaturada. Sin embargo, ambas acciones generan un aumento mayor en la producción de radicales libres.

El papel de la grasa en la dieta en este mecanismo residiría, por lo tanto, en la construcción de un entorno más o menos susceptible para la generación y la programación de ROS, especialmente cuando, como consecuencia de los procesos como el envejecimiento, se producen fallos en la CTEmt.

Teorías del envejecimiento.

Se han propuesto numerosas teorías a fin de explicar cómo y por qué sucede el fenómeno del envejecimiento, si bien muchas de ellas carecen de suficiente apoyo empírico para ser tenidas en cuenta. En  general, cualquier teoría que pretenda ser creíble debe satisfacer una serie de condiciones:

  1. Debe ser capaz de explicar cómo un organismo pierde capacidad de mantener su homeostasis en la última parte de su vida.
  2. Debe aclarar las bases para las amplias variaciones en la duración de la vida de cohortes, cepas genéticas y especies.
  3. Debe ser capaz de identificar el factor o los factores responsables de la extensión de la vida mediante mutaciones simples o a través de regímenes experimentales, como la restricción calórica en roedores y los cambios en la temperatura de ambiente en poiquilotermos.
  4. Debe demostrar que el grado de envejecimiento puede ser manipulado mediante variaciones en los factores que se sospecha son los causantes de la senescencia.

Las teorías existentes sobre el envejecimiento se pueden agrupar en dos bloques: teorías estocásticas y teorías genético-evolucionistas. En general, se puede decir que existe una sola teoría unificadora que sea capaz de explicar por sí misma el fenómeno del envejecimiento en toda su extensión. Esto es así debido a que los mecanismos del envejecimiento podrían variar de un modo considerable en los distintos organismos, tejidos y células.

Teorías etocásticas.

Las teorías etocásticas proponen que el envejecimiento es causado por daños al azar en las diferentes moléculas biológicas. El daño se va acumulando poco a poco con la edad, hasta llegar un momento en el nivel de dicho daño es tal que se produce el declive fisiológico conocido como envejecimiento.

En 1928, Pearl propuso la hipótesis de la tasa de la vida (the rate of living theory), basándose en la observación de que especies con una tasa metabólicamente elevada presentan con frecuencia vidas más cortas y, por lo tanto, la expectativa de la vida es inversamente proporcional a la tasa metabólica de la especie. Aunque, en un principio, el lazo de unión entre metabolismo y longevidad era desconocido, en 1956 Harman propuso la explicación bioquímica a esta interrelación postulando la teoría de los radicales libres, tratándose en la actualizad de una de las teorías del envejecimiento más aceptadas. Esta teoría establece que el envejecimiento normal es el resultado del daño aleatorio a los tejidos mediado por radicales libres. Con el tiempo, Harman fue enfocando su teoría hacia la mitocondria como principal fuente de radicales libres y blanco daño de éstos. Posteriormente, el español Jaime Miguel propuso la teoría de la mitocondrial (daño progresivo al DNA mitocondrial por especies reactivas del oxígeno

(ROS)). Dado que en la actualidad se conoce que muchas ROS no son radicales libres, hoy en día se habla fundamentalmente de la teoría del estrés oxidativo.

Existe otro grupo de teorías estocáticas propuestas que guardan determinadas similitudes con la teoría del estrés oxidativo y que, en cierto modo, podrían ser explicadas por ésta. En dicho grupo se incluyen las siguientes teorías: teoría del entrecruzamiento (el entrecruzamiento al azar de proteínas); teoría de la glucosilación (la formación de proteínas glucosiladas provoca alteración grave de las funciones celulares); teoría de los determinantes de longevidad (el envejecimiento es causado por los productos del metabolismo, y el grado de envejecimiento viene dado por la capacidad para protegerse frente a esos productos); teoría de la hipótesis de membrana (daños en la membrana celular conducen a una disminución en la capacidad de eliminar productos de desecho, a una síntesis proteica disminuida y a una pérdida de agua desde el citoplasma, lo que conlleva una disminución  de la actividad enzimática), teoría de la entropía  (mecanismos como la restricción calórica, que reducen el grado de producción de entropía , liberando energía más lentamente, retrasan el deterioro molecular.

Teorías evolutivas y genéticas.

Este grupo de teorías considera el proceso del envejecimiento como parte de un fenómeno de desarrollo y maduración continuo, controlado y programado genéticamente.

Aunque estos conceptos resultan muy atractivos, es contradictorio el control tan estricto que existe con respecto a los fenómenos de desarrollo y el grado tan diverso de expresión  que alcanzan los efectos del envejecimiento.

Según la teoría inmunológica, el envejecimiento se origina por disminución de la capacidad del sistema inmunitario para producir anticuerpos: a medida que la respuesta inmunitaria disminuye,  también se reduce la capacidad del sistema para discriminar entre sus constituyentes y los ajenos, con un aumento de reacciones autoinmunes. Esta teoría tiene el inconveniente de que sólo es aplicable al sistema inmunitario y que no descarta la posibilidad de que estos cambios sean secundarios  a otros más tempranos por ejemplo, de tipo hormonal.

La teoría neuroendocrina se basa en el hecho de que no hay ninguna parte del cuerpo que pueda actuar aislada del sistema nervioso y endocrino; por lo tanto, si alguno de estos sistemas se perturba, las demás partes del cuerpo se verán afectadas  de una u otra manera. Sin embargo, al igual que ocurre con la teoría inmunológica, a esta teoría le falta universalidad, ya que no todos los organismos vivos posen un sistema neuroendocrino y, a pesar de ello, envejecen.

La teoría genético-evolutiva propone que el envejecimiento es la continuación del proceso de desarrollo y diferenciación, tratándose de una secuencia de eventos codificados en el genoma. Esta teoría postula que el envejecimiento es la continuación del proceso de desarrollo y diferenciación, tratándose de una secuencia de eventos codificados en el genoma. Esta teoría postula que el  envejecimiento sería la consecuencia tardia de la expresión de genes seleccionados por la evolución, debido a que aumentan el éxito reproductivo. El poder que favorece la sección de genes beneficiosos se manifiesta más en los jóvenes, ya que éstos son los que se encargan de la reproducción y la transmisión genética, de modo que no tiene en cuenta lo que ocurre con estos genes en la edad madura. Así, un gen que favorezca la producción pero sea perjudicial a largo plazo no será seleccionado para ser eliminado.

Dentro de este grupo de teorías se encuentra la hipótesis del soma disponible, enunciada por kirwood. Según esta teoría, la utilización de energía a lo largo de la vida ha de emplearse preferiblemente para la reproducción, a expresas de los mecanismos  de reparación de los mismos, cuya capacidad se veía pronto rebasada al superar la edad reproductiva.  Esta teoría propone que, entre los principales candidatos que determinan la expectativa de la vida de una especie desde el punto de vista genético, se encuentran aquellos genes que regulan la reparación y el mantenimiento de células somáticas. El estudio de la expresión génica en roedores con envejecimiento revela la experiencia de genes que alteran su expresión conforme avanza la edad, o cuya expresión se ve alterada con intervenciones del tipo de la restricción calórica, que afectan a la velocidad de envejecimiento. No sorprende que la mayoría de estos genes estén involucrados en las rutas de respuesta celular al daño oxidativo.

Según la hipótesis del soma disponible, la selección natural favorece a aquellos genes que actúan en los estadios tempranos de la vida, permitiendo así la producción de la especie frente a aquellos genes que se encargan de preservar las células no germinales o el soma disponible. Por lo tanto, son las líneas somaticas (al contrario que las células germinales) de todos los animales las que declinan y se degeneran con la edad, provocando los cambios fenotípicos que se conocen como envejecimiento.

Algunos científicos piensan que las claves del envejecimiento deben buscarse en el proceso de división celular, idea que conduce a la teoría de los telómeros. Según la hipótesis formada por Olovnkov, el acortamiento de los telómeros en cada uno de los ciclos de división celular es el responsable de la limitación en la proliferación de los cultivos celulares (se trata del denominado límite de Hayflick).

  • Extraído del libro; tratado de la nutrición. (bases biológicas del envejecimiento)