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Restricción calórica





La Restricción calórica (RC) es la práctica de limitar la ingesta energética procedente de la dieta en la esperanza de que mejorará la salud y retrasará el envejecimiento. En sujetos humanos, la RC ha demostrado reducir el colesterol, la glucosa en ayuno y la presión sanguínea. Algunos consideran que esto es un biomarcador del envejecimiento, puesto que existe una correlación entre estos marcadores y el riesgo de enfermedades asociadas al envejecimiento. Excepto para las moscas domésticas, las especies animales examinadas hasta ahora al exponerlas a RC, incluídos los primates, las ratas, ratones, arañas, Drosophila,Caenorhabditis elegans y rotíferos, han mostrado un aumento de la longevidad.La RC es la única medida dietética capaz de auementar la longevidad máxima, como opuesto de la longevidad media. En la RC, la ingesta energética se minimiza, aunque se efectúa en con las suficientes cantidades de vitaminas, minerales y otros nutrientes importantes que deben ser consumidos. Para dar énfasis a las diferencias entre la RC y una mera restricción de alimento, a menudo nos referimos a la RC mediante una plétora de otros nombres como CRON o CRAN (restricción calórica con una nutrición óptima/adecuada), o la dieta (Alta-baja) Alta en todos los nutrientes salvo en calorías, en la que es "baja"). Otros nombres de la dieta enfatizan su meta, como el de RCL (restricción calórica para la longevidad, o simplemente la dieta de la longevidad, como recientemente publicó un libro.

Tabla de contenidos

Historia de las investigaciones

En 1934, Clive McCay y Mary Crowell de la Universidad Cornell observaron que las ratas de laboratorio alimentadas con una dieta fuertemente reducida en calorías mientras se mantenían los nutrientes vitales aumentaban su longevidad en dos veces más de lo esperado. Estos descubrimientos fueron examinados en detalle por una serie de experimentos con ratones dirigidos Roy Walford y su alumno Richard Weindruch. En 1986 Weindruch informó de que la restricción de la ingesta calórica de los ratones de laboratorio incrementaban proporcionalmente su longevidad en comparación con un grupo de ratones con una dieta normal. Éstos mantenían apariencias juveniles y prolongaban sus niveles de actividad y mostraban retardo en la aparición de enfermedades asociadas al envejecimiento. Los resultados de los muchos experimentos realizados por Walford y Weindruch se resumen en su libro Retrasando el envejecimiento y la enfermedad mediante la restricción de la dieta" (1988) (ISBN 0-398-05496-7).

Los descubrimientos fueron aceptados desde entonces y generalizados a un amplio rango de animales. Los investigadores han investigado la posibilidad de vínculos fsiológicos paralelos en humanos (Ver Roth y otros más abajo). Mientras tanto, mucha gente ha adoptado independientemente la práctica de la restricción calórica de alguna forma, en la esperanza de adquirir los beneficios esperados. Entre los más notables estan los miembros de la Sociedad para la Restricción Calórica.

Para comprobar su efecto en seres humanos se llevaron a cabo ensaños en la Universidad de Washington en 2002 con 30 participantes. El Dr. Luigi Fontana, investigador clínco dijo que parecía que los participantes envejecían más lentamente que el resto de nosotros "Empezando por la presión sanguínea sistólica -decía- que normalmente con la edad con fiabilidad, en parte porque las arterias se endurecen. En mi grupo, la edad media es 55 y la presión sistólica meda es 110: esos son los niveles a los 20 años." "Por supuesto, no te puedo decir si mis sujetos vivirán hasta los 130. Ni tampoco nada de muchos factores incontrolables que afectan a la duración de la vida. No tengo evidencias suficientes para probar que estas personas envejecen más lentamente, pero eso parece." [1]

Un estudio dirigido por el Instituto Sal de Estudios Biológicos y publicado en la revista Nature en mayo de 2007 determinó que el gen PHA-4 es responsable de la longevidad bajo el efecto de la restricción calórica en animales, esperando resultados similares en humanos.[2] El descubrimiento ha dado esperanzas para la síntesis de futuros fármacos que incrementen la longevidad humana estimulando los efectos de la restricción calórica. No obstante, el biólogo del MIT Leonard Guarente advirtió de que el "tratamieto no debe ser un sustituto de un estilo de vida saludable. Además se debe ir al gimnasio".[3]

Efectos de la restricción calórica en diferentes organismos

Primates

Los investigadores de la Facultad de Medicina Monte Sinaí de Nueva Yor encontraron que los monos ardillas sometidos a una dieta de restricción calorica de por vida tenían menos probabilidades de desarrollar cambios parecidos al Alzheimer en sus cerebros en comparación de aquellos alimentados con una dieta normal.[4] Puesto que los monos ardilla tienen una longevidad relativamente grande, las conclusiones definitivas al respecto de si envejecen o no más lentamente aún no están disponibles.

En 1989 comenzó un estudio con monos resus en la Universidad de Wisconsin. Los resultados preliminares mostraron niveles de insulina y glucosa en ayunas menores así como una mayor sensibilidad a la insulina y [perfiles de [Lipoproteína de baja densidad (LDL)|lipoproteínas de baja densidad]] asociados con un menor riesgo de aterogénesis en los animales que habían sido sometidos a restricción dietética.[5]

Ratas

Hace setenta años, McCay Mc y otros descubrieron que reduciendo la cantidad de calorías que se les suministraba a ratas casi se doblaba su longevidad. En los últimos setenta años los científicos han propuesto hipótesis para explicarlo. Algunas de las explicaciones serían la reducción de divisiones celulares, menores tasas metabólicas y la reducción de la producción de radicales libres generados por metabolismo. Recientemente, el profesor de Hardvard David Sinclair ha dirigido una investigación que proporciona una nueva explicación para el aumento de la longevidad producido por la restricción calórica. Implica la activación de un gen llamado Sirt1. Cuando la actividad del gen Sirt1 se incrementa por manipulación genética, la restricción calórica no produce ningún aumento. Cuando se noquea el Sirt1 también se elimina cualquier efecto de la restricción calórica. Se ha demostrado que el Resveratrol incrementa la actividad del gen Sirt1 del mismo modo que lo hace la restricción calórica. Cuando el resveratrol incrementa la longevidad de los sujetos, la restricción calórica no puede aumentarla. Esta investigación se ha llevado a cabo en levaduras e invertebrados, no en ratas. Actualmente, la actividad del gen Sirt1 no se ha podido incrementar en ratas por manipulación genética.

Ratones

Estudios en hembras de ratón han mostrado que el receptor α de los estrógenos va disminuyendo su presencia en el hipotálamo preóptico a medida que envejecen. Los ratones hembra a las que se les había sometido a restricción calórica durante la mayor parte de su vida, mantenían niveles mayores de REα en esta región del hipotálamo que los controles.[6] Los estudios realizados en ratones hembra han mostrado que ambos núcleos supraópticos y paraventriculares pierden aproximadamente un tercio de las células IGF-1R immunoreactivas durante en envejecimiento normal, mientras que los ratones sometidos a RC pierden una mayor cantidad de células IGF-1R no-immunoreactivas al mismo tiempo que mantienen conteos simlares de IGF-1R immunoreactivas. En consecuencia, los ratones viejos sometidos a RC muestran una mayor sensibilidad al IGF-1 en comparación con ratones que envejecen normalmente.[7] [8]

Drosophila

Un trabajo publicado en 2003 por Mair y otros[9] mostró que la restricción calórica tiene efectos instantáneos sobre las tasas de mortalidad en las moscas de la fruta de cualquier edad.

Caenorhabditis elegans

  Investigaciones recientes en un pequeño gusano llamado Caenorhabditis elegans ha mostrado que la restricción del metabolismo de la grucosa alarga la longevidad aumentando el estrés oxidativo hasta provocar un aumento de la resistencia contra éste, en un proceso denominado mitohormesis.

¿Porqué aumenta la restricción calórica la longevidad?

Hay muchas teorías sobre cómo funciona la RC y muchas de ellas se han quedado en desuso o se ha probado su falsedad. Entre estas tenemos la de la reducción de la tasa metabólica basal, la del retraso del desarrollo, la del control de la glotonería de los animales y la del descenso en la producción de glucocorticoides.

(Mito)hormesis

Un pequeño número de investigadores en el campo de la restricción calórica proponen ahora una nueva teoría conocida como la de la hipótes hormética de la RC, también conocida como hipótesis mitohormética de la CR debido a la probable implicación de las mitocondrias en el mecanismo. A principios de los años 40 Southam & Ehrlich, 1943 publicaron que un extracto de corteza del que se sabía que inhibía el crecimiento fúngico, realmente estimulaba el crecimiento cuando se suministraba a concentraciones muy bajas. Acuñaron el término hormesis para describir las acciones beneficiosas que resultaban de la respuesta de un organismo a estresantes biológicos de baja intensidad. La palabra "hormesis" se deriva del verbo griego ῞ορμω, que significa exciar (es la misma raíz de la palabra hormona).

La hipótesis de la mitohormesis propone que la dieta impone un estrés biológico de baja intensidad al organismo, lo cual suscita una respuesta de defensa que ayuda a protegerla contra las causas del envejecimiento. En otras palabras, la RC pone al organismo en un estado defensivo tal que le permite sobrevivir las condiciones adversas y esto produce una mejora de la salud y alarga la vida. Este cambio a un estado defensivo puede estar controlado por los genes de la longevidad (ver más adelante).

Aunque la hipóteis de la mitohormesis fue un concepto puramente hipotético hasta finales de 2007, un trabajo reciente llevado a cabo por el grupo de Michael Ristow en Caenorhabditis elegans ha puesto de manifiesto que la restricción del metabolismo de la glucosa aumenta la longevidad aumentando en principio el estrés oxidativo hasta ejercer un aumento de la resistencia contra el estrés oxidativo.[10] Este es probablemente la primera prueba experimental que demuestra que la hormesis es una causa primordial del aumento de la longevidad que resulta de la RC.

Señalización de la Insulina

Los primeros trabajos en C.elegans (ver Cynthia Kenyon) e investigaciones más recientes en ratones sugieren que (verMatthias Bluher, C. Ronald Kahn, Barbara B. Kahn, y otros.) no es sólo la reducción de la ingesta calórica lo que influencia la longevidad. Esto se ha realizado mediante el estudio de animales que tienen su metabolismo cambiado para reducir la actividad de la insulina o elementos que están corriente abajo de la transducción de su señal, reteniendo en consecuencia la flaqueza de los animales de sus primeros estudios. Se observó que estos animales pueden tener una ingesta normal, pero tienen un incremento de la longevidad similar. esto sugiere que la longevidad se incrementa en los organismos que pueden mantenerse delgados mientras puedan evitar una acumulación excesiva de tejido adiposo: Si esto pudiera efectuarse sin disminuir la ingesta (como en algunos tipos minoritarios de alimentación, como la dieta con alimento vivo o la de Joel Fuhrman), entonces la "dieta de inanición" anticipada como un requisito imposible por los primeros investigadores deja de ser una precondición para aumentar la longevidad.

La proyección con la que se pueden aplicar estos descubrimientos a la nutrición humana y a la longevidad está, como se dirá más adelante, investigándose. Un artículo en PNAS, 2003 mostraba que los que practicaban una dieta de RC tenán una mejor salud cardiovascular (PMID 15096581). También se encuentra en desarrollo la creación de intervenciones que mimetizan la restricción calórica.

Sir2/SIRT1

El Sir2 o "regulador silente de información 2" es un gen de longevidad descubierto en la levadura de la cerveza que aumenta la longevidad suprimiendo la inestabilidad del ADN (ver Sinclair y Guarente, Cell, 1997).[11] En mamíferos el Sir2 se conoce como SIRT1. Recientes descubrimientos han sugerido que el gen Sir2 puede estar en el mecanismo subyacente de la RC. En la levadura la enzima Sir2 se activa por RC, lo que conduce a un aumento de la longevidad del 30%. David Sinclair de la Facultad de Medicina de Harvard, mostró que en mamíferos el gen SIRT1 se activa mediante una dieta de RC, y este protege a las células de morir por estrés.[12] Un artículo de un ejemplar de Junio de 2004 de la revista Nature exponía que el SIRT1 libera ácidos grasos de las células en que se almacena.[13] El laboratorio de Sincler informó de que había encontrado pequeñas moléculas, como el resveratrol que activaban Sir2/SIRT1 y aumentaban la longevidad de las levaduras,[14] nemátodos, y moscas de la fruta,[15] y la de ratones que consumen una dieta hipercalórica.[16] Un grupo italiano encabezado por Antonio Cellerino mostró que el resveratrol aumentaba la longevidad de un pez en un 59%.[17] En los estudios sobre levaduras, gusanos y moscas el resveratrol no aumenta la longevidad si el gen Sir2 está mutado. Un grupo de investigadores liderado por Matthew Kaeberlein y Brian Kennedy (que al igual que Sinclair aprendieron en el laboratorio de L. Guarente) de la Universidad de Washington en Seattle pensaban que los trabajos de Sinclair con el resveratrol eran artefactos y que el gen Sir2 no tenía relevancia para la RC.[18]

Guarente ha publicado recientemente un artículo en el que pone de manifiesto que el comportamiento asociado con la restricción calórica no se da cuando un ratón KO para el Sirt1 se somete a una dieta de restricción calórica, lo cual implica que este gen es necesario para los efectos que producen la restricción calórica. Sin embargo este papel que también se ha atribuído a parámetros bioquímicos de los que se piensa que median en el efecto aumentante de la longevidad (bajos niveles de insulina, IGF y ayuno de glucosa), no cambiaban en ratones normales y el los que carecían de Sirt1. No se informó en ese estudio de si el efecto sobre la RC era aún evidente en los Ratones con Sirt1 noqueado.

DHEA

Aunque se ha visto que la restricción calórica aumenta la DHEA en primates[19] en primates, no se ha visto que lo haga en los individuos post-pubescentes[20] .

Radicales libres y glicación

Dos teorías importantes del envejecimiento son la Teoría de los radicales libres y la Teoría de la glicación, pudiendo explicar ambas el mecanismo de funcionamiento de la RC. Con grandes cantidades de energía disponible, las mitocondrias no funcionan muy eficientemente y generan más superóxido. En situación de restricción calórica se conserva la energía y se generan menos radicales libres. Un organismo en restricción calórica tendría menos contenido graso y necesitaría menos energía para mantener su peso, lo cual significa también que necesitaría tanta menos glucosa en el torrente sanguíneo. Menos glucosa en sangre significa menos glicación de las proteínas adyacentes y menos grasa que oxidar en el torrente sanguíneo que pueda provocar aterosclerosis. Los diabéticos que sufren diabetes mellitus tipo 2 tienen insensibilidad a la insulina provocada por exposición a largo plazo a altos niveles de glucosa en sangre. La obesidad conduce a diabetes tipo 2. Este tipo de diabetes y la de tipo 1 descontrolada producen un efecto de aceleración del envejecimiento debido a los efectos arriba mencionados. Podría haber un contínuo entre la RC y el Síndrome metabólico. Al examinar la Restricción Calórica con nutrición óptima se observa que con el mismo alimento y un valor nutricional igual hay una mayor proporción de nutrientes a calorías. esto podría conducir a un nivel más ideal de nutrientes esenciales y beneficiosos en el organismo. Muchos nutrientes pueden darse en mayor cantidad de la necesaria sin efectos adversos mientras se encuentren en equilibrio y no sobrepasen la capacidad del organismo de almacenarlos y hacerlos circular. Muchos nutrientes producen efectos protectores como antioxidantes y se pueden encontrar a niveles mayores en el cuerpo porque habría también niveles menores de radicales libres debido al descenso de la ingesta calórica.

La restricción calórica con nutrición óptima aún no ha sido comparada con el exceso calórico en las mismas nutriciones. Podría resultar que con calorías extra, la nutrición aumentaría de modo similar a proporciones comparables a las de la Restricción calórica produciendo beneficios similares.

Los niveles de necesidades calóricas podrían estar sesgados y no reflejar las de individuos sedentarios. La restricción calórica podría consistir más en adaptar la dieta a las necesidades corporales.

Aunque se podría ajustar el envejecimiento al concepto de la acumulación de daño, la verificación de que los radicales libres participan en la señalización intracelular ha echo que la equiparación de sus efectos con un simple "daño" sea más problemática de lo que se acostumbraba en los últimos años.

Véase también

Notas

  1. ↑ “Eat less — and live to 130”, American Academy of Anti-Aging Medicine, 2005-10-07. Consultado el 2007-06-12.
  2. ↑ “The gene for longevity, if you're a worm”, ABC News, 2007. Consultado el 2007-05-03.
  3. ↑ “Longevity gene linked to low-calorie diets”, USA Today, 2007. Consultado el 2007-05-03.
  4. ↑ Qin W, Chachich M, Lane M, Roth G, Bryant M, de Cabo R, Ottinger MA, Mattison J, Ingram D, Gandy S, Pasinetti GM. Calorie restriction attenuates Alzheimer's disease type brain amyloidosis in Squirrel monkeys (Saimiri sciureus). J Alzheimers Dis. 2006 Dec;10(4):417-22. PMID 17183154
  5. ↑ Ramsey JJ, Colman RJ, Binkley NC, Christensen JD, Gresl TA, Kemnitz JW, Weindruch R. Dietary restriction and aging in rhesus monkeys: the University of Wisconsin study. Exp Gerontol. 2000 Dec;35(9-10):1131-49.
  6. ↑ Yaghmaie F, Saeed O, Garan SA, Freitag W, Timiras PS, Sternberg H., 2005. "Caloric restriction reduces cell loss and maintains estrogen receptor-alpha immunoreactivity in the pre-optic hypothalamus of female B6D2F1 mice". Neuro Endocrinol Lett. 2005 Jun; Vol. 26(3):197-203. PMID 15990721
  7. ↑ Saeed O, Yaghmaie F, Garan SA, Gouw AM, Voelker MA, Sternberg H, Timiras PS. (2007). "Insulin-like growth factor-1 receptor immunoreactive cells are selectively maintained in the paraventricular hypothalamus of calorically restricted mice". Int J Dev Neurosci 25 (1): 23-8.
  8. ↑ Yaghmaie F, Saeed O, Garan SA, Voelker MA, Gouw AM, Freitag W, Sternberg H, Timiras PS (2006). "Age-dependent loss of insulin-like growth factor-1 receptor immunoreactive cells in the supraoptic hypothalamus is reduced in calorically restricted mice". Int J Dev Neurosci 24 (7): 431-6.
  9. ↑ Demography of dietary restriction and death in Drosophila
  10. ↑ Publicación que demuestra que el estrés oxidativo promueve la longevidad
  11. ↑ Sinclair DA, Guarente L. Extrachromosomal rDNA circles--a cause of aging in yeast. Cell. 1997 Dec 26;91(7):1033-42. PMID: 9428525[1]
  12. ↑ Cohen HY, Miller C, Bitterman KJ, Wall NR, Hekking B, Kessler B, Howitz KT, Gorospe M, de Cabo R, Sinclair DA. Calorie restriction promotes mammalian cell survival by inducing the SIRT1 deacetylase. Science. 2004 Jul 16;305(5682):390-2. Epub 2004 Jun 17. PMID: 15205477[2]
  13. ↑ Picard F, Kurtev M, Chung N, et al. Sirt1 promotes fat mobilization in white adipocytes by repressing PPAR-gamma. Nature. 2004 Jun 17;429(6993):771-6. PMID 15175761. Carta en Nature
  14. ↑ Howitz KT, Bitterman KJ, Cohen HY, Lamming DW, Lavu S, Wood JG, Zipkin RE, Chung P, Kisielewski A, Zhang LL, Scherer B, Sinclair DA. Small molecule activators of sirtuins extend Saccharomyces cerevisiae lifespan. Nature. 2003 Sept 11;425(6954):191-6. Epub 2003 Agosto 24. PMID: 12939617[3]
  15. ↑ Wood JG, Rogina B, Lavu S, Howitz K, Helfand SL, Tatar M, Sinclair D. Sirtuin activators mimic caloric restriction and delay ageing in metazoans. Nature. 2004 Aug 5;430(7000):686-9. Epub 2004 Jul 14. Erratum in: Nature. 2004 Sep 2;431(7004):107. PMID: 15254550[4]
  16. ↑ Baur JA, et al. Resveratrol improves health and survival of mice on a high-calorie diet. Nature. 2006 Nov 16;444(7117):337-42. Epub 2006 Nov 1. PMID: 17086191[5]
  17. ↑ Curr Biol. 2006 16:296[6]
  18. ↑ Kaeberlein M, Kirkland KT, Fields S, Kennedy BK. Sir2-independent life span extension by calorie restriction in yeast. PLoS Biol. 2004 Sep;2(9):E296. Epub 2004 Aug 24. PMID: 15328540[7]
  19. ↑ PMID 12543259
  20. ↑ PMID 15247063

Referencias

  • Genes & Development; Koubova, J; 17(3):313-321 (2003) Revisión del aumento de la extensión de la longevidad máxima por restricción calórica
  • The Retardation of Aging and Disease by Dietary Restriction Richard Weindruch, Roy L. Walford (1988). ISBN 0-398-05496-7
  • Ageless Quest. Lenny Guarente, Cold Spring Harbor Press, NY. 2003. ISBN 0-87969-652-4.
  • The retardation of aging in mice by dietary restriction: longevity, cancer, immunity and lifetime energy intake. Journal of Nutrition, 116(4), pages 641-54.Weindruch R, et al.,April, 1986. PMID 3958810.
  • Caloric Restriction and Aging Richard Weindruch en Scientific American, Vol. 274, No. 1, pages 46--52; January 1996.
  • 2-Deoxy-D-Glucose Feeding in Rats Mimics Physiological Effects of Caloric Restriction. Mark A. Lane, George S. Roth and Donald K. Ingram en Journal of Anti-Aging Medicine, Vol. 1, No. 4, pages 327--337; Invierno de 1998.
  • Biomarkers of caloric restriction may predict longevity in humans. Roth GS, Lane MA, Ingram DK, Mattison JA, Elahi D, Tobin JD, Muller D, Metter EJ.: 297: 811, Science 2002. PMID 12161648.
  • Eat more, weigh less, live longer, New Scientist, Enero de 2003. http://www.newscientist.com/article.ns?id=dn3303
  • Extended longevity in mice lacking the insulin receptor in adipose tissue. Bluher, Khan BP, Kahn CR, Science 299(5606): 572-4, 24 de enero de 2003. PMID 12543978.
  • Entrevista, "Quiero vivir eternamente", Cynthia Kenyon, Profesora de Bioquímica y Biofísica de la Universidad de California San Francisco, por James Kingsland. New Scientist online, 20 de octubre de 2003.
  • Sir2-independent life span extension by calorie restriction in yeast, Kaeberlein, M., K.T. Kirkland, S. Fields, y B.K. Kennedy. 2004. PLoS Biol 2: E296. PMID 15328540.
  • Substrate-specific Activation of Sirtuins by Resveratrol, Kaeberlein, M., T. McDonagh, B. Heltweg, J. Hixon, E.A. Westman, S.D. Caldwell, A. Napper, R. Curtis, P.S. Distefano, S. Fields, A. Bedalov, and B.K. Kennedy. 2005. J Biol Chem 280: 17038-45. PMID 15684413.
  • Interview, Longevity and Genetics, Matt Kaeberlein, Brian Kennedy. SAGE Crossroads
  • Increased Life Span due to Calorie Restriction in Respiratory-Deficient Yeast, Kaeberlein M, Hu D, Kerr EO, Tsuchiya M, Westman EA, Dang N, Fields S, Kennedy BK. PLoS Genet. 25 Noviembre de 2005;1(5):e69
  • Regulation of yeast replicative life span by TOR and Sch9 in response to nutrients, Kaeberlein M, Powers RW 3rd, Steffen KK, Westman EA, Hu D, Dang N, Kerr EO, Kirkland KT, Fields S, Kennedy BK. Science. 18 de Noviembre de 2005;310(5751):1193-6.
  • PHA-4/Foxa mediates diet-restriction-induced longevity of C. elegans, Siler H. Panowski, Suzanne Wolff, Hugo Aguilaniu, Jenni Durieux & Andrew Dillin. 2 May 2007. Nature advance online publication | doi:10.1038/nature05837
  • Fasting fosters longevity in rats. Science News, Vol. 116, No. 22: 375, 1 de Diciembre de 1979.
 
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