EUROPA
PRESS
8
marzo 2020
La
dieta baja en carbohidratos previene y revierte los efectos del envejecimiento
en el cerebro
Un estudio de neuroimagen ha revelado
que los cambios neurobiológicos asociados con el envejecimiento pueden
prevenirse o incluso revertirse en función de los cambios en la dieta que
implican minimizar el consumo de carbohidratos simples, según un estudio
dirigido por la profesora y autora principal de la Universidad Stony Brook
Lilianne R. Mujica-Parodi, y publicada en la revista 'PNAS'.
Para comprender mejor cómo la dieta influye en el
envejecimiento cerebral, el equipo de investigación se centró en el período
presintomático durante el cual la prevención puede ser más efectiva y
demostraron, utilizando conjuntos de datos de neuroimagen a gran escala, que la
comunicación funcional entre las regiones del cerebro se desestabiliza con la
edad, generalmente a fines de la década de los 40, y que esa desestabilización
se correlaciona con una cognición más pobre y se acelera con la resistencia a
la insulina.
A continuación, los experimentos dirigidos mostraron que
este biomarcador para el envejecimiento cerebral se modula de manera confiable
con el consumo de diferentes fuentes de combustible: la glucosa disminuye y las
cetonas aumentan, la estabilidad de las redes cerebrales.
"Lo que encontramos con estos experimentos contiene
malas y buenas noticias, destaca Mujica-Parodi, profesora del Departamento de
Ingeniería Biomédica con citas conjuntas en la Facultad de Ingeniería y
Ciencias Aplicadas y la Escuela de Medicina Renaissance en la Universidad Stony
Brook, y miembro de la facultad en el Centro Laufer de Biología Física y
Cuantitativa. La mala noticia es que vemos los primeros signos de
envejecimiento cerebral mucho antes de lo que se pensaba anteriormente. Sin
embargo, la buena noticia es que podemos prevenir o revertir estos efectos con
la dieta, mitigando el impacto de la invasión del hipometabolismo mediante el intercambio
de glucosa para las cetonas como combustible para las neuronas".
Lo que descubrieron los investigadores, usando neuroimagen
del cerebro, es que desde el principio hay una falla en la comunicación entre
las regiones del cerebro ("estabilidad de la red").
"Creemos que, a medida que las personas envejecen, sus
cerebros comienzan a perder la capacidad de metabolizar la glucosa de manera eficiente,
lo que hace que las neuronas se mueran de hambre lentamente y las redes
cerebrales se desestabilicen, añade. Por lo tanto, probamos si darle al cerebro
una fuente de combustible más eficiente, en forma de cetonas, ya sea siguiendo
una dieta baja en carbohidratos o tomando suplementos de cetonas, podría
proporcionar al cerebro una mayor energía. Incluso en individuos más jóvenes,
esta energía adicional redes cerebrales más estabilizadas".
Para llevar a cabo sus experimentos, la estabilidad de la
red cerebral se estableció como un biomarcador para el envejecimiento mediante
el uso de dos conjuntos de datos de neuroimagen cerebral (fMRI) a gran escala
que suman casi 1.000 individuos, de 18 a 88 años. La desestabilización de las
redes cerebrales se asoció con una cognición deteriorada y se aceleró con
diabetes tipo 2, una enfermedad que bloquea la capacidad de las neuronas para
metabolizar eficazmente la glucosa. Para identificar el mecanismo como específico
para la disponibilidad de energía, los investigadores mantuvieron constante la
edad y analizaron a 42 adultos adicionales menores de 50 años con fMRI. Esto
les permitió observar directamente el impacto de la glucosa y las cetonas en el
cerebro de cada individuo.
La respuesta del cerebro a la dieta se probó de dos maneras.
El primero fue holístico, comparando la estabilidad de la red cerebral después
de que los participantes pasaron una semana en una dieta estándar (sin
restricciones) versus baja en carbohidratos (por ejemplo: carne o pescado con
ensalada, pero sin azúcar, granos, arroz, vegetales con almidón). En una dieta
estándar, el combustible primario metabolizado es la glucosa, mientras que en
una dieta baja en carbohidratos, el combustible primario metabolizado son las
cetonas.
Sin embargo, podría haber habido otras diferencias entre las
dietas que impulsan los efectos observados. Por lo tanto, para aislar la
glucosa frente a las cetonas como la diferencia crucial entre las dietas, se
escaneó a un grupo independiente de participantes antes y después de beber una
pequeña dosis de glucosa en un día, y de cetonas en el otro, donde los dos
combustibles fueron individualmente dosificados en peso y calóricamente
emparejados. Los Privacidad resultados
se replicaron, mostrando que las diferencias entre las dietas podían atribuirse
al tipo de combustible que proporcionan al cerebro.
Los hallazgos adicionales del estudio desvelaron que los
efectos del envejecimiento cerebral surgieron a los 47 años, y la degeneración
más rápida ocurrió a los 60 años. Incluso en adultos más jóvenes, menores de 50
años, la cetosis dietética (ya sea después de una semana de cambio en la dieta
o 30 minutos después de beber cetonas) aumentó la actividad cerebral general y
estabilizó las redes funcionales. Se cree que esto se debe al hecho de que las
cetonas proporcionan mayor energía a las células que la glucosa, incluso cuando
los combustibles son calóricamente compatibles. Este beneficio se ha demostrado
anteriormente para el corazón, pero el conjunto actual de experimentos
proporciona la primera evidencia de efectos equivalentes en el cerebro.
"Este efecto es importante porque el envejecimiento
cerebral, y especialmente la demencia, están asociados con el hipometabolismo,
en el que las neuronas pierden gradualmente la capacidad de utilizar eficazmente
la glucosa como combustible. Por lo tanto, si podemos aumentar la cantidad de
energía disponible para el cerebro mediante el uso de un combustible diferente,
la esperanza es que podamos restaurar el cerebro a un funcionamiento más juvenil.
En colaboración con doctora Eva Ratai, del Hospital General de Massachusetts,
actualmente estamos abordando esta pregunta, ahora extendiendo nuestros
estudios a las poblaciones mayores ", explica Mujica-Parodi.
"La investigación adicional con colaboradores en Children's National, bajo la dirección del doctor Nathan Smith, se enfoca en descubrir los mecanismos precisos por los cuales el combustible impacta la señalización entre las neuronas. Finalmente, en colaboración con el doctor Ken Dill y el doctor Steven Skiena, en Stony Brook, estamos trabajando en la construcción de un modelo computacional integral que pueda incorporar nuestra comprensión de la biología, desde neuronas individuales hasta cerebros completos y cognición, a medida que se desarrolla", continúa.