Desregulación de la detección de nutrientes como causa de envejecimiento

Índice

• ¿Cómo afecta la desregulación metabólica al envejecimiento?
• ¿Cómo evitar la desregulación de la detección de nutrientes?

¿Cómo afecta la desregulación metabólica al envejecimiento?

La "desregulación de la detección de nutrientes" es un término que puede referirse a una alteración en el proceso normal por el cual el cuerpo detecta y responde a la presencia y disponibilidad de nutrientes en el organismo. El organismo humano tiene sistemas de detección y regulación muy precisos para mantener un equilibrio adecuado de nutrientes y asegurar un funcionamiento óptimo.

Cuando se produce una desregulación en este proceso, puede haber diversas consecuencias para la salud. Por ejemplo, una desregulación en la detección de la glucosa puede llevar a problemas en la regulación de los niveles de azúcar en la sangre, como en el caso de la diabetes. Otra desregulación podría ser la dificultad para detectar o utilizar ciertos nutrientes esenciales, lo que podría dar lugar a deficiencias nutricionales y problemas asociados.

Las actividades metabólicas pueden generar estrés en nuestras células. Demasiada actividad y cambios en la disponibilidad y composición de nutrientes hacen que las células envejezcan más rápido.

La detección de nutrientes juega un papel importante en la salud de nuestras células. Nuestras células contienen muchos receptores y sistemas para detectar cuántos nutrientes están presentes. Estos son nutrientes como glucosa, aminoácidos, pero también sustancias que aumentan en nuestro cuerpo cuando hay muchos nutrientes disponibles, como insulina (aumenta después de una comida rica en carbohidratos), factor de crecimiento similar a la insulina, ATP, NADH, etc.

Las vías de detección de nutrientes juegan un papel importante en el envejecimiento. Estas vías son, de hecho, sensores que nuestras células utilizan para detectar la cantidad de nutrientes presentes en el cuerpo.

Las vías de detección de nutrientes principales son:

- mTOR es un receptor que es activado principalmente por aminoácidos. Cuanta más proteína ingiera, más mTOR se activa, dado que la proteína se descompone en su intestino en aminoácidos individuales, que ingresan a la circulación sanguínea y estimularán la ruta mTOR en nuestras células. La va mTOR señaliza a nuestras células órdenes de replicación y crecimiento, por lo que su función debe regularse cuidadosamente. El contrario a la vía mTOR es AMPK, que informa a las células de estrés de nutrientes (caída en los niveles de ATP), y potencia el reciclaje celular, la síntesis de nutrientes a partir de otras fuentes y detiene el crecimiento celular. Estas vías están profundamente implicadas en el cáncer y la longevidad.

- Vía de señalización de insulina (IIS) y factor de crecimiento similar a la insulina (IGF-1): de acuerdo con el papel de la detección de nutrientes en el envejecimiento, la alteración de la vía IIS ha modulado de manera confiable el vigor y la funcionalidad de una célula en todos los organismos eucariotas investigados como gusanos, moscas y ratones. La vía IIS es la vía moduladora del envejecimiento más descrita en la literatura.

La hormona del crecimiento (GH) producida por la hipófisis anterior y su mediador secundario IGF-1 son los principales constituyentes del eje somatotrófico en los seres humanos. Este eje es muy activo en los hepatocitos. La cascada intracelular que se activa una vez que el IGF-1 se hace cargo es la misma que para el manejo del metabolismo de la glucosa mediante la insulina y el IGF-1.

Los principales objetivos de la vía IIS son la familia FOXO de factores de transcripción y complejos mTOR.

La alteración y desregulación de la vía IIS son potencialmente posibles en varios momentos como:

• Polimorfismos genéticos
• Mutaciones genéticas
• Desregulación funcional de GH
• Receptor de IGF-1 defectuoso
• Receptor de insulina alterado
• Puntos de control de cascada aguas abajo desaparecidos
• Disminución de la respuesta efectora intracelular de moléculas como AKT, mTOR y FOXO

La manipulación en varios pasos de IIS en configuraciones experimentales ha producido un alargamiento de la vida útil celular. Sin embargo, los niveles de GH e IGF-1 disminuyen durante el envejecimiento normal y también en modelos experimentales de ratones progeroides con envejecimiento prematuro. Mientras que el IIS reducido personifica el envejecimiento fisiológico y acelerado, un IIS constitutivamente modulado a la baja aumenta la longevidad.

Por lo tanto, la disminución de la vía IIS en una persona puede enfatizar la reducción del daño a nivel celular, al reducir los efectos negativos de la glucosa en el cuerpo (e.g. ROS, productos de glicación avanzados), retrasando así los procedimientos de envejecimiento.

- Sirtuinas: a los genes de la sirtuina se les han asignado funciones anti-envejecimiento en levaduras, Caenorhabditis elegans y Drosophila. Se están estudiando ampliamente para determinar la etiogénesis exacta del papel de la restricción dietética y la restricción calórica en el envejecimiento. Se ha implicado la regulación de la biogénesis mitocondrial. Las sirtuinas señalan la escasez de nutrientes y el catabolismo justo enfrente de mTOR e IIS, por lo que pueden ser un refuerzo contra el envejecimiento.

- NADH y AMPK: otras vías importantes de detección de nutrientes son las vías sirtuina-NAD y AMPK, que detectan principalmente cuánta energía (NAD y AMP) está presente en la célula. Si hay menos energía, que es principalmente la consecuencia de la menor disponibilidad de alimentos, estas vías se activan, lo que lleva a un mejor mantenimiento celular y la ralentización del proceso de envejecimiento.

La proteína AMPK actúa como un sensor metabólico, más como un ama de llaves celular calificado para controlar la homeostasis energética y la resistencia al estrés. Por lo tanto, frena los intentos de muchos procesos deletéreos de disminuir la capacidad de supervivencia de un individuo. La vía AMPK es fundamental en los procesos relacionados con el envejecimiento, como la disfunción mitocondrial, la autofagia defectuosa (auto-reciclaje de las células) y la desregulación metabólica.

Por lo tanto, se concluye que AMPK y sirtuinas deberían actuar en oposición a la acción de IIS y mTOR para detener el exceso de actividades metabólicas y la reserva de nutrientes, regulando así el envejecimiento.

Cuanto más se activan estos receptores (mTOR, IIS), más rápido envejecemos, pero debe existir un balance para evitar pérdida de masa muscular y funciones corporales. El crecimiento y reparación celular es importante, al mismo tiempo que lo es el ayuno (“falta de nutrientes”) y la autofagia. Estos procesos deben alternarse de forma periódica, nunca en exceso en ninguna de las dos direcciones.

El metabolismo y sus subproductos, con el tiempo, dañan las células a través del estrés oxidativo, el estrés ER, la señalización del calcio y la disfunción mitocondrial. Por lo tanto, los organismos dependen de múltiples vías de detección de nutrientes para asegurarse de que el cuerpo ingiera la cantidad justa de nutrición, ni demasiada ni muy poca. Sin embargo, estos eventos dañinos también desregulan las moléculas sensibles a los nutrientes y las vías posteriores. Un hipotálamo equivocado puede indicar una mayor ingesta de alimentos cuando el cuerpo realmente no lo necesita. El resultado es obesidad relacionada con la edad, diabetes y otros síndromes metabólicos.

Si las células perciben que hay muchos nutrientes, no se mantendrán igual de bien. Después de todo, hay nutrientes más que suficientes para construir nuevas partes celulares, por lo que no es necesario reparar y mantener todo. Esta reparación y mantenimiento reducidos hace que las células se deterioren y envejezcan más rápido.

Lo opuesto también es cierto. Si hay pocos nutrientes, las células se protegerán mejor, aumentando las enzimas de reparación celular, las vías de reciclaje y las enzimas protectoras, para evitar el período en el que hay pocos nutrientes disponibles. De hecho, esto protege a las células contra el envejecimiento. Este mecanismo explica por qué el ayuno o la restricción calórica pueden prolongar la vida útil. Se estimulan menos vías de detección de nutrientes que conducen a un mejor mantenimiento y reparación, lo que resulta en una extensión de la vida.

Las desregulaciones en la detección de nutrientes pueden tener múltiples causas, incluyendo factores genéticos, ambientales, dietéticos y de estilo de vida. Los avances en la investigación científica han permitido identificar algunas de las bases moleculares y celulares de estas desregulaciones, lo que ha llevado a un mejor entendimiento de las enfermedades relacionadas con la nutrición y a posibles estrategias de tratamiento o prevención.

Cuanto más envejecemos, más desreguladas se vuelven estas vías de detección de nutrientes. Algunas de estas vías se vuelven menos sensibles a los nutrientes (lo que contribuye a la resistencia a la insulina, por ejemplo), mientras que otras se quedan atascadas en la posición de "encendido" la mayor parte del tiempo. Esto hace que esas células se mantengan peor, se dañen más y envejezcan más rápido.

¿Cómo evitar la desregulación de la detección de nutrientes?

Existen una serie de suplementos antienvejecimiento y de medidas que podemos adoptar para ralentizar la desregulación de las vías de detección de nutrientes:

- fisetina: la fisetina es un flavonol, una sustancia química que pertenece a los flavonoides, grupo de polifenoles. Es un potente activador de las sirtuinas. Además, la fisetina hace que las células senescentes desaparezcan del cuerpo, lo que permite prolongar la vida.

- pterostilbeno o trans-resveratrol: tiene un impacto favorable en las vías de detección de nutrientes y, por lo tanto, en el proceso de envejecimiento. El resveratrol es un compuesto antioxidante natural presente en numerosas plantas y frutos que ayuda a proteger las sinapsis de los efectos negativos del envejecimiento.

- ayuno intermitente: consiste en hacer ciclos entre períodos en los que se come y períodos en donde se ayuna. El ayuno intermitente estimula la autofagia, reduce la inflamación y activa la vía AMPK. El ayuno tiene un efecto global, sistémico, en todo el cuerpo, que será superior a cualquier tipo de suplementación que podamos usar, pero… requiere planificación y dedicación. Por lo tanto, para cubrir los puntos débiles de nuestro estilo de vida, tomar suplementos en épocas de estrés es importante.

- restricción calórica: ralentiza los procesos metabólicos, favorece la autofagia y activa las sirtuinas.

- rapamicina: activa mTOR, inhibiendo el crecimiento celular y desencadenando la autofagia.