La longevidad está en el cerebro
Jueves 05 de
Septiembre 2013
Identifican cómo actúa una proteína en el cerebro para provocar un retraso significativo en el envejecimiento
Investigadores de la Escuela Universitaria de Medicina de Washington en St. Louis, Estados Unidos, han identificado el mecanismo por el cual una proteína sirtuina específica llamada SIRT1 funciona en el cerebro para provocar un retraso significativo en el envejecimiento y un aumento de la longevidad, ambos asociados con una dieta baja en calorías.
Entre los científicos, el papel de las proteínas sirtuinas en la mejora de la longevidad ha sido objeto de acalorados debates por los resultados contradictorios de muchos trabajos diferentes. Por su parte, el filósofo y el científico japonés Ekiken Kaibara describió por primera vez el concepto de control de la dieta como un método para lograr una buena salud y la longevidad en 1713. Murió al año siguiente a la madura edad de 84 años, una larga vida para una persona del siglo XVIII.
Desde entonces, la ciencia ha demostrado un vínculo entre una dieta baja en calorías (sin malnutrición) y la longevidad en una variedad de modelos animales. En el nuevo estudio, Shin-ichiro Imai y sus colegas han demostrado que SIRT1 solicita la actividad neuronal en áreas específicas del hipotálamo del cerebro, lo cual provoca cambios físicos dramáticos en el músculo esquelético y el aumento del vigor y la longevidad.
«En nuestros estudios de ratones que expresan SIRT1 en el cerebro, encontramos que las estructuras musculares esqueléticas de ratones viejos se parecen a tejido muscular joven», subrayó Imai. «Ratones de 21 meses de edad (el equivalente a 70 años humanos) parecen tan activos como los de cinco meses de edad», agrega.
Menos calorías retrasan el envejecimiento
Imai y su equipo comenzaron su búsqueda para definir los momentos críticos responsables de la conexión entre la restricción alimentaria y la longevidad con el conocimiento de estudios previos sobre que la proteína SIRT1 juega un papel en el retraso del envejecimiento cuando se restringen las calorías. Para ello, analizaron ratones que habían sido modificados genéticamente para producir en exceso la proteína SIRT1, algunos de ellos en los tejidos del cuerpo y otros sólo en el cerebro.
«Hemos encontrado que sólo los ratones que sobreexpresan SIRT1 en el cerebro (llamados BRASTO) tuvieron una prolongación significativa de la vida y retraso en la edad, al igual que los ratones normales criados en regímenes de restricción de la dieta», dijo Imai, experto en la investigación del envejecimiento y profesor en los departamentos de Biología del Desarrollo y Medicina.
Los ratones BRASTO demostraron una extensión significativa de la vida sin sufrir restricción dietética. Además de los cambios positivos del músculo esquelético en los ratones BRASTO, los autores también observaron incrementos importantes en la actividad física durante la noche, como la temperatura corporal y el consumo de oxígeno en comparación con los controles emparejados por edad.
Más longevos
Los ratones se caracterizan por ser más activos durante la noche. Los roedores BRASTO también experimentaron un sueño mejor o más profundo y, tanto machos como hembras, tuvieron un aumento significativo en la longevidad. El promedio de vida de los ratones BRASTO en el estudio, cuyos resultados se publican en «Cell Metabolism», se amplió en un 16% en el caso de las hembras y un 9% para los hombres.
Traducido a los seres humanos, esto podría significar un extra de 13 o 14 años para las mujeres, por lo que su promedio de vida sería de 100 años, y un añadido de siete años a la vida de los hombres, aumentando su promedio de vida a unos 80 años, según calcula Shin. Asimismo, se observó un retraso en la muerte por cáncer en los ratones BRASTO frente a los roedores control.
Imai dijo que el perfil de la longevidad y la salud en los ratones BRASTO parece ser el resultado de un cambio en el inicio del envejecimiento en lugar del ritmo de envejecimiento. «Lo que hemos observado en los ratones BRASTO es un retraso en el momento en que comienza el declive relacionado con la edad, por lo que mientras la tasa de envejecimiento no cambia, el envejecimiento y el riesgo de cáncer se ha pospuesto», explica.
Reducir el envejecimiento
Una vez controlada la reducción del envejecimiento en el cerebro, el equipo de Imai rastreó el centro de control del envejecimiento que regula dos áreas del hipotálamo llamadas los núcleos hipotalámicos y dorsomedial lateral. Así, fueron capaces de identificar los genes específicos dentro de esas áreas que se asocian con SIRT1 para dar inicio a las señales nerviosas que provocan las respuestas físicas y de comportamiento observadas .
«Hemos encontrado que la sobreexpresión de SIRT1 en el cerebro conduce a un aumento en la respuesta celular de un receptor llamado receptor de orexina tipo 2 en las dos áreas del hipotálamo», dijo el primer autor Akiko Satoh, científico postdoctoral en el laboratorio de Imai, quien añade que el aumento de la respuesta por el receptor de señalización va del hipotálamo a los músculos esqueléticos, pero queda por descubrir el mecanismo por el cual la señal se dirige específicamente a los músculos esqueléticos.
Desde entonces, la ciencia ha demostrado un vínculo entre una dieta baja en calorías (sin malnutrición) y la longevidad en una variedad de modelos animales. En el nuevo estudio, Shin-ichiro Imai y sus colegas han demostrado que SIRT1 solicita la actividad neuronal en áreas específicas del hipotálamo del cerebro, lo cual provoca cambios físicos dramáticos en el músculo esquelético y el aumento del vigor y la longevidad.
«En nuestros estudios de ratones que expresan SIRT1 en el cerebro, encontramos que las estructuras musculares esqueléticas de ratones viejos se parecen a tejido muscular joven», subrayó Imai. «Ratones de 21 meses de edad (el equivalente a 70 años humanos) parecen tan activos como los de cinco meses de edad», agrega.
Menos calorías retrasan el envejecimiento
Imai y su equipo comenzaron su búsqueda para definir los momentos críticos responsables de la conexión entre la restricción alimentaria y la longevidad con el conocimiento de estudios previos sobre que la proteína SIRT1 juega un papel en el retraso del envejecimiento cuando se restringen las calorías. Para ello, analizaron ratones que habían sido modificados genéticamente para producir en exceso la proteína SIRT1, algunos de ellos en los tejidos del cuerpo y otros sólo en el cerebro.
«Hemos encontrado que sólo los ratones que sobreexpresan SIRT1 en el cerebro (llamados BRASTO) tuvieron una prolongación significativa de la vida y retraso en la edad, al igual que los ratones normales criados en regímenes de restricción de la dieta», dijo Imai, experto en la investigación del envejecimiento y profesor en los departamentos de Biología del Desarrollo y Medicina.
Los ratones BRASTO demostraron una extensión significativa de la vida sin sufrir restricción dietética. Además de los cambios positivos del músculo esquelético en los ratones BRASTO, los autores también observaron incrementos importantes en la actividad física durante la noche, como la temperatura corporal y el consumo de oxígeno en comparación con los controles emparejados por edad.
Más longevos
Los ratones se caracterizan por ser más activos durante la noche. Los roedores BRASTO también experimentaron un sueño mejor o más profundo y, tanto machos como hembras, tuvieron un aumento significativo en la longevidad. El promedio de vida de los ratones BRASTO en el estudio, cuyos resultados se publican en «Cell Metabolism», se amplió en un 16% en el caso de las hembras y un 9% para los hombres.
Traducido a los seres humanos, esto podría significar un extra de 13 o 14 años para las mujeres, por lo que su promedio de vida sería de 100 años, y un añadido de siete años a la vida de los hombres, aumentando su promedio de vida a unos 80 años, según calcula Shin. Asimismo, se observó un retraso en la muerte por cáncer en los ratones BRASTO frente a los roedores control.
Imai dijo que el perfil de la longevidad y la salud en los ratones BRASTO parece ser el resultado de un cambio en el inicio del envejecimiento en lugar del ritmo de envejecimiento. «Lo que hemos observado en los ratones BRASTO es un retraso en el momento en que comienza el declive relacionado con la edad, por lo que mientras la tasa de envejecimiento no cambia, el envejecimiento y el riesgo de cáncer se ha pospuesto», explica.
Reducir el envejecimiento
Una vez controlada la reducción del envejecimiento en el cerebro, el equipo de Imai rastreó el centro de control del envejecimiento que regula dos áreas del hipotálamo llamadas los núcleos hipotalámicos y dorsomedial lateral. Así, fueron capaces de identificar los genes específicos dentro de esas áreas que se asocian con SIRT1 para dar inicio a las señales nerviosas que provocan las respuestas físicas y de comportamiento observadas .
«Hemos encontrado que la sobreexpresión de SIRT1 en el cerebro conduce a un aumento en la respuesta celular de un receptor llamado receptor de orexina tipo 2 en las dos áreas del hipotálamo», dijo el primer autor Akiko Satoh, científico postdoctoral en el laboratorio de Imai, quien añade que el aumento de la respuesta por el receptor de señalización va del hipotálamo a los músculos esqueléticos, pero queda por descubrir el mecanismo por el cual la señal se dirige específicamente a los músculos esqueléticos.
Con información de
ABC
