Restricción de energía intermitente y masticación sobre el envejecimiento de las células madre neurales y la cognición asociada a la neurogénesis del hipocampo adulto (ChANgE)

La nutrición y la salud humana están fuertemente relacionadas. Alterar la sobreabundancia a través de dietas restringidas en calorías o en ayunas tiene efectos profundos en la homeostasis, la regeneración de tejidos y el cáncer. Las células madre tisulares responden a los cambios fisiológicos que ocurren durante el ayuno a través de cambios dinámicos en su metabolismo. Restringir la ingesta de energía en ratones o introducir mutaciones en las vías de detección de nutrientes puede prolongar la esperanza de vida hasta en un 50 %. Las autopsias revelan que los tumores, los problemas cardíacos, la neurodegeneración y las enfermedades metabólicas generalmente se reducen/retrasan en los ratones longevos. Por lo tanto, extender la esperanza de vida mediante la restricción de energía (ER) también parece aumentar la 'vida útil', el tiempo vivido sin condiciones crónicas relacionadas con la edad. Estos conocimientos apenas han hecho mella en la medicina humana. Se deben establecer conocimientos moleculares y celulares en humanos para validar intervenciones como ER para retrasar el envejecimiento y las condiciones asociadas, p. deterioro cognitivo (Murphy et al., 2014).

Las células madre del sistema nervioso central también responden a la ER. Recientemente, el laboratorio de Thuret descubrió que ER, en ausencia de desnutrición, promueve que las células madre del hipocampo proliferen y se diferencien en neuronas recién nacidas. Debido a que se ha demostrado que estas nuevas neuronas posnatales del hipocampo desempeñan un papel en la cognición, la ER también promovió una mejor cognición en roedores (Zainuddin et al., 2012; de Lucia et al., 2017; Thuret et al., 2012). Este fenómeno de neurogénesis, el proceso mediante el cual se generan nuevas neuronas a partir de células madre neurales, también se está produciendo en humanos (Spalding et al., 2013). Es un proceso estrictamente regulado que ocurre en el hipocampo de los mamíferos, que es una estructura cerebral sensible al medio ambiente conocida por regular el aprendizaje, la memoria y el estado de ánimo. Funciones propuestas de la neurogénesis hipocampal adulta (NHA). incluyen mejorar la memoria de reconocimiento, la capacidad de reconocer estímulos encontrados previamente y la separación de patrones, la capacidad de codificar diferencialmente pequeños cambios en entradas similares (Clelland et alk., 2009; Sahay et al., 2011). Se ha postulado que la restricción calórica puede aumentar la neurogénesis como una "reliquia celular" de los patrones de alimentación intermitente durante la evolución como respuesta a períodos alternos de hambruna y abundante comida (Murphy & Thuret, 2015). Los ensayos en humanos han encontrado mejoras significativas en la memoria de reconocimiento verbal después de una reducción del 30% en la ingesta de calorías (Witte et al., 2009). Además, el ayuno intermitente en humanos se ha asociado con aumentos significativos en el volumen de activación cerebral en áreas involucradas en el control de la función cerebral y la plasticidad (Belaïch et al., 2016). La textura y la masticación de los alimentos también se han implicado en la HNA y la capacidad cognitiva (Smith et al., 2016). La disminución de la masticación debido a la extracción de molares y el edentulismo tanto en humanos como en animales tienen un impacto negativo en la NHA y la cognición asociada. Las poblaciones humanas, en particular, han mostrado una estrecha asociación entre la función masticatoria, el estado cognitivo y la neurodegeneración relacionada con la edad en los ancianos (Miura et al., 2003). Se desconoce el mecanismo exacto por el cual la masticación afecta la cognición.

Pregunta de investigación: En participantes mayores con sobrepeso, ¿la IER y/o los períodos prolongados de masticación mejoran el rendimiento en tareas de memoria dependientes del hipocampo y aumentan el marcador antienvejecimiento Klotho?

Objetivos:

1. Un ensayo aleatorio controlado de diseño paralelo determinará el impacto de una dieta IER (2 días consecutivos de una dieta muy baja en calorías, 5 días de alimentación saludable normal durante 3 meses) y/o períodos prolongados de masticación (10 minutos 3 veces al día durante 3 meses) en comparación con un grupo de control (continuación del comportamiento alimentario habitual, patrones dietéticos) en las variables de resultado primarias (MST y Klotho) en participantes sanos de mayor edad con sobrepeso u obesidad de clase I.
2. Evaluar el impacto de una dieta IER y períodos prolongados de masticación en variables de resultados secundarios que incluyen la composición corporal, el estado de ánimo y el sueño.
3. Explorar si se pueden utilizar períodos prolongados de masticación como ayuda para la pérdida de peso/ayuno.