Vías moleculares relacionadas con la respuesta al ayuno a corto plazo
Evaluación de la inducción de p21 y vías moleculares relacionadas con la respuesta al ayuno a corto plazo
Descripción general del estudio
Descripción detallada
El ayuno es una intervención nutricional que consiste en la restricción de la ingesta de nutrientes durante un período de tiempo relativamente largo. Provoca una reprogramación metabólica profunda destinada a cambiar el suministro de nutrientes de la ingesta externa de alimentos a los nutrientes almacenados internamente. La activación periódica de esta respuesta compleja, denominada ayuno periódico o intermitente (AI), provoca numerosos efectos protectores contra el envejecimiento, las alteraciones metabólicas, los trastornos neurológicos y la salud cardiovascular. El ayuno a corto plazo es protector en diferentes escenarios de estrés, incluida la reperfusión de isquemia, los episodios de inflamación y la toxicidad inducida por la quimioterapia, y mejora la eficacia antitumoral de la quimioterapia. Aunque la fisiología básica del ayuno es bien conocida, los mecanismos moleculares que subyacen a sus efectos beneficiosos aún no se comprenden por completo.
En mamíferos, la respuesta al ayuno de corta duración (de 12 a 48 horas) en términos de movilización de nutrientes a través del torrente sanguíneo ha sido ampliamente estudiada. El ayuno sigue fases secuenciales, durante las cuales se liberan nutrientes de diferentes depósitos de almacenamiento. Primero, la glucosa se libera de las reservas de glucógeno en el hígado y el músculo. Al agotarse el glucógeno, se activan dos mecanismos de ayuno: los ácidos grasos se exportan desde el tejido adiposo al torrente sanguíneo en forma de ácidos grasos libres (FFA), llegando al hígado donde se utilizan para producir cuerpos cetónicos, un proceso denominado cetogénesis. Además, la gluconeogénesis se activa en el hígado, generando glucosa principalmente a partir del glicerol (liberado durante la lipólisis) y aminoácidos, que se originan principalmente de la degradación muscular. Todas estas respuestas fisiológicas están estrechamente reguladas por mecanismos hormonales y moleculares.
A nivel hormonal, el ayuno induce una disminución de la insulina, la leptina y la grelina en sangre, y un aumento de los niveles de glucagón, mientras que la adiponectina en sangre se mantiene inalterada. Además, varias vías de transducción de señales se ven afectadas por el ayuno. PPARalpha, un receptor nuclear de ácidos grasos, se activa mediante el aumento de los ácidos grasos libres (FFA) en sangre mediado por el ayuno y desencadena la expresión de muchos genes diana en varios tejidos, incluidas las células sanguíneas. Se ha demostrado que el inhibidor p21 de la quinasa dependiente de ciclina (CDK) está altamente regulado durante el ayuno a corto plazo en muchos tejidos de ratón. Además, se sabe que los ratones sin p21 no pueden soportar períodos normales de ayuno y que se requiere p21 para la activación completa de los genes diana de PPARa tanto in vivo como en hepatocitos aislados.
En el estudio actual, los investigadores querían estudiar por primera vez los mecanismos moleculares del ayuno que aún permanecían sin explorar, especialmente la inducción de la expresión de p21 y la vía de señalización de PPARalfa. Para ello, los investigadores analizaron muestras de sangre de voluntarios sanos sometidos a 36 horas de ayuno, para explorar la expresión génica en Células Mononucleares de Sangre Periférica (PBMC).
Tipo de estudio
Inscripción (Actual)
Fase
- No aplica
Contactos y Ubicaciones
Ubicaciones de estudio
-
-
-
Madrid, España, 28049
- IMDEA Food
-
-
Criterios de participación
Criterio de elegibilidad
Edades elegibles para estudiar
Acepta Voluntarios Saludables
Géneros elegibles para el estudio
Descripción
Criterios de inclusión:
- Hombres y mujeres entre 18 - 50 años.
- IMC >20<30
- Nivel educativo adecuado y comprensión del estudio clínico.
- Voluntad de participar en el estudio como voluntario y dar su consentimiento por escrito.
Criterio de exclusión:
- IMC <20 (delgadez)
- IMC >30 (obesidad)
- Niveles anormalmente bajos de glucosa después del ayuno
- Haber donado sangre menos de 8 semanas antes de comenzar el estudio
- Sujetos que reportan molestias especiales después de periodos previos de ayuno corto
- Diagnóstico de Diabetes mellitus tipo 2 (insulinodependiente)
- Dislipidemia bajo tratamiento farmacológico
- Hipertensión arterial bajo tratamiento farmacológico
- Demencia, enfermedad neurológica o reducción de la función cognitiva
- Enfermedad grave (enfermedad hepática, enfermedad renal, etc.)
- Toma de medicamentos que puedan afectar al perfil lipídico y glucémico (estatinas, fibratos, diuréticos, corticoides, antiinflamatorios, hipoglucemiantes o insulina) 30 días antes del inicio del estudio.
- Tomar medicamentos o sustancias para el control de la pérdida de peso (15 días antes del inicio del estudio)
- Embarazo o lactancia
Plan de estudios
¿Cómo está diseñado el estudio?
Detalles de diseño
- Propósito principal: Ciencia básica
- Asignación: N / A
- Modelo Intervencionista: Asignación de un solo grupo
- Enmascaramiento: Ninguno (etiqueta abierta)
Armas e Intervenciones
Grupo de participantes/brazo |
Intervención / Tratamiento |
|---|---|
|
Experimental: Ayuno
Los participantes seguirán un período de ayuno a corto plazo durante 36 horas.
|
Restricción de ingesta de alimentos
|
¿Qué mide el estudio?
Medidas de resultado primarias
Medida de resultado |
Medida Descripción |
Periodo de tiempo |
|---|---|---|
|
Cambios en la expresión génica en PBMC después del ayuno
Periodo de tiempo: Línea de base, 24 horas y 48 horas después
|
Se realizaron análisis de expresión de p21, piruvato deshidrogenasa quinasa 4 (PDK4), carnitina palmitoiltransferasa 1 (CPT1), adipofilina (ADFP) y familia de transportadores de soluto 25, miembro 50 (SLC25A50) en una reacción en cadena de la polimerasa (PCR) en tiempo real rápida HT-7900 ).
Las cuantificaciones se realizaron aplicando el método ΔCt (ΔCt = [Ct del gen de interés - Ct de limpieza]).
Los genes domésticos utilizados para la normalización de entrada fueron la β-actina (ACTB) y la subunidad P0 del tallo lateral de la proteína ribosómica (RPLP0).
|
Línea de base, 24 horas y 48 horas después
|
Medidas de resultado secundarias
Medida de resultado |
Medida Descripción |
Periodo de tiempo |
|---|---|---|
|
Cambios en los niveles de insulina en respuesta al ayuno
Periodo de tiempo: Línea de base, 24 horas y 48 horas después
|
Los niveles de insulina (Unidades Internacionales por mililitro) se midieron con un kit de Abbott Laboratories, mediante inmunoensayo luminiscente usando el instrumento Architect de Abbott Laboratories.
|
Línea de base, 24 horas y 48 horas después
|
|
Cambios en los niveles de ácidos grasos libres en respuesta al ayuno
Periodo de tiempo: Línea de base, 24 horas y 48 horas después
|
Los niveles de ácidos grasos libres (moles por mililitro) se evaluaron con un kit de Abbott Laboratories, mediante ensayos espectrofotométricos enzimáticos utilizando un instrumento Architect de Abbott Laboratories.
|
Línea de base, 24 horas y 48 horas después
|
|
Cambia los cuerpos cetónicos en respuesta al ayuno.
Periodo de tiempo: Línea de base, 24 horas y 48 horas después
|
La concentración de cuerpos cetónicos (moles por mililitro) se medirá con un kit de Sigma-Aldrich, mediante un ensayo espectrofotométrico enzimático utilizando un lector de microplacas de Thermo Fisher.
|
Línea de base, 24 horas y 48 horas después
|
|
Cambios en los niveles de leptina en respuesta al ayuno
Periodo de tiempo: Línea de base, 24 horas y 48 horas después
|
Los niveles de leptina (nanogramos por mililitro) se midieron con un kit de Mercodia mediante un inmunoanálisis ELISA automático no competitivo
|
Línea de base, 24 horas y 48 horas después
|
|
Cambios en el perfil lipídico en respuesta al ayuno
Periodo de tiempo: Línea de base, 24 horas y 48 horas después
|
Para evaluar las mejoras de lípidos se consideraron las siguientes mediciones: Triacilglicerol, Colesterol Total, Lipoproteína de Baja Densidad y Lipoproteína de Alta Densidad medidos por métodos de laboratorio de rutina (CQS, Madrid, España).
|
Línea de base, 24 horas y 48 horas después
|
|
Evaluación subjetiva de la tolerancia al ayuno
Periodo de tiempo: 36 horas de ayuno
|
Para evaluar la tolerancia al ayuno, los participantes completarán una prueba de tolerancia al ayuno en función de los síntomas que sientan, esto dará como resultado una puntuación final de tolerancia al ayuno.
|
36 horas de ayuno
|
Colaboradores e Investigadores
Patrocinador
Investigadores
- Investigador principal: Pablo J Fernandez-Marcos, PhD, IMDEA Food
- Investigador principal: Manuel Serrano Marugán, PhD, Spanish National Cancer Research Center
Publicaciones y enlaces útiles
Publicaciones Generales
- Antoni R, Johnston KL, Collins AL, Robertson MD. Effects of intermittent fasting on glucose and lipid metabolism. Proc Nutr Soc. 2017 Aug;76(3):361-368. doi: 10.1017/S0029665116002986. Epub 2017 Jan 16.
- Arnason TG, Bowen MW, Mansell KD. Effects of intermittent fasting on health markers in those with type 2 diabetes: A pilot study. World J Diabetes. 2017 Apr 15;8(4):154-164. doi: 10.4239/wjd.v8.i4.154.
- Gotthardt JD, Verpeut JL, Yeomans BL, Yang JA, Yasrebi A, Roepke TA, Bello NT. Intermittent Fasting Promotes Fat Loss With Lean Mass Retention, Increased Hypothalamic Norepinephrine Content, and Increased Neuropeptide Y Gene Expression in Diet-Induced Obese Male Mice. Endocrinology. 2016 Feb;157(2):679-91. doi: 10.1210/en.2015-1622. Epub 2015 Dec 14.
- Halberg N, Henriksen M, Soderhamn N, Stallknecht B, Ploug T, Schjerling P, Dela F. Effect of intermittent fasting and refeeding on insulin action in healthy men. J Appl Physiol (1985). 2005 Dec;99(6):2128-36. doi: 10.1152/japplphysiol.00683.2005. Epub 2005 Jul 28.
- Mattson MP, Longo VD, Harvie M. Impact of intermittent fasting on health and disease processes. Ageing Res Rev. 2017 Oct;39:46-58. doi: 10.1016/j.arr.2016.10.005. Epub 2016 Oct 31.
- Varady KA, Bhutani S, Church EC, Klempel MC. Short-term modified alternate-day fasting: a novel dietary strategy for weight loss and cardioprotection in obese adults. Am J Clin Nutr. 2009 Nov;90(5):1138-43. doi: 10.3945/ajcn.2009.28380. Epub 2009 Sep 30.
- Vasconcelos AR, Yshii LM, Viel TA, Buck HS, Mattson MP, Scavone C, Kawamoto EM. Intermittent fasting attenuates lipopolysaccharide-induced neuroinflammation and memory impairment. J Neuroinflammation. 2014 May 6;11:85. doi: 10.1186/1742-2094-11-85.
- Tinkum KL, Stemler KM, White LS, Loza AJ, Jeter-Jones S, Michalski BM, Kuzmicki C, Pless R, Stappenbeck TS, Piwnica-Worms D, Piwnica-Worms H. Fasting protects mice from lethal DNA damage by promoting small intestinal epithelial stem cell survival. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 Dec 22;112(51):E7148-54. doi: 10.1073/pnas.1509249112. Epub 2015 Dec 7.
- Safdie FM, Dorff T, Quinn D, Fontana L, Wei M, Lee C, Cohen P, Longo VD. Fasting and cancer treatment in humans: A case series report. Aging (Albany NY). 2009 Dec 31;1(12):988-1007. doi: 10.18632/aging.100114.
- Raffaghello L, Safdie F, Bianchi G, Dorff T, Fontana L, Longo VD. Fasting and differential chemotherapy protection in patients. Cell Cycle. 2010 Nov 15;9(22):4474-6. doi: 10.4161/cc.9.22.13954. Epub 2010 Nov 15.
- Lee C, Raffaghello L, Brandhorst S, Safdie FM, Bianchi G, Martin-Montalvo A, Pistoia V, Wei M, Hwang S, Merlino A, Emionite L, de Cabo R, Longo VD. Fasting cycles retard growth of tumors and sensitize a range of cancer cell types to chemotherapy. Sci Transl Med. 2012 Mar 7;4(124):124ra27. doi: 10.1126/scitranslmed.3003293. Epub 2012 Feb 8.
- Di Biase S, Lee C, Brandhorst S, Manes B, Buono R, Cheng CW, Cacciottolo M, Martin-Montalvo A, de Cabo R, Wei M, Morgan TE, Longo VD. Fasting-Mimicking Diet Reduces HO-1 to Promote T Cell-Mediated Tumor Cytotoxicity. Cancer Cell. 2016 Jul 11;30(1):136-146. doi: 10.1016/j.ccell.2016.06.005.
- Pietrocola F, Pol J, Vacchelli E, Rao S, Enot DP, Baracco EE, Levesque S, Castoldi F, Jacquelot N, Yamazaki T, Senovilla L, Marino G, Aranda F, Durand S, Sica V, Chery A, Lachkar S, Sigl V, Bloy N, Buque A, Falzoni S, Ryffel B, Apetoh L, Di Virgilio F, Madeo F, Maiuri MC, Zitvogel L, Levine B, Penninger JM, Kroemer G. Caloric Restriction Mimetics Enhance Anticancer Immunosurveillance. Cancer Cell. 2016 Jul 11;30(1):147-160. doi: 10.1016/j.ccell.2016.05.016.
- Ruderman NB. Muscle amino acid metabolism and gluconeogenesis. Annu Rev Med. 1975;26:245-58. doi: 10.1146/annurev.me.26.020175.001333. No abstract available.
- Cahill GJ Jr, Owen OE, Morgan AP. The consumption of fuels during prolonged starvation. Adv Enzyme Regul. 1968;6:143-50. doi: 10.1016/0065-2571(68)90011-3. No abstract available.
- Nuttall FQ, Almokayyad RM, Gannon MC. Comparison of a carbohydrate-free diet vs. fasting on plasma glucose, insulin and glucagon in type 2 diabetes. Metabolism. 2015 Feb;64(2):253-62. doi: 10.1016/j.metabol.2014.10.004. Epub 2014 Oct 8.
- Nuttall FQ, Almokayyad RM, Gannon MC. The ghrelin and leptin responses to short-term starvation vs a carbohydrate-free diet in men with type 2 diabetes; a controlled, cross-over design study. Nutr Metab (Lond). 2016 Jul 22;13:47. doi: 10.1186/s12986-016-0106-x. eCollection 2016.
- Merl V, Peters A, Oltmanns KM, Kern W, Born J, Fehm HL, Schultes B. Serum adiponectin concentrations during a 72-hour fast in over- and normal-weight humans. Int J Obes (Lond). 2005 Aug;29(8):998-1001. doi: 10.1038/sj.ijo.0802971.
- Bouwens M, Afman LA, Muller M. Fasting induces changes in peripheral blood mononuclear cell gene expression profiles related to increases in fatty acid beta-oxidation: functional role of peroxisome proliferator activated receptor alpha in human peripheral blood mononuclear cells. Am J Clin Nutr. 2007 Nov;86(5):1515-23. doi: 10.1093/ajcn/86.5.1515.
- Lopez-Guadamillas E, Fernandez-Marcos PJ, Pantoja C, Munoz-Martin M, Martinez D, Gomez-Lopez G, Campos-Olivas R, Valverde AM, Serrano M. p21Cip1 plays a critical role in the physiological adaptation to fasting through activation of PPARalpha. Sci Rep. 2016 Oct 10;6:34542. doi: 10.1038/srep34542.
- Prokesch A, Graef FA, Madl T, Kahlhofer J, Heidenreich S, Schumann A, Moyschewitz E, Pristoynik P, Blaschitz A, Knauer M, Muenzner M, Bogner-Strauss JG, Dohr G, Schulz TJ, Schupp M. Liver p53 is stabilized upon starvation and required for amino acid catabolism and gluconeogenesis. FASEB J. 2017 Feb;31(2):732-742. doi: 10.1096/fj.201600845R. Epub 2016 Nov 3.
- Tinkum KL, White LS, Marpegan L, Herzog E, Piwnica-Worms D, Piwnica-Worms H. Forkhead box O1 (FOXO1) protein, but not p53, contributes to robust induction of p21 expression in fasted mice. J Biol Chem. 2013 Sep 27;288(39):27999-8008. doi: 10.1074/jbc.M113.494328. Epub 2013 Aug 5.
Fechas de registro del estudio
Fechas importantes del estudio
Inicio del estudio (Actual)
Finalización primaria (Actual)
Finalización del estudio (Actual)
Fechas de registro del estudio
Enviado por primera vez
Primero enviado que cumplió con los criterios de control de calidad
Publicado por primera vez (Actual)
Actualizaciones de registros de estudio
Última actualización publicada (Actual)
Última actualización enviada que cumplió con los criterios de control de calidad
Última verificación
Más información
Términos relacionados con este estudio
Palabras clave
Otros números de identificación del estudio
- IMD PI0025
Información sobre medicamentos y dispositivos, documentos del estudio
Estudia un producto farmacéutico regulado por la FDA de EE. UU.
Estudia un producto de dispositivo regulado por la FDA de EE. UU.
producto fabricado y exportado desde los EE. UU.
Esta información se obtuvo directamente del sitio web clinicaltrials.gov sin cambios. Si tiene alguna solicitud para cambiar, eliminar o actualizar los detalles de su estudio, comuníquese con register@clinicaltrials.gov. Tan pronto como se implemente un cambio en clinicaltrials.gov, también se actualizará automáticamente en nuestro sitio web. .