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# Biología # Neurociencia

Envejecimiento, dieta y la vía PI3K/AKT

Cómo la dieta impacta el metabolismo y la función cerebral a medida que envejecemos.

Sarah Ding, Anisha Banerjee, Sara N. Burke, Abbi R. Hernandez

― 7 minilectura


El papel de la dieta en El papel de la dieta en el envejecimiento. el envejecimiento y la salud. Cómo las elecciones de comida afectan
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A medida que envejecemos, nuestros cuerpos pueden cambiar bastante, especialmente en cómo funciona nuestro metabolismo. Esto no solo se trata de nuestras cinturas, sino también de cómo funcionan nuestras células. Uno de los jugadores clave en este juego es una vía en nuestras células llamada la Vía PI3K/AKT. Esta vía es como una autopista concurrida que ayuda a controlar muchos procesos importantes, incluyendo cómo crecen, sobreviven y producen proteínas nuestras células.

¿Qué es la Vía PI3K/AKT?

Piensa en la vía PI3K/AKT como un sistema de control de tráfico en nuestros cuerpos. Cuando se activa, envía señales a varias partes de la célula para realizar sus funciones. Ayuda a gestionar cosas como la síntesis de proteínas, que es cómo nuestros cuerpos construyen las proteínas necesarias para diferentes tareas. AKT, una parte clave de esta vía, puede activar o desactivar a muchos otros jugadores involucrados en el metabolismo.

El Impacto del Envejecimiento en la Vía PI3K/AKT

A medida que envejecemos, sucede algo interesante. La actividad en esta vía puede cambiar. Algunos estudios sugieren que reducir la actividad de esta vía podría ayudar a extender la vida útil de diferentes especies. Sin embargo, apagarla por completo puede llevar a efectos secundarios bastante desagradables. Imagina un motor de coche que deja de funcionar del todo; simplemente no es bueno.

Cuando la vía PI3K/AKT no funciona correctamente, se relaciona con varias enfermedades relacionadas con el envejecimiento, como la diabetes, el cáncer y condiciones que afectan nuestro cerebro, como la demencia. De hecho, los investigadores han notado que una actividad elevada en esta vía puede ser un signo de enfermedades como el Alzheimer, posiblemente debido a la estimulación aumentada de ciertas hormonas como la insulina.

El Cerebro y la Vía PI3K/AKT

Nuestros cerebros son bastante exigentes sobre cómo reciben sus señales, y la vía PI3K/AKT juega un papel importante en cómo se comunican y funcionan las células cerebrales. Por ejemplo, está involucrada en procesos que ayudan con la memoria y el aprendizaje. ¡Imagina intentar estudiar para un examen mientras alguien sigue cambiando la estación de radio; es más difícil concentrarse!

Metabolismo Muscular y Hepático

Esta vía no solo es un genio cerebral; también juega roles cruciales en nuestros músculos y en el hígado. En los músculos, ayuda a prevenir la pérdida muscular y mantiene niveles equilibrados de azúcar en la sangre. Actúa como un entrenador que asegura que nuestros músculos obtengan los nutrientes adecuados cuando los necesitamos.

En el hígado, la vía ayuda a gestionar cómo nuestro cuerpo procesa la glucosa, el azúcar que obtenemos de los alimentos. Si esta vía no funciona bien, las cosas pueden complicarse—como tener demasiado pastel en una fiesta cuando has prometido cuidar tu ingesta de azúcar. Excederse en el hígado puede llevar a condiciones como la hipoglucemia, que es como quedarse sin combustible en el coche de manera inesperada.

Cambios Dietéticos y sus Efectos

Entonces, ¿cómo podemos ayudar a mantener esta vía en forma a medida que envejecemos? La dieta es una de las herramientas más fuertes que tenemos. Dos estrategias dietéticas han estado llamando la atención: las dietas cetogénicas (KDS) y la alimentación restringida en el tiempo (TRF).

Dietas Cetogénicas (KDs): Estas son dietas altas en grasas y bajas en carbohidratos donde el cuerpo cambia su fuente de combustible de glucosa a cetonas, que se producen a partir de las grasas. Si bien se han utilizado por motivos médicos (como tratar la epilepsia), mucha gente ha comenzado a usarlas para perder peso y mejorar la salud metabólica.

Alimentación Restringida en el Tiempo (TRF): Piensa en esto como una forma de establecer un horario estricto de alimentación. Comes durante horas específicas y no tocas comida fuera de ese horario. Es como hacer una fiesta pero dejando entrar a la gente solo durante ciertas horas. Este método también puede llevar a mejoras en la composición corporal y en los niveles de azúcar en la sangre.

Lo Que Dice la Investigación

Los investigadores han estado tratando de ver cómo estas dietas afectan la expresión genética relacionada con la vía PI3K/AKT en varios tejidos, incluyendo el cerebro, el hígado y los músculos, especialmente en sujetos mayores. Usaron ratas viejas para sus experimentos en lugar de humanos, ya que, seamos sinceros, es mucho más fácil estudiar ratas que pedirle a la gente que se adhiera a una dieta estricta de por vida.

En el estudio, las ratas se dividieron en tres grupos: un grupo tenía una dieta estándar, otro tenía una Dieta Cetogénica y el último practicaba la alimentación restringida en el tiempo. Observaron cómo estas dietas influían en la expresión genética específicamente relacionada con la vía PI3K/AKT.

Hallazgos y Observaciones

  1. Efectos Específicos de Tejido: Los investigadores encontraron que la expresión genética variaba significativamente dependiendo de la dieta y qué tejido estaban probando. En el hígado, aquellos con una dieta cetogénica mostraron niveles más bajos de un gen llamado Akt1 en comparación con los otros. Pero en los músculos, la alimentación restringida en el tiempo parecía tener un papel más importante en reducir la expresión de Akt1.

  2. Impacto Conductual: También observaron cómo estas dietas afectaban el Rendimiento Cognitivo utilizando una tarea que involucraba reconocer la ubicación de objetos. ¡Los resultados fueron interesantes! Las ratas en la dieta cetogénica se desempeñaron mejor en estas tareas, sugiriendo que lo que comen puede influir en qué tan bien recuerdan las cosas.

  3. Expresión Genética y Memoria: Al examinar la relación entre la expresión genética y el rendimiento cognitivo, encontraron una correlación notable. Niveles más altos de Akt1 en el cerebro estaban correlacionados con un mejor rendimiento en tareas de memoria entre aquellos en una dieta cetogénica. Esto sugiere que la dieta podría ser un factor clave para mantener nuestros cerebros agudos a medida que envejecemos.

  4. Foxo1 y Función Cognitiva: Otro gen, Foxo1, mostró algunas relaciones interesantes con el rendimiento cognitivo también. En ratas alimentadas de control, niveles más altos de Foxo1 estaban vinculados a un peor rendimiento en tareas de memoria. Esto significa que a veces, más de una buena cosa no es necesariamente genial, especialmente cuando se trata de la función cerebral.

Implicaciones y Direcciones Futuras

Si bien este estudio ofrece una mirada intrigante a la dieta, la edad y la expresión genética, también abre un montón de preguntas. ¿Por qué ciertas dietas funcionan mejor para genes específicos? ¿Hay una dieta óptima que pueda ayudar a todos a envejecer mejor? ¿Podemos encontrar formas de ayudar a nuestros cuerpos a mejorar sus funciones metabólicas a través de simples cambios en el estilo de vida?

Conclusión

Envejecer no es solo cuestión de hacerse mayor; también se trata de cómo reaccionan nuestros cuerpos a ese proceso. La vía PI3K/AKT es un jugador vital en este juego metabólico, afectando todo, desde cómo recordamos cosas hasta cómo nuestros cuerpos manejan el azúcar. Con las elecciones dietéticas adecuadas, podríamos ser capaces de influir positivamente en esta vía, ayudándonos a mantenernos agudos y saludables a medida que envejecemos.

Mientras seguimos picando nuestros refrigerios y bebiendo nuestras bebidas, vale la pena considerar que nuestras elecciones en la mesa podrían hacer una gran diferencia en cómo funcionan nuestros cuerpos a medida que crecemos. Así que, la próxima vez que pienses en saltarte esa ensalada, recuerda—¡tu yo futuro podría agradecerte por ello!

Fuente original

Título: Time restricted feeding with or without ketosis influences metabolism-related gene expression in a tissue-specific manner in aged rats

Resumen: Many of the hallmarks of aging involve alterations in cellular and organismal metabolism. One pathway with the potential to impact several traditional markers of impaired function with aging is the PI3K/AKT metabolic pathway. Regulation of this pathway includes many aspects of cellular function, including protein synthesis, proliferation and survival, as well as many downstream targets, including mTOR and FOXOs. Importantly, this pathway is pivotal to the function of every organ system in the human body. Thus, we investigated the expression of several genes along this pathway in multiple organs, including the brain, liver and skeletal muscle, in aged subjects that had been on different experimental diets to regulate metabolic function since mid-life. Specifically, rats were fed a control ad lib diet (AL), a time restricted feeding diet (cTRF), or a time restricted feeding diet with ketogenic macronutrients (kTRF) for the majority of their adult lives (from 8-25 months). We previously reported that regardless of macronutrient ratio, TRF-fed rats in both macronutrient groups required significantly less training to acquire a biconditional association task than their ad lib fed counterparts. The current experiments expand on this work by quantifying metabolism-related gene expression across tissues and interrogating for potential relationships with cognitive performance. AKT expression was significantly reduced in kTRF fed rats within liver and muscle tissue. However, AKT expression within the perirhinal cortex (PER) was higher in kTRF rats with the best cognitive performance. Within CA3, higher levels of FOXO1 gene expression correlated with poorer cognitive performance in ad libitum fed rats. Together, these data demonstrate diet- and tissue-specific alterations in metabolism-related gene expression and their correlation with cognitive status.

Autores: Sarah Ding, Anisha Banerjee, Sara N. Burke, Abbi R. Hernandez

Última actualización: 2024-12-21 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.19.629431

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.19.629431.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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