Impacto de la dieta en la enfermedad de Alzheimer: respuestas de hombres vs. mujeres
Un estudio revela que el papel de la dieta en la enfermedad de Alzheimer varía según el sexo.
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Tabla de contenidos
La Enfermedad de Alzheimer (EA) es la causa más común de demencia a medida que las personas envejecen. Un tipo específico de esta enfermedad que comienza tarde en la vida se está volviendo más común. La EA se reconoce por la acumulación de ciertas proteínas en el cerebro, en particular las proteínas amiloides-β y tau. Estas proteínas se acumulan en las células nerviosas y provocan inflamación y daño, lo que finalmente causa la pérdida de funciones mentales. Tanto la genética como factores del medio ambiente juegan un papel en cómo estas proteínas se agrupan en el cerebro.
Un factor significativo en la EA es la respuesta inmune del cuerpo, especialmente la inflamación en el cerebro y el resto del cuerpo. Cuando se acumulan proteínas amiloides, pueden desencadenar la liberación de sustancias que causan inflamación en el cerebro. Aunque esto puede ayudar al principio, la inflamación a largo plazo puede dañar las células nerviosas y empeorar la enfermedad. Algunos problemas de salud, como la obesidad y la diabetes, pueden aumentar el riesgo de desarrollar EA. Sin embargo, cómo se relacionan estas condiciones con los procesos detrás de la EA aún no está completamente claro.
Niveles altos de ciertas proteínas en la sangre están relacionados con un mayor riesgo de EA y problemas con la insulina, que es crucial para el control del azúcar en la sangre. Una de estas proteínas es el factor de necrosis tumoral (TNF), que puede promover la inflamación y se encuentra en mayores cantidades en personas con EA. El TNF puede transformarse en una forma que afecta los procesos inflamatorios, contribuyendo a la producción de proteínas amiloides tóxicas y agravando la neurodegeneración.
El papel de la dieta
La obesidad y la demencia a menudo tienen efectos diferentes según el género. Los estudios sugieren que estas diferencias pueden deberse a cómo hombres y mujeres metabolizan los alimentos y responden a la inflamación. La dieta es un factor que se puede cambiar y tiene un impacto significativo en el metabolismo y el sistema inmunológico. Las dietas altas en grasas y azúcares pueden llevar a varios problemas de salud y promover la inflamación en el cuerpo.
Específicamente, las dietas ricas en grasas y carbohidratos pueden hacer que el intestino sea más permeable. Esto significa que sustancias de las bacterias del intestino pueden entrar en el torrente sanguíneo, desencadenando inflamación. Este tipo de dieta también puede causar problemas con la barrera hematoencefálica, que generalmente protege al cerebro de sustancias dañinas. Cuando esta barrera se daña, las células inmunitarias pueden entrar al cerebro y contribuir a la inflamación.
Investigaciones anteriores han indicado que una dieta alta en grasas y azúcares puede alterar cómo funcionan las células inmunitarias en modelos animales de EA.
Resumen del estudio
En este estudio, utilizamos un modelo de obesidad en ratones predispuestos a la EA para ver cómo inhibir una forma específica de TNF afecta el metabolismo y la inflamación. Encontramos que la dieta alta en grasas y azúcares impactó la inflamación de manera diferente en ratones machos y hembras. En particular, bloquear esta forma de TNF mejoró algunos problemas de salud en los ratones machos, pero no en las hembras. Esto muestra que, aunque una dieta alta en grasas y azúcares puede tener efectos perjudiciales para la salud, la manera en que estos efectos se manifiestan puede variar según el sexo.
Cuidado de los animales
El estudio utilizó ratones machos y hembras que han sido modificados genéticamente para desarrollar EA. Fueron criados y mantenidos en un ambiente controlado, con condiciones limpias y acceso a comida y agua.
Inducción de la dieta
Se les dio a los ratones una dieta regular o una dieta alta en grasas y azúcares durante ocho semanas. Durante este tiempo, se monitoreó su peso y se reabasteció regularmente su comida y agua.
Enfoque en TNF
Después de cuatro semanas en sus dietas asignadas, se les trató a los ratones con una sustancia que bloquea el TNF o con una solución salina como control. Este tratamiento se administró dos veces por semana durante cuatro semanas.
Medición de resultados
La salud de los ratones se evaluó al final del estudio. Esto incluyó verificar su peso, medir el tamaño de la grasa y los órganos, y recolectar muestras de su sangre, cerebro e intestino para un análisis más detallado.
Contenido fecal y de agua
Los ratones fueron colocados en contenedores para recolectar sus deposiciones. Estas muestras se utilizaron para medir su contenido de agua y evaluar la salud intestinal.
Recolección de sangre y tejidos
Los ratones fueron sacrificados usando anestésicos, y se recolectó su sangre para pruebas. También se tomaron muestras de tejido de varios órganos para análisis.
Análisis de cambios metabólicos
Examinamos varios marcadores en la sangre para evaluar la salud metabólica de los ratones, incluyendo niveles de insulina y colesterol. La dieta alta en grasas y azúcares llevó a un aumento de peso y incrementó los niveles de insulina, leptina (una hormona relacionada con el almacenamiento de grasa) y colesterol.
Niveles de proteínas
Las técnicas de Western blotting nos ayudaron a ver los niveles de ciertas proteínas vinculadas al metabolismo y la inflamación. Encontramos que la dieta aumentó algunos de estos niveles de proteínas, sugiriendo cambios en cómo el cuerpo procesa la energía y responde a la inflamación.
Respuestas inflamatorias
La dieta también desencadenó respuestas inflamatorias en el cuerpo. Se midieron niveles de varios marcadores inflamatorios en la sangre y los tejidos. La dieta alta en grasas y azúcares resultó en niveles aumentados de ciertas sustancias inflamatorias.
Salud intestinal
La salud del intestino fue evaluada analizando diferentes tipos de proteínas que ayudan a mantener la barrera intestinal intacta. Los resultados mostraron que la dieta hizo que el intestino fuera más permeable, lo que puede permitir la entrada de sustancias dañinas al torrente sanguíneo.
Efectos de la inhibición de TNF
El bloqueo de TNF no revirtió muchos de los cambios físicos causados por la dieta en ninguno de los sexos. Sin embargo, el bloqueador ayudó a reducir los niveles de algunos marcadores inflamatorios y mejorar los niveles de insulina, particularmente en los ratones machos. Esto indica que el TNF puede jugar un papel en cómo el cuerpo responde a una dieta alta en grasas y azúcares.
Salud cerebral
En términos de salud cerebral, notamos diferencias en cómo la dieta afectó la inflamación cerebral y los niveles de amiloides, especialmente en ratones machos. La dieta aumentó ciertos químicos en el cerebro relacionados con la inflamación y se asoció con mayores niveles de proteínas tóxicas.
Cambios en la expresión génica
Finalmente, examinamos cómo la dieta y el tratamiento de bloqueo de TNF influyeron en la expresión génica en el cerebro y el intestino. Diferentes genes fueron afectados dependiendo de la dieta y si se bloqueó o no el TNF, resaltando la compleja relación entre dieta, inflamación y salud cerebral.
Conclusión
Nuestros hallazgos muestran que la dieta puede impactar significativamente la salud, especialmente en relación con la enfermedad de Alzheimer. La forma en que una dieta alta en grasas y azúcares afecta el cuerpo puede variar entre hombres y mujeres. Bloquear formas específicas de TNF tiene el potencial de reducir algunos efectos perjudiciales de una mala dieta, particularmente en ratones machos. Esta investigación destaca la necesidad de más estudios para explorar cómo las elecciones dietéticas y la inflamación se relacionan con el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer. Entender estas conexiones podría llevar a mejores estrategias de prevención y tratamiento para quienes están en riesgo de demencia.
Título: Diet-induced metabolic and immune impairments are sex-specifically modulated by soluble TNF signaling in the 5xFAD mouse model of Alzheimers disease
Resumen: Emerging evidence indicates that high-fat, high carbohydrate diet (HFHC) impacts central pathological features of Alzheimers disease (AD) across both human incidences and animal models. However, the mechanisms underlying this association are poorly understood. Here, we identify compartment-specific metabolic and inflammatory dysregulations that are induced by HFHC diet in the 5xFAD mouse model of AD pathology. We observe that both male and female 5xFAD mice display exacerbated adiposity, cholesterolemia, and dysregulated insulin signaling. Independent of biological sex, HFHC diet also resulted in altered inflammatory cytokine profiles across the gastrointestinal, circulating, and central nervous systems (CNS) compartments demonstrating region-specific impacts of metabolic inflammation. In male mice, we note that HFHC triggered increases in amyloid beta, an observation not seen in female mice. Interestingly, inhibiting the inflammatory cytokine, soluble tumor necrosis factor (TNF) with the brain-permeant soluble TNF inhibitor XPro1595 was able to restore aspects of HFHC-induced metabolic inflammation, but only in male mice. Targeted transcriptomics of CNS regions revealed that inhibition of soluble TNF was sufficient to alter expression of hippocampal and cortical genes associated with beneficial immune and metabolic responses. Collectively, these results suggest that HFHC diet impairs metabolic and inflammatory pathways in an AD-relevant genotype and that soluble TNF has sex-dependent roles in modulating these pathways across anatomical compartments. Modulation of energy homeostasis and inflammation may provide new therapeutic avenues for AD. HighlightsO_LIHFHC diet triggers metabolic and inflammatory dysregulation in 5xFAD mice C_LIO_LIA{beta}42 and A{beta}40 increase in the CNS of male 5xFAD mice fed a HFHC diet. C_LIO_LISolTNF inhibition partially reverts HFHC diet-induced metabolic and inflammatory dysregulation in male, but not female, 5xFAD mice. C_LI
Autores: Timothy R Sampson, M. E. de Sousa Rodrigues, M. L. Bolen, L. Blackmer-Raynolds, N. Schwartz, J. Chang, M. G. Tansey
Última actualización: 2024-02-28 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.28.582516
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.28.582516.full.pdf
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